TENG opracowanie.docx

(418 KB) Pobierz

Technologie energetyczne nowej generacji

1.     Wymień typy rozwiązań konstrukcyjnych kotłów pyłowych; wymienić cechy charakterystyczne pyłowych kotłów przepływowych na parametry nadkrytyczne.

I:\TENG\Październik 27\20141027_114113.jpg

Podsumowanie zalety

·         wysoka sprawność (47%) pozwala obniżyć zużycie paliwa od 6 do 10%

·         konkurencyjne rozwiązanie dla nowszych elektrowni węglowych wzrost kosztów inwestycyjnych jest równoważony przez niższe koszty paliwa

·         opłacalny sposób poprawy sprawności elektrowni tam gdzie zamawiający jest obeznany z obsługa kotłów przepływowych

·         opłacalny sposób poprawy elastyczności pracy siłowni przez zastosowanie:

o        warunków pracy z ciśnieniem poślizgowym, wysoka sprawność w warunkach niskich obciążeń (20%)

o        niskie zużycie energii na potrzeby własne w czasie uruchomień kotła z powodu krótkiego czasu szybkiego rozruchu (3-5% na minutę)

o        sprawność kotłów nadkrytycznych przy obciążeniu 50% mocy nominalnej wynosi co najmniej 95% sprawności w warunkach znamionowych

o        kocioł przepływowy jest w naturalny sposób bardziej elastyczny niż kocioł walczakowy


2.     Wymienić sposoby współspalania biomasy z węglem w energetyce węglowej; opisać jeden ze sposobów

Sposoby współspalania biomasy

·         bezpośrednie współspalanie

o        wspólna instalacja zasilanie i wspólny palnik zasilany węglem wymieszanym z biomasą. Najprostsze i najtańsze rozwiązanie. Ryzyko związane z zaburzeniem procesu spalanie w kotle

o        oddzielne nitki zasilanie węgla i biomasy ale wspólny palnik; Problemem jest zapewnienie kontrolowanej i równomiernej pracy palników dla różnych obciążeń kotła

o        Oddzielne nitki zasilania i oddzielne palniki dla węgla i biomasy; takie rozwiązanie wymaga kosztów zapewnienia stabilna pracę kotła

·         pośrednie współspalania

·         równoległe współspalanie

Zastosowanie współspalania pozwala uzyskać nastepujące cele:

·         użytkować biomase z wysoką sprawnością cieplną, dlatego współspalanie może prowadzić do ogólnych oszczędności paliwa w porównaniu za spalaniem osobno węgla lub biomasy

·         produkować energię elektryczną z odnawialnych źródeł energii

·         wspierać rozwój producentów i rynku biopaliw

·         obniżać emisję CO2 ze spalanie paliw kopalnych

·         obniżać emisję NOx i pierwiastków śladowych

·         obnizać składowanie odpadów na wysypiskach

·         zwiększać elastyczność procesową

·         zwiększać możliwości wykorzystania lokalnych źródeł energii

Porównanie własności węgla i biopaliw stałych

·         własności biopaliw różnią się od węgla i pokazują większą zmienność klas

·         wysoka zawartość wilgoci i chloru, niska wartość opałowa i gęstość energetyczna

·         Własności wpływają na dobór składu mieszaniny biomasy i węgla oraz sprawność systemu współspalania

·         wyższa alkaiczność popiołu z biomasy (tlenków sodu, potasu i wapnia)

·         dla roślin trawiastych i słony skład popiołu jest funkcją czasu zbiorów i warunków pogodowych

·         obniżenie temperatury topliwości popiołu węgli, większe zagrożenie żużolowaniem, popieleniem, korozją i aglomeracją

·         niska jakość odpadu w postaci popiołu, a w szczególności na jego komercyjna użyteczność

 

Bezpośrednie współspalanie zmieszaniem węgla i biomasy na składowisku

·         skuteczny proces przy udziale biomasy <5% wag

·         problemy podczas mielenia

·         cząstki od 25 do 50 mm mogą powodować zatykaniem i blokady silosów, bunkrów i układu dozującego

·         zaleta są najniższe koszty w porównaniu do inyych metod współspalanie

 

Bezpośrednie współspanie z oddzielnym podawaniem biomasy i węgla charakteryzuje się:

·         oddzielne przygotowanie biomasy; uniezależnia to system od ograniczeń wydajności instalacji młynowej

·         biomasa może być wprowadzona do paleniska przez a) palniki wirowe lub b) może być wdmuchiwana do paleniska w przypadku paleniska tangencjonalnego

·         umożliwia współspalanie z większym udziałem biomasy w mieszaninie

·         w systemie jest lepsza kontrola i nadzór nad rozpływami biomasy do paleniska

·         rozmiar cząstek drewna <6mm a cząstek słomy <50mm

·         umożliwia dotrzymanie wydajności kotła

·         pozwala na bieżące pomiary ilości biomasy i bieżące rozliczenie finansowe

·         wymaga zainstalowania młyna bijakowego (nakłady energetyczne na przemiał mieszczą sie w zakresie wartości od 70 do 100 kWh/t)

 

Pośrednie współspalanie

·         polega na zgazowaniu biomasy w oddzielnej instalacji gazogeneratora i następnie spaleniu produktów zgazowania w palenisku kotła lub turbinie gazowej

·         W procesie zgazowania tworzy się niewielka ilość smoły oraz gaz niskokaloryczny od 4MJ/m3

·         Droga technika, najbardziej elastyczna paliwowo(węgiel, olej, gaz naturalny) oraz system produkowania energi cieplnej i elektrycznej

·         wg firmy Foster Wheeler budowa instalacji jest opłacalna dla mocy cieplnej >40MWt

·         Podstawową zaletą jest rozdzileenie strumieni popiołów z węgla i biomasy

·         Technologia pozwala na duży udział (30%) współspalanej biomasy. Zaletą jest możliwość  wykorzystania jej w redukcji NOx za pomocą metody reburningu (obniżenia emisji NOx do 45%)

 

Równoległe współspalanie

·         Stosowane są rozdzielone instalacje spalania biomasy i węgla. Otrzymana w kotle na biomasę para lub spaliny kierowane sa do głównego kotła weglowego lub na wspólną turbinę parową

·         Zaleta: użytkowanie trudnych paliw z wyskoką zawartością związków alkaicznych i chloru oraz rozdzileenie strumieni popiołów pochodzących z biomasy i węgla

·         Spalanie paliwa uzupełniającego nie zaburza zasadniczo procesu spalania węgla

 

 

 

 

 

Techniczne przeszkody

Środki zaradcze

Konstrukcja kotła:

Zwiększenie się objętości spalin i zawartości wilgoci, ograniczenie wydajności wentylatorów spalin

Wzrost ilości spalin jest do pokonania jeśli niewielka ilość (5-10%) biomasy jest współspalana

Zachowanie sie kotła i palników:

·         stopione metale jak cynk i glin mogą zbierać sie na reszcie (jeśli jest użytkowane drewno rozbiórkowe)

·         z powodu stref z niedomiarem utleniacza korozja chlorowa wysokotemperaturowa

·         z powodu gorących aglomeracja złoża fluidalnego

·         zwiększenie ryzyka żużlowania, popielenia na ścianach kotła

·         zwiększone ryzyko erozji

·         Specjalne ochronne pokrycia materiałowe

·         Dodanie większej ilości punktów zasilania

·         zmiana charakteru cyrkulacji i zwiększenia centralnej szybkości

·         zastosowanie zdmuchiwaczy popiołu

·         Dopasowanie wymagań remontowych

Korozja wysokotemperaturowa wywołana obecnością chloru  na powierzchni rur:

·         Powierzchnie wymiany ciepła zwiększona kondensacja, korozja chlorowa i osadzanie

·         Z powodu niższej temperatury obniżenie produkcji pary przegrzanej

·         Specjalne pokrycie ochronne

·         Stosowanie odpornych stali wysokostopowych

·         Zdmuchiwacze popiołu

  wyżasz     

 


3.     Wymień typy kotłów fluidalnych; wymienić zalety i ich wady

    1. podział ze względu na ciśnienie
      1. kotły atmosferyczne (AFBC)
      2. kotły ciśnieniowe (PFBC)
      3. kotły hybrydowe
    2. podział ze wzglęgu na prędkość przepływającego powietrza oraz skład frakcyjny fazy stałej krążącej w układzie
      1. kotły z cyrkulacyjną warstwą fluidalną (CFBC)
      2. kotły z wewnętrzną cyrkulacyjną warstwą fluidalną (ICFB)
      3. kotły z pęcherzykową warstwą fluidalną (BFBC)
      4. kotły CIRCOFLUID
      5. kotły z binarną warstwą fluidalną (MSFB)

·         Kotły z cyrkulacyjną warstwą fluidalną (CFB)

Zalety:

- niska emisja NOx i SO2

- elastyczność w doborze paliwa

- możliwość spalania słabszych paliw

- prosty system podawania paliwa

- dobre dopalenie paliwa

- dobra utylizacja sorbentu

·         Kotły z binarną warstwą fluidalną MSBF

Zalety

- pozwala rozszerzyć skład frakcyjny paliwa do średnicy ziaren węgla dochodzącej do 60 mm

- Warstwa kulek stabilizuje proces spalania, rozdrabnia duże ziarna węgla oraz zwiększa czas pobytu drobnych ziaren sorbentu w komorze paleniskowej

- niska emisja NOx, NO2, SO2, CO

- nie wymagają wstępnego rozdrabniania paliwa

·         Kotły z wewnętrzną cyrkulacyjną warstwą fluidalną ICFB

Zalety

- wyrównana temp w złożu

- możliwość kontrolowania temp złoża

- niska emisja zanieczyszczeń, z powodu zastosowania w złożu krzemionki jest wymagana niewielka ilość kamienia wapiennego Ca/S=2

- nie posiada pęczka rurowego zanurzonego w złożu

- nie wymaga doda...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin