Spalanie 100% biomasy - doświadczenia eksploatacyjne EC SATURN położonej na terenie Mondi Świecie S.A.

27-28 października 2011

Paliwa z Biomasy Odnawialna Energia Wiatru Outsourcing Przemysłowy1

EC Saturn

Podstawowe dane

Początek operowania 2002

Moc elektryczna zainstalowana

122 MWe

Moc cieplna zainstalowana 633 MWt

Technologia Elektrociepłownia opalana biomasą i

węglemOdbiorca Mondi Świecie S.A.

Paliwo Węgiel, biomasa odpadowa z tartaków,

odpady pozrębowe i odpady z papierni

Długość kontraktu do 2022

Wkład własny 20 mln Eur

Finansowanie zewnętrzne zorganizowane przez PEP

75 mln Eur2

Jednostki wytwórcze EC Saturn

3

Kocioł fluidalny CFB (K6)

Dane projektowe kotła (uruchomienie 2003/2004)Wydajność maksymalna trwała przy spalaniu węgla 234 t/hWydajność maksymalna trwała przy spalaniu biomasy 180 t/hOsiągalna moc cieplna 164 MWParametry pary świeżej (na wylocie z przegrzewacza):Ciśnienie robocze 9,6 MPaTemperatura robocza 510 ±5°CTemperatura wody zasilającej: 200 ±5°CSprawność kotła przy wydajności 234 t/h i węglu gwarancyjnym 92,0 %Sprawność kotła przy wydajności 180 t/h i biopaliwie gwarancyjnym 90,8 % 4

Kocioł fluidalny BFB (K1)

Dane projektowe kotła (uruchomienie 2009)Wydajność maksymalna trwała 115 t/hOsiągalna moc cieplna 82 MWParametry pary świeżej (na wylocie z przegrzewacza):Ciśnienie robocze 9,6 MPaTemperatura robocza 510 ±5°CTemperatura wody zasilającej: 200 ±5°CSprawność kotła przy wydajności 100 t/h i paliwie gwarancyjnym 87,2 %

5

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biomasy do kotła CFB Nr 6 – przenośniki: 10, 20 i 30 oraz dwie hałdy biomasy, pod którymi znajdują się obrotowe

wygarniacze śrubowe6

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biomasy do kotła CFB Nr 6 – separator magnetyczny zabudowany nad przenośnikiem taśmowym nr 40 na

końcu tzw. tunelu odbioru 7

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biomasy do kotła CFB Nr 6 – sortownik talerzowy zabudowany w budynku przygotowania biomasy.

8

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biomasy do kotła CFB Nr 6 – przenośnik taśmowy nr 50

9

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biomasy do kotła BFB Nr 1 – plac składowy dla kotła BFB

10

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biomasy do kotła BFB Nr 1 – przesiewacz drobnej frakcji na linii trocin

11

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biomasy do kotła BFB Nr 1 – stacja przesypowo sortująca

12

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biomasy do kotła BFB Nr 1 – przenośnik taśmowy do kotła BFB

13

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biogazu – wprowadzenie biogazu do komory paleniskowej kotła

fluidalnego CFB Nr 6 za pomocą palnika lancowego 14

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biogazu – wprowadzenie biogazu do komory paleniskowej kotła pyłowego Nr 5 za pomocą palników olejowo – gazowych

15

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Układ podawania biogazu – analizator biogazu do wyznaczania parametrów biogazu wprowadzanego do kotłów K6 i K5

16

Podstawowe urządzenia EC

4 turbozespoły:• PBS-SKODA (TZ2) 48 MWe• JUGOTURBINA-DOLMEL (TZ4) 32 MWe• ALSTOM (TZ1) 33 MWe• Lang – Ganz (w likwidacji) (TZ3) 9MWe2 kotły pyłowe OP-140o wydajności każdy 140 t/h (97 MWt)kocioł fluidalny CFB 234/180 t/h (164/126 MWt)kocioł fluidalny BFB 115 t/h (82 MWt)

17

Biomasa a eksploatacja EC Saturn

Wpływ spalanej biomasy na eksploatację urządzeń.

Erozja (jest znacznie większa niż w przypadku stosowania węgla)- urządzeń podawania biomasy (głównie piasek zwarty w biomasie).- części ciśnieniowej i obmurza kotła CFB (piasek z biomasy oraz

piasek ze złoża cyrkulacyjnego).- erozja kotła BFB ze złożem stacjonarnym jest znacznie mniejsza niż w

przypadku kotła CFB. Korozja niskotemperaturowa- podgrzewaczy powietrza, w wyniku skraplania się wody i powstawania

agresywnych substancji chemicznych. Osadzanie się depozytów- w CFB głównie na przegrzewaczach.- w BFB głownie na górnych ekranach.- Efekt osadzania jest bardziej uciążliwy w BFB a odrywające się

depozyty potrafią zakłócić pracę kotła łącznie z odstawieniem.18

Jednostki wytwórcze EC Saturn

Najczęstsze problemy dotyczą

Kotłów - erozja, korozja niskotemperaturowa, osadzanie się depozytów

Instalacji podawania paliwa – erozja, mechaniczne uszkodzenia biomasą nadwymiarową (deska, belka) i ciałami obcymi (np. trylinka, szyna kolejowa itp.)

Koszty eksploatacji i remontów – należy być przygotowanym na znacznie wyższe koszty remontów i eksploatacji w porównaniu do EC wykorzystującej jedynie węgiel.

19

Klasyfikacja biomasy w energetyce

1. Współspalanie biomasy z węglem w kotłach pyłowych (do spalania węgla).

- Biomasa pochodzenia leśnego (Grupa I): trociny, pelet oraz w mniejszym stopniu zrębka (główny problem to trudności z przemiałem w młynach węglowych).

- Biomasa typu AGRO (Grupa II): słoma (w formie pelletu, brykietu), granulat z pestek winogron, łuski z masłosza, wytłoki z oliwek itp. Główne ograniczenie to przemiał i zagrożenie wybuchem pyłów powstałych z biomasy.

2. Spalanie biomasy w jednostkach dedykowanych (kotły CFB, BFB i rusztowe) oraz kotły pyłowe z przed paleniskiem (np. Stalowa Wola) ewentualnie kotły pyłowe biomasowe (np. w Kogeneracji Wrocław).

- Biomasa pochodzenia leśnego (Grupa I): zrębki z tartaków, zrębki leśne, trociny, kora.

- Biomasa typu AGRO (Grupa II): słoma (zbóż, rzepaku, kukurydzy) w postaci luźnej, PKS, łuski z masłosza, pellety (słoma, słonecznik, miskantus itp.), wierzba, wytłoki z oliwek. Główny problem to większa zawartość chloru (korozja chlorowa), głównie w słomie, miskantusie, oliwce. Ograniczeniem jest też postać luźna spalanej słomy (niski ciężar nasypowy).

20

Klasyfikacja biomasy EC Saturn

1. Odpady z przemysłu drzewnego (zrębki, trociny, kora)• Cechy: niski poziom zanieczyszczeń (popioły max do 3%), niski poziom chloru,

stosunkowo wysoka kaloryczność 9 – 15 GJ/tonę2. Odpady pozrębowe, w postaci zrębki lub balotów (tzw. gałęziówka)

• Cechy: nieliczne zanieczyszczenia piaskiem, nieco wyższy poziom popiołu (do 5%) i chloru, nieco mniejsza kaloryczność 8 – 14 GJ/tonę. Trudniejsze przechowywanie, większa podatność na samozapłon.

3. Biomasa typu AGRO (wierzba energetyczna, słoma (różna), itd…)• Cechy wierzby: niski poziom zanieczyszczeń (popioły max do 3%), nieco mniejsza

kaloryczność 7 – 12 GJ/tonę. Trudne przechowywanie.• Cechy słomy: niski poziom zanieczyszczeń (popioły max do 3%), kaloryczność

mocno uzależniona od warunków pogodowych 7 – 14 GJ/tonę. Wyższa zawartośćchloru. Utrudnione podawanie w postaci luźnej.

4. Pozostałe odpady z przemysłu przetwarzającego produkty z produkcji leśnej i rolnej • Cechy: duża zawartość popiołu nieorganicznego, duża zawartość wilgoci – niska

wartość opałowa.5. PKS (Palm Kernel Shell – łupina z palmy olejowca gwinejskiego), masłosz itp.

• Cechy: wysoka kaloryczność, niska zawartość chloru, łatwość przechowywania (do kotłów CFB i BFB jedno z lepszych paliw). Paliwo jeszcze nie testowane.

21

Unikalne kompetencje PEP w zakresie developmentu, budowy i eksplotacji kotłów

biomasowych w Polsce (największa w Polsce instalacja biomasowa w Świeciu)

Kompetencje PEP w zakresie współpracy z przemysłowymi odbiorcami energii elektrycznej

w formule outsourcingu

Unikalne kompetencje PEP w zakresie pozyskiwania biomasy:

zakupy biomasy leśnej na potrzeby instalacji w Świeciu (550 tys ton rocznie)

zakupy słomy na potrzeby instalacji do produkcji pelletu (100 tys ton rocznie)

własne plantacje energetyczne

PEP to jedyna polska, niezależna, elastyczna firma w obszarze energetyki odnawialnej i

przemysłowej

Dlaczego PEP

22

Dziękuję

Bogdan Warchoł,tel. 223908121, 601333656 bogdan.warchol@pepsa.com.pl

23