Spaľovanie biomasy v Smrčina Hofatex - Obnoviteľný zdroj energie

Z pohľadu znižovania emisií skleníkových vplyvov a klimatických zmien majú obnoviteľné zdroje energie mimoriadny význam. Z hľadiska svojej perspektívy je biomasa považovaná za kľúčový obnoviteľný zdroj energie a to tak na úrovni malých ako i veľkých technologických celkov. Jednou z technológií energetického využitia biomasy je jej spaľovanie za účelom produkcie tepla poprípade aj elektrickej energie pri maximálním energetickom využití, splnení emisných limitov a ekonomickej efektívnosti prevádzky. Je to metóda v praxi overená a komerčne dostupná na vysokej úrovni. Význam má predovšetkým spaľovanie odpadového dreva, pričom spaľovacie zariadenia sa dodávajú v rôznych prevedeniach a výkonoch. Tradičný spôsob výroby elektrickej energie z biomasy je vo väčšine prípadov založený na jej priamom spaľovaní a výrobe pary, ktorá poháňa parnú turbínu, podobne ako je to v uhoľných elektrárňach.

TECHNICKÝ POPIS A ŠPECIFIKÁCIA HLAVNÝCH KOMPONENTOV DIELA

Palivové hospodárstvo
Pozostáva zo zariadení pre uskladnenie paliva a prívodu paliva k spaľovaciemu zariadeniu.

Parný kotol
Privedené palivo sa spaľuje na rošte. Použitý je vzduchom chladený vibračný rošt s prívodom primárneho vzduchu vo viacerých zónach pod rošt. Zvýšenie teploty nasávaného primárneho vzduchu k zlepšeniu spaľovacieho procesu vlhkého paliva je vykonané v spalinovom ohrievači vzduchu. Palivo sa dostáva do kotla pneumatickými pohadzovačmi, pričom pohyb roštu je spätný, to znamená od zadnej steny kotla ku prednej stene. Rošt sa teda pohybuje proti smeru pohadzovanie paliva. Pohadzované palivo, predovšetkým jeho jemné častice sa spaľujú čiastočne vo vznose. Na rošte sa zapaľuje palivo tesne pri zadnej stene. Intenzívne spaľovanie končí pred závesným stropom nad prednou časťou roštu a škvára sa odvádza do škvarovej výsypky umiestnenej v prednej časti kotla. Sekundárny vzduch je privádzaný nad rošt.

Vlastný tlakový systém kotla je riešený ako samonosný, štvorťahový, s prirodzenou cirkuláciou parovodnej zmesi vo výparníku. Prvý ťah kotlov tvorí ohnisko, ktoré má v dolnej časti nainštalovaný vzduchom chladený rošt. Pri dimenzovaní ohniska sa berie do úvahy, aby boli dodržané hlavné kritériá pre optimálnu prevádzku. Tieto kritériá sú:

• dobré prevírenie a homogenizácia spalín
• dostatočný čas zotrvania spalín v horúcej oblasti spaľovania

V hornej časti ohniska je kotlová mreža, cez ktorú prúdia spaliny do druhého ťahu. Druhý ťah kotla je prázdny tvorený a slúži na zníženie teploty spalín pred stykom s výhrevnými plochami prehrievača, čím sa zníži zanášanie týchto plôch, riziko erózie a vysokoteplotnej korózie. V treťom ťahu sú umiestnené dva diely prehrievača pary. Z tretieho ťahu cez mrežu tvorenú rúrkami zadnej steny Průdka spaliny do samostatne stojaceho štvrtého ťahu, v ktorom je umiestnený ohrievač vody a ohrievač vzduchu. Steny prvého, druhého a tretieho ťahu sú membránového prevedenia. Steny štvrtého ťahu sú plechové.
Prístup k jednotlivým častiam a zariadeniam kotla zabezpečujú plošiny, schody, prípadne rebríky. Steny ohniska a konvekčného ťahu sú vybavené potrebným počtom pozorovacích okienok a prielezových otvorov slúžiacich na sledovanie spaľovacieho procesu, kontrolu a údržbu jednotlivých výhrevných plôch.
Napájacia voda je privádzaná do vstupnej komory ohrievača vody, ktorý je zapojený ako protiprúd. Z ohrievača vody prúdi napájacia voda do kotlového telesa. V kotlovom telese je zabudovaná vstavba slúžiaca na odlúčenie vody z parovodnej zmesi. Pre sledovanie hladiny vody v bubne je kotlové teleso vybavené dvomi priamymi a jedným diaľkovým vodoznakom. Sýta para z bubna je privádzaná do dvojdielneho prehrievača Medzi prvým a druhým dielom je zabudovaný vstrek slúžiaci na reguláciu teploty prehriatej pary na výstupe z kotla. Prehriata para sa z prehrievača odvádza výstupným potrubím.
Tlakový systém kotla je vybavený potrebnými armatúrami a meracími prístrojmi zabezpečujúcimi jeho bezpečnú a spoľahlivú prevádzku. Jeden poistný ventil je umiestnený na kotlovom telese, druhý na výstupnom potrubí prehriatej pary. Kotol má svoj tlmič hluku, do ktorého sú zaústené výfuky z poistných ventilov ako aj potrubie slúžiace na nábeh kotla. Konvenkčné plochy (prehrievač, ohrievač vody) kotla budú čistené od nánosov pomocou parných ofukovačov. Ofukovacie médium je para z výstupného parného potrubia. Popol a škvára získaná vyhorením paliva v roštoch je odvádzaná mokrým vynášačom do zberného kontajnera. Doprava popola spod výsypiek parného kotla a zo súboru zariadení pre čistenie spalín do zberného kontajnera je realizovaná šnekovými dopravníkmi.

Umelý ťah kotla
Slúži na zabezpečenie dopravy spalín od kotla až po prírubu na komíne a súčasne k čisteniu spalín od prachových (popolových) častíc. Pozostáva z nasledovných zariadení:

• Tkaninový filter alebo elektrofilter
• Spalinový ventilátor, ventilátor pre recirkuláciu spalín a spalinovody
• Komín

Napájanie kotla a tepelná úprava vody
Prívod napájacej vody do kotla je zabezpečený napájacími čerpadlami. Zostavu tvoria dve čerpadlá poháňané elektromotorom. Každé čerpadlo je projektované na 100% výkon jedného kotla pričom jedno je v prevádzke a druhé v automatickom záskoku.
Tepelná úprava vody pozostáva z napájacej nádrže a odplyňovača.

Chemická úprava vody (CHÚV)
Zariadenia slúžia na úpravu surovej vody na kvalitu, vhodnú na prevádzkovanie zariadenia.

Turbogenerátor
Prehriata para získaná v parnom kotly je privedená do turbogenerátora ktorý pozostáva jednej kondenzačnej turbíny s generátorom. Turbínový modul je uložený na oceľový rám, generátor je uložený na betónový základ.

Chladiaci okruh kondenzátora
Zariadenia slúžia na kondenzáciu pary vystupujúcej z parnej turbíny a prečerpávanie kondenzátu vzniknutého z tejto pary späť do okruhu napájacej vody kotlov. Kondenzátor je chladený vzduchom.

Elektročasť
Elektročasť pozostáva z rozvádzačov vlastnej spotreby pre kotol a zariadenia pomocných technológií, miestnych ovládacích skriniek, vyvedenia výkonu generátora a jeho ochrán, rozvodne 6kV a potrebných káblových prepojení a príslušenstva.

Systém kontroly a riadenia
Systém kontroly a riadenia zabezpečuje bezchybný chod, nábeh a odstavenie zariadenia. Obsahuje úplnú inštrumentáciu kotla a pomocných technológií vrátane nadradeného riadiaceho systému, zdroja zálohového napájania nadradeného riadiaceho systému, komunikáciu nadradeného riadiaceho systému s riadacimi systémami jednotlivých zariadení.

Stavebná časť
Stavebná časť diela pozostáva z nasledovných hlavných objektov

• Sklad paliva
• Budova kotolne
• Základy pre umelý ťah kotla
• Strojovňa turbogenerátora
• Dozorňa a rozvodňa

Montáž kotla – október 2006

Budova energobloku – január 2007. Vedľa vľavo vzduchom chladený kondenzátor.

HLAVNÉ TECHNICKÉ PARAMETRE

Tento příspěvěk byl prezentován na koferenci Kotle a energetická zařízení 2007.

Autor

• Ing. Guba Peter