Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Układy kogeneracyjne ORC z kotłem na biomasę. ORC współpracujący z kotłem oleju termalnego Energia elektryczna Gorąca woda 80/90 o C ORC Obieg temperatury.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Układy kogeneracyjne ORC z kotłem na biomasę. ORC współpracujący z kotłem oleju termalnego Energia elektryczna Gorąca woda 80/90 o C ORC Obieg temperatury."— Zapis prezentacji:

1 Układy kogeneracyjne ORC z kotłem na biomasę

2 ORC współpracujący z kotłem oleju termalnego Energia elektryczna Gorąca woda 80/90 o C ORC Obieg temperatury niskiej Obieg temp. wysokiej Kocioł Sugimat Biomasa  Olej silikonowy Olej termalny Dwa niezależne obiegi

3 Kocioł olejowy na biomasę z układem ORC Kocioł (wymiennik) Silos Elektrofiltr Komin ORC Komora spalania Podajnik paliwa Wentylator System śluzy z dwoma klapami. Ekonomizer

4 RegeneratorTurbinaGenerator prądu Skraplacz Pompa obiegowa Parownik Co to jest ORC?

5 Do procesu ORC jest doprowadzany olej termalny, który podgrzewa w parowniku odpowiedni organiczny czynnik roboczy i zamienia go w parę (8→3→4). Para czynnika roboczego napędza turbinę (4→5), połączoną za pomocą sprzęgła elastycznego bezpośrednio z generatorem prądu. Para wylotowa z turbiny wpływa do regeneratora (5→9), podgrzewając kondensat czynnika roboczego (2→8). Następnie para ulega skropleniu w skraplaczu, który jest chłodzony powrotem gorącej wody (9→6→1). Na koniec kondensat jest podawany pompą obiegową (1→2) poprzez regenerator do parownika i tym samym cykl termodynamiczny w układzie zamkniętym zostaje zakończony. Co to jest ORC?

6 Zalety: wysoka sprawność procesu termodynamicznego, wysoka sprawność turbiny, niskie obciążenie mechaniczne i niskie obroty turbiny, brak przekładni redukcyjnej - cichobieżna praca, w czasie rozprężania nie występuje ciecz (nie zachodzi erozja łopatek turbiny), łatwe uruchamianie i zatrzymywanie urządzenia, ciągła i w pełni automatyczna praca, małe potrzeby osobowe: ok. 3 – 5 godz. w tygodniu, Co to jest ORC? 100% energii z kotła Sugimat ORC 2% straty 80% ciepło 18% elekt. brutto niskie koszty serwisu i utrzymania, wysoka niezawodność (ponad h pracy, dyspozycyjność 98 %,) praca z obciążeniem częściowym do 35 % mocy kotła lub 10% mocy układu, wysoka sprawność również przy obciążeniu częściowym, wysoka żywotność urządzenia.

7 Gabaryty przykładowego układu ORC?

8 Czynniki jakie należy rozważyć przy wyborze biomasy: popiół ( elementy stałe nie spalone podczas spalania całkowitego, czym większy zawartość popiołu w paliwie tym niższa sprawność), wilgotność ( czym mniejsza tym lepsze spalanie, problem CO), substancje lotne ( kombinacje węgla, wodoru i innych gazów, powyżej 65% substancji lotnych sprzyja spalaniu ), zawartość węgla, wartość opałowa. Paliwo – biomasa.

9 Koncepcja technologiczna całej instalacji.

10 Silos zasypowy biomasy (ruchome podłogi) Popychacze Siłowniki hydrauliczne Silos pracuje ciągnąc paliwo.

11 Podajnik biomasy Przenośnik taśmowy z poprzeczkami (zabierakami) System doprowadzenia paliwa do paleniska nie powinien być chłodzony woda. Rozmiar pojedynczych elementów paliwa do 500 mm długości.

12 Podajnik biomasy System śluzy z dwoma klapami (otwierającymi się naprzemiennie) Reguluje podawanie paliwa. Służy jako wydajny system chroniący przed płomieniem wstecznym. Posiada bardzo dużą odporność Umożliwia wprowadzanie większych elementów paliwa

13 Ruszt w kotłach biomasowych z olejem termalnym Ruszt mechaniczny schodkowy Sugimat Większa wytrzymałość dzięki zastosowanemu systemowi przesuwnemu Carros (kule zamiast łożysk), które nie potrzebują konserwacji, Możliwa wilgotność maksymalna paliwa - 50% Elementy rusztu wysokiej jakości z minimalną zawartością chromu 27% (wytrzymałość na wysoką temperaturę); stop Ni Mo (dające wytrzymałość na uderzenia i naprężenia mechaniczne), Pojedynczy element rusztu maks. 500 mm długości, Kocioł(wymiennik) nie powinien być umieszczony bezpośrednio nad rusztem, Tylko ruszty skośne, płaskie – NIE Ruszt chłodzony powietrzem (schłodzone wodą+odlewy niższej jakości grozi utworzeniem się rozżarzonej masy wewnątrz paleniska przez co ruszt pozostaje bez chłodzenia co powoduje znaczne zużywanie się, niszczenie).

14 Zastosowanie: kora, biomasa leśna, paliwa generujące popiół. Ruszty firmy Sugimat został zainstalowany w ponad 350 kotłach obecnie pracujących o mocy od 1 MW do 50 MW.

15 Najważniejsze elementy do rozważenia przy doborze rusztu: powierzchnia rusztu uzależniona od spalanego paliwa, ruszt chłodzony powietrzem, możliwe ruszty do spalania biomasy i węgla (zalecane oddzielnie), jest możliwe spalanie rożnego rodzaju biomasy......ale należy rozważyć: granulacje, wartość opałowa, zawartość popiołu w paliwie i jego punkt płynięcia. Ruszt w kotłach biomasowych z olejem termalnym Przez system mogą przejść w małych ilościach niektóre kawałki: kamieni - o wielkości myszy komputerowej, grudy błota o średnicy do 100 mm, małe metalowe kawałki

16 Najważniejsze elementy do rozważenia przy doborze komory spalania: W całości zbudowana z cegły szamotowej, beton tylko w przewodach spalinowych lub komorze adiabatycznej, Grubość ściany min. 500mm, W przypadku spalania biomasy istnieje problem CO a nie NOx, czym większa wilgotność paliwa tym większy problem z CO i trzeba stosować komorę adiabatyczna, słoma - trudne paliwo......problemy : punkt płynięcia popiołu, chlor, nie można spalać w komorze z cegły. Komora spalania.

17

18 Komora spalania i ruszt – PROBLEMY w innych rozwiązaniach Nagromadzenie popiołu Ruszt, komora spalania.

19 Komora adiabatyczna

20 umieszczona jest bezpośrednio nad komorą spalania, samooczyszcząca, dzięki przepływowi spalin przez komorę adiabatyczną otrzymuje się niską emisje CO w spalinach na wylocie z komina, jest ona wykonana z materiałów ogniotrwałych oraz izolacyjnych, zawiera kołnierz, który umożliwia zainstalowanie w przyszłości dodatkowego palnika, jeśli zajdzie potrzeba dodatkowej redukcji emisji CO posiada sklepienie do wymuszenia obiegu spalin, co skutkuje dopaleniem cząstek CO oraz opadaniem bezpośrednio na ruszt i usunięciem ich razem z żużlem. Komora adiabatyczna Komora adiabatyczna (dopalająca) jest to pionowa komora cylindryczna umieszczona powyżej komory spalania. Jej zadaniem jest obniżenie poziomu emisji CO dzięki zasadzie 3T: temperatura, czas przebywania i turbulencje (min. 850°C, min. 2/3 sekundy).

21 Jest to prostokątny kanał, którego strop składa się z ogniotrwałego betonu, a podłoże i ściany wykonane są z cegieł. Kanał łączący pokryty betonem.

22 Kocioł olejowy – wymiennik wysokotemperaturowy Kocioł oleju termalnego. Zabrania się montować kocioł oleju termalnego pionowo nad rusztem (chodzi oto aby niedopalony popiół nie wpadał od razu do kotła i go nie brudził, zapychał). Kocioł jest markowany znakiem CE, zatwierdzony przez Notify Organism TÜV SÜDDEUTSCHLAND nº 0036.

23 Najważniejsze elementy do rozważenia przy doborze kotła: powierzchnia grzewcza kotła (wymiennika), grubość ścianki rury, obowiązkowy system kontroli przepływu w każdej rurze wystawionej na radiacje płomienia albo na temperaturę powyżej 900 ⁰ C, system czyszczenia sprężonym powietrzem bez zatrzymywania kotła. Kocioł oleju termalnego.

24 Ekonomizer jest wymiennikiem niskotemperaturowym. Powinien pracować w przepływie krzyżowym (gaz pionowo a olej/rury poziomo) co jest najlepszym inżynierskim rozwiązaniem, gdyż wtedy otrzymujemy najlepszy odbiór ciepła i ekonomizer się nie zapycha, nie ma akumulacji pyłu. Ekonomizer Sugimat ma otwory do ręcznego czyszczenia sprężonym powietrzem. Jest to tańsze rozwiązanie od systemu automatycznego, niemniej jednak Sugimat montuje w ekonomizerze otwory do montażu systemu automatycznego. Ekonomizer.

25 1.Multicyklon - składa się z trzech części: wlot i wylot spalin, separatora cząsteczek stałych oraz zbiornika pyłu. Separator cząstek stałych składa się z mikrocyklonów. Spaliny wprowadzane są przez górna strefę cylindryczną mikrocyklonów, cząsteczki wyseparowane zsypywane są przez dolną strefę stożkową. Spaliny wychodzą przez górne kanały wylotowe w kierunku głównego wyjścia kolektora. Wszystkie wyseparowane cząstki z części stożkowej będą składowane w jednym wspólnym zbiorniku. Gwarantowany poziom emisji to: 150 do 250 mg/m³. 2.W przypadku innych lokalnych przepisów wymagających niższej emisji, konieczne jest zainstalowanie filtra workowego lub elektrofiltru. Można zamontować filtr workowy jeżeli będzie się spalać tylko pelety. W przeciwnym razie Sugimat sugeruje elektrofiltr który jest droższym rozwiązaniem w nakładach inwestycyjnych ale tańszym biorąc pod uwagę eksploatacje. Filtr workowy trzeba wymieniać co / godzin, poza tym istnieje ryzyko eksplozji, jeżeli paliwo nie spala się do końca i dochodzą elementy do worka. Układ oczyszczania i odprowadzania spalin.

26 Przykładowy układ Sugimat z kotłem olejowym na biomasę Wygarniacz popiołu Podstawowe zalety: możliwość pracy z obciążeniem częściowym do 35% mocy nominalnej kotła przy utracie tylko 3% sprawności, elastyczność pracy, automatyczna współpraca z ORC. Ruszt Komora spalania Kom. adiabatyczna Kocioł (wymiennik) Podajnik biomasy Wygarniacz popiołu Układ oczyszczania i odprowadzania spalin Ekonomizer Kanał łączący

27 Charakterystyka handlowa jednostek ORC Moc elektryczna jednostek: Standardowe jednostki ORC produkowane są z zakresie 0,6 - 3 MWe. Większe, nawet do 15 MWe są produkowane i dostosowywane na specjalne zamówienie klienta. Czas oczekiwania na zamówienie: Małe jednostki - czas dostawy miesięcy plus 4 tygodnie montażu na miejscu. Duże jednostki - czas dostawy do 15 miesięcy plus tygodni montażu na miejscu. Jednostki niestandardowe, na specjalne zamówienie – do ustalenia Eksploatacja: Czas życia urządzeń lat przy poprawnej eksploatacji. Po 10 latach zdarza się konieczność polerowania łopatek turbiny. Możliwość pracy ciągłej przez cały rok, ale też duża elastyczność w razie potrzeby.

28 Typoszereg standardowych jednostek ORC firmy Turboden TD6CHPTD7CHPTD10CHPTD14CHPTD18CHPTD22CHPTD30CHP WEJŚCIE – OLEJ TERMALNY Temperatura nominalna (wejście/wyjście) °C302/ / /231 Moc cieplnakW WYJŚCIE – GORĄCA WODA Temperatura gorącej wody (wejście /wyjście) °C60/80 60/90 65/95 Moc cieplna oddawana gorącej wodzie kW OSIĄGI Moc elektryczna bruttokW Sprawność elektryczna brutto 19.3%19.0%19.8%19.9%19.0%19.2%17,9% Zużycie na potrzeby własne kW Moc elektryczna nettokW Sprawność elektryczna netto 18.3%18.0%18.8%19.1%18.2%18.4%16,8% Generator prądu 50Hz, 400V 60Hz, 480V 50Hz, 660V 60Hz,4160V 50Hz, 6kV 60Hz,4160V Konsumpcja biomasy*kg/h * Przyjęta wartość opałowa biomasy – 2,6 kWh/kg i sprawność kotła – 0,80

29 Współpraca kotła biomasowego z układem ORC do sieci miejskiej Technologia z zastosowaniem kotła na biomasę z turbogeneratorem pracującym w oparciu o proces ORC, wytwarzając energię elektryczną i cieplną, wpisuje się idealnie w zasadę działania zakładów ciepłowniczych. Podstawowym założeniem jest praca instalacji w maksymalnym punkcie sprawności tj. z całkowitym wykorzystaniem ciepła do sieci miejskiej. Całkowita moc cieplna odebrana z układu ORC kierowana będzie do miejskiej sieci ciepłowniczej poprzez system wymienników. Z racji parametrów produkowanego ciepła (90/70 °C) proponowane włączenie zrealizowane byłoby na powrocie sieci ciepłowniczej. Dzięki takiemu rozwiązaniu zapewnione zostaną parametry pracy sieci w lecie, natomiast w okresie zimowym, kiedy temperatura zasilania sieci ciepłowniczej jest wyższa niż 90 °C uzyskamy podgrzanie wody powrotnej, która następnie skierowana zostanie na kotły gazowe w celu uzyskania wymaganych parametrów temperatury.

30 Zasady doboru jednostek ORC do sieci ciepłowniczej Minimalna ekonomicznie moc elektryczna: Minimalna ekonomicznie moc elektryczna to 1 MW. Wynika to ze stosunku nakładów do mocy i wielkości produkcji. Optymalny dobór mocy cieplnej do pracy całorocznej; Moc minimalnego odbioru w okresie letnim – do 50% mocy, granicznie do 35% mocy. Optymalny dobór mocy cieplnej do pracy sezonowej Czas pracy jednostki z pełnym obciążeniem od – godzin. Przykładowe dobory do rzeczywistych systemów ciepłowniczych. Przykład 1. Dobrano CHP 10 – dobór optymalny – moc letnia -50 % mocy. Możliwy dobór alternatywny- CHP14 – 37% mocy letniej. Przykład 2. Dobrano CHP 30 – najlepszy ekonomicznie dobór – moc letnia %. Możliwy dobór alternatywny CHP 50 – moc letnia ok-40 % mocy.

31 Praca instalacji z zastosowaniem ORC TD 10 CHP ZAŁOŻENIA Roczna ilość godzin pracy układu ORCh8 000 Sprawność kotła na biomasę%83 Kaloryczność biomasykJ/kg Kaloryczność gazukJ/Nm Sprawność kotłów gazowych%90 PRODUKCJA Roczna produkcja ciepła z układu ORCGJ Roczna produkcja energii elektrycznej nettoMWh5 699 Roczne zużycie biomasyt9 177 Roczna produkcja ciepła z gazuGJ Roczne zużycie gazutys. Nm

32 Praca instalacji z zastosowaniem ORC TD 30 CHP ZAŁOŻENIA Roczna ilość godzin pracy układu ORCh8 000 Sprawność kotła na biomasę%83 Kaloryczność biomasykJ/kg Kaloryczność gazukJ/Nm Sprawność kotłów gazowych%90 PRODUKCJA Roczna produkcja ciepła z układu ORCGJ Roczna produkcja energii elektrycznej nettoMWh Roczne zużycie biomasyt Roczna produkcja ciepła z gazuGJ Roczne zużycie gazutys. Nm

33 Szacunkowe nakłady inwestycyjne na budowę instalacji z kotła na biomasę z układem ORC Układ ORC Moc elektryczna bruttoKoszty budowy instalacji kW€/kWel€ Turboden 22 CHP Turboden 18 CHP Turboden 14 CHP Turboden 10 CHP Turboden 7 CHP Turboden 6 CHP Tabela przedstawia szacunkowe całkowite nakłady oraz zależność, że im większa moc układu tym mniejszy jednostkowy nakład na 1 kW mocy elektrycznej zainstalowanej.

34 Przedstawiciel handlowy Firmy Sugimat CRB Energia Sp. z o.o. ul. Narutowicza 18/ Tarnów Polska Tel.: Fax:


Pobierz ppt "Układy kogeneracyjne ORC z kotłem na biomasę. ORC współpracujący z kotłem oleju termalnego Energia elektryczna Gorąca woda 80/90 o C ORC Obieg temperatury."

Podobne prezentacje


Reklamy Google