A biomassza-tüzelés technikája

A biomassza-tüzelés technikája Lontay Zoltán irodavezető GEA EGI Energiagazdálkodási Zrt. MET Erőmű Fórum 2012. március 22-23. Balatonalmádi GEA Heat Exchangers

A szilárd biomassza mint energiaforrás szerepe  Középtávon a megújuló energiatermelés fő forrása.  Széles körben alkalmazható:  háztartási biomassza-fűtés (15 kWth)  erőművi villamosenergia-termelés (10-20-50 MWe)

 A biomassza alapon működő villamos termelő kapacitások menetrendtartásra képesek.  A biomassza alapú energiatermelés pozitív társadalmi hatásai kiemelkedően a legnagyobbak, a biomassza alapú áramtermelés társadalmi szinten nem okoz többlet terhet.

2

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Teljes megújuló energia mix 2020-ban

3

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Bioerőművekre pedig szükség lenne  Az EU megújulós célt a bruttó végső energiafelhasználásra fogalmazták meg.

 A magyar NCST készítésénél ezért a biomassza felhasználásánál előnyben részesítették  a hőtermelést és  a távhő célú kapcsolt energiatermelést.

 A célok hőpiaci oldalról nem teljesen megalapozottak.  Az összes megújulós cél eléréséhez az előirányzottnál több bioerőműre lenne szükség.  Jelenleg áll a piac, fejlesztések nincsenek (ismert kivételek: Pécs, Hungrana), a korábban működő kapacitások egy része leállt, a befektetők elfordultak a magyar piactól. 4

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Áramtermelés szilárd biomasszából  A legelterjedtebb technológia a gőzciklus. Igazi alkalmazási területe 8-10 MWe fölött van.  Kisebb (<5 MWe) kapacitásoknál lehet ORC, elgázosítás, pirolízis, biogáz. Ezek a hatásfok, a fajlagos beruházási költség, a tüzelőanyag-minőség területén aggályokat vethetnek fel.

 A jó hatásfokú, gyenge tüzelőanyag-minőséget toleráló, elfogadható létesítési költségű áramtermelési technológia kifejlesztése a kis teljesítmény tartományra fontos, de még nem elért cél.  Erőművi szempontból a gőzciklusú technológia jelentősége a legnagyobb.

5

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

A bioerőmű nem kis szénerőmű  Speciális biomassza kazánja van.  Más a tüzelőanyag-rendszere.  Más a hamukezelése.  A hagyományos erőművi elemek (turbina, hűtés, vízkezelés, erőátvitel, irányítástechnika stb.) hasonlóak, de követelmény a kis teljesítmény melletti jó hatásfok és nagy megbízhatóság.

6

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Biomassza kazánok  A hatásfok követelmények miatt magas paramétereket várunk el (pl. >70 bar, >480 C).  A tüzelőanyag minősége széles határok között változhat, pl.  fűtőérték 8-15 MJ/kg  nedvességtartalom 30-55%  szemcseméret 1-300 mm  szemcsealak, szemcseszerkezet  hamu olvadáspont 700-1100 C  kéntartalom, klórtartalom  a tüzelőanyag-minőség üzem közbeni változásai gyorsak lehetnek.

7

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Biomassza kazánok (folyt.)  Különböző tüzelési technikák  mechanikus rostélyok – lépcsős, vándor, vibrációs  szuszpenziós tüzelés  fluid tüzelés – buborékoló, cirkulációs, örvény.

 Speciális kihívás a tüzelőanyag tűztérbe adagolása.  A szilárdanyag leválasztása a füstből kötelező.

 A füstgáz vegyi kezelése általában csak szennyezett biomasszánál vagy a lágyszárúaknál szükséges.  Fluid tüzelőberendezések a kezelést meg tudják oldani a kazánon belül.

8

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Kvaerner fluid kazánja

GEA Heat Exchangers

A METSO cég bubérékoló fluid ágyának képe

10

GEA Heat Exchangers

AEE kazánja vibrációs tüzeléssel

11

GEA Heat Exchangers

GDHS örvényfluid tüzelésű kazánja (utófűtő felületek nélkül ábrázolva)

12

GEA Heat Exchangers

Tüzelőanyag-terek  Funkciók:  tüzelőanyag-fogadás, benne súlymérés, minőség-ellenőrzés, laborvizsgálat,  üzemi tartalék tárolása,  aprítás,  szárítás,  méretosztályozás,  keverés, homogenizálás,  ellenőrzött feladás.

 Sokféle technológia alkalmazható a feladat és az automatizáltság függvényében.

13

GEA Heat Exchangers

A Szakolyi Bioerőmű távlati képe

14

GEA Heat Exchangers

20 MW-os fatüzelésű bioerőmű látványképe

15

GEA Heat Exchangers

GEA Heat Exchangers

GEA Heat Exchangers

GEA Heat Exchangers

GEA Heat Exchangers

GEA Heat Exchangers

8 MW-os vegyestüzelésű bioerőmű látványterve

21

GEA Heat Exchangers

Szén-biomassza együtt-tüzelés  Műszakilag megoldható, üzletileg a szabályozás befolyásolja, hogy van-e értelme.  A biomassza GJ-ára általában nagyobb, mint a széné.  A szabályozás általában csak <10% fosszilis hányad mellett engedi meg a zöldáram-elszámolást.

 Nagy porszenes kazánokba egy határig bármilyen biomassza bevihető.  A rostélyos kazánok alapvetően nem alkalmasak együtttüzelésre.  A legjobb együtt-tüzelő technológia a por- és a fluidtüzelés.  Az együtt-tüzelés hamuja már nem bio(zöld)hamu, a magas alkália tartalmú biohamu megváltoztathatja a lerakók kémiai viszonyait. 22

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Lágyszárúak  Energia- és agrárpolitikai cél a mezőgazdasági melléktermékek energetikai hasznosítása.  Energiaültetvényeken is termelhetők lágyszárúak.

 Az energetikai célra rendelkezésre álló lágyszárú biomassza-mennyiségről viták folynak, 0 és 28 mt/év (0 és 230 PJ/év) között.  Létezik egy fenntartható mennyiség, melynek eltüzelése megoldandó.

23

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

A lágyszárú tüzelőanyagok jellemzői  Viszonylag alacsony hamu olvadáspont → speciális tüzeléstechnikára van szükség.  A fához viszonyítva magasabb klór és kéntartalom → a füstgáz vegyi kezelésére lehet szükség.  Alacsonyabb térfogategységre vetített energiasűrűség → nagyobb logisztikai, tárolási igény.

 Csak tömörítve szállítható, de erőművi méretekben csak aprítva tüzelhető.  Egy-egy lágyszárú anyag keletkezése erősen szezonális.  Hosszabb tárolás esetén súlyos minőségromlás következhet be.

24

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

A bála-logisztika fő elemei  Tudatos fajtaválasztás és betakarítás.  Bálázás előtti szántóföldi műveletek.  Bálázás.  Kazalrakás.  Tárolás kazalban.

 Kazalbontás.  Beszállítás az erőműbe.  Átvétel.

 Üzemi tárolás.  Bálabontás, aprítás.

25

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Kerek és szögletes bálák

26

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Hengeres bála készítése

27

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Szögletes bála készítése

28

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Lágyszárúak - összefoglalás  Az energetikai célra felhasználható lágyszárú mennyiséget ökológiai, mezőgazdálkodási és gazdaságossági szempontok fogják meghatározni.  A logisztika és a tüzelés műszaki megoldásai rendelkezésre állnak, gyors fejlődés várható, ha számottevő piaci igény jelentkezik.

29

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Biomassza és hulladék együtt-tüzelése  A közös tüzelőberendezésben történő együtt-tüzelés műszakilag megoldható, de túl sok értelme nincs.  EGI által kidolgozott javaslat:  külön tüzelőberendezések (kazánok), közös erőművi elemek,  többlépcsős létesítmény fejlesztés.

30

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Biomassza-tüzelés áramtermelési célra Magyarországon - összefoglalás  A biomassza Magyarországon jelentős energetikai potenciált testesít meg.  A hasznosítás technológiái rendelkezésre állnak és fejleszthetők.  Van lehetőség hazai technológiák, berendezések felhasználására.

 Az attraktív üzleti környezet hiányában a magyar piac áll, a biomassza a külföldi vevőkhöz vándorol, a technológia fejlesztésben pedig lemaradunk.  Veszni hagyjuk az előnyös „mellékhatásokat”.

31

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers

Köszönöm figyelmüket! [email protected]

32

Insert text with "Insert Header and Footer"

GEA Heat Exchangers