Nový fluidní kotel NK14
Petr Matuszek Dny teplárenství a energetiky Hradec Králové 26. – 27. 4. 2016 .
Obsah
Charakteristika společnosti
Nový fluidní kotel Výstavba Parametry Zkušenosti
Závěr
Charakteristika společnosti ENERGETIKA TŘINEC, a.s. je 100 % dceřiná společnost Třineckých železáren, a.s. Zásobuje energiemi především mateřský podnik, ale i další společnosti v areálu TŽ a průmyslové zóny. V oblasti dodávek tepla pozitivně ovlivňuje životní prostředí obyvatel třineckého regionu.
Má 2 výrobní provozy: Tepelná energetika Teplárny
Charakteristika společnosti Provoz Tepelná energetika Středisko Vodního a vzduchového hospodářství výroba a dodávka provozní vody pro technologické účely dodávka pitné a koupelenské vody čištění odpadních vod provoz průmyslové a splaškové kanalizace v areálu TŽ, a. s. provoz čerpací stanice pro plynočistírnu vysokých pecí výroba a dodávka stlačeného vzduchu
Středisko Tepelného hospodářství dodávky horké vody pro areál TŽ, a. s., pro město Třinec a blízké okolí
provozování předávacích stanic tepla
Středisko Plynového hospodářství distribuce, úprava a skladování topných plynů z TŽ, a.s. nákup a distribuce zemního plynu skladování a distribuce topných olejů provoz rozmrazovny uhlí
Charakteristika společnosti Provoz Teplárny Středisko Teplárna E2 výroba vysokotlaké páry a elektrické energie
výroba stlačeného vzduchu distribuce technologické středotlaké páry výroba horké vody
Středisko Teplárna E3 výroba vysokotlaké páry a elektrické energie výroba a dodávka dmýchaného vzduchu pro vysoké pece výroba horké vody
Středisko Chemické úpravny vod zásobování tepláren a TŽ upravenou napájecí a chladicí vodou
Středisko Elektrorozvodu distribuce vlastní a nakoupené elektrické energie odběratelům
Charakteristika společnosti
Teplárna E2 je určena ke spalování přebytků hutních plynů (vysokopecní, konvertorový a koksárenský), případně zemního plynu. Teplárna E3 je uhelná s možností spoluspalování vysokopecního plynu a biomasy. Celá výroba na teplárnách je řešena formou kombinované výroby elektřiny a tepla.
Charakteristika společnosti Parní schéma Teplárna E2
Teplárna E3
K11
VT pára
VT pára
TG11
K4
K3
K2
K1
NK14
K12
TG 3
TG12
RS
TG 2
RO2
pára z KKO
pára do TŽ
RO1 protitlaká pára ST pára
ST pára
TG14
TD11
TD12
pára pro horkovod a regeneraci
TD13
TG15
TG2
TK 1
pára pro horkovod a regeneraci
TK 2
TK 3
Charakteristika společnosti
Zdroj
Instalovaný výkon tepelný (MWt)
elektrický (MWe)
Teplárna E 2
235,75
39,5
Teplárna E 3
347
62,0
582,75
101,5
Celkem
Charakteristika společnosti
Priority průmyslové energetiky: Výroba produktů potřebných pro technologii hlavní výroby Výroba energií se musí přizpůsobit potřebám průmyslového podniku Využívání druhotných energetických zdrojů Centralizované zásobování teplem Výroba elektřiny – KVET
Nový fluidní kotel Postupné dožívání tlakového celku granulačního kotle K14, zvyšující se náklady na jeho údržbu a zejména zpřísněné emisní limity vypouštěných škodlivin do ovzduší po roce 2015 znamenaly nutnost zahájení přípravy náhrady tohoto dožitého agregátu. Bylo rozhodnuto kotel K14 nahradit novým kotlem NK14 se spalováním v cirkulující fluidní vrstvě, tj. instalovat třetí CFB kotel se shodným parním výkonem i parametry páry. Protože tato významná investice výrazně snižuje emise znečišťujících látek do ovzduší, její název zní: „Snížení emisí TZL, NOx a SO2 na kotli K14 teplárny E3 společnosti ENERGETIKA TŘINEC, a.s.“
Nový fluidní kotel Parametry kotle: • • • • • •
Jmenovitý výkon kotle Tepelný výkon kotle Jmenovitý přetlak přehřáté páry Jmenovitá teplota přehřáté páry Provozní rozsah výkonu kotle Účinnost kotle při jmenovitém výkonu a teplotě okolí 25 °C
125 t/h 98,7 MWt 9,3 MPa 535 ±5 °C 40 – 100 % až 93%
Nový fluidní kotel 3D model kotle
Nový fluidní kotel Významné termíny: • 5/2011 • 12/2011 • 2012 • 4/2013
• 8/2013 • 3/2014 • 11/2014 • 2/2015 • 7/2015
• 9/2015
akceptace dotace ze strany SFŽP smlouva s poradcem na VVŘ jednací řízení s uveřejněním (+kvalifikační kolo) podpis smlouvy o dílo se SES Tlmače, a.s., generálním dodavatelem kotle NK14 zahájení demoličních a stavebních prací předání spodní stavby k montáži ocelových konstrukcí a technologických zařízení kotle provedení úřední tlakové zkoušky první zapálení a profuk kotle prokázání plnění smluvních parametrů během garančního měření prováděným VŠB TU Ostrava předání a převzetí kotle
Nový fluidní kotel Nový kotel NK14 byl vyprojektován, postaven, uveden do provozu, odzkoušen a předán ET za cca 29 měsíců. Realizace probíhala za plného provozu stávající technologie. Stavba si vyžádala mimo jiné: • přeložky plynových potrubí, bagrovací jímky, • oddělení funkční části kotelny a mezistrojovny Teplárny E3 dělicí stěnou.
Nový fluidní kotel Původní prostor před zahájením stavby
Nový fluidní kotel Dělicí stěna a základy NK14
Nový fluidní kotel Vkládání jedné z membránových stěn
Nový fluidní kotel Pohled do budoucí spalovací komory
Nový fluidní kotel Dokončování opláštění a fasády NK14
Nový fluidní kotel Kotel NK14 je navržen pro: 1) spalování paliv v níže uvedených podílech maximálního tepelného příkonu kotle: • hnědého uhlí 0 – 100 % • černého uhlí 0 – 100 % • černouhelného proplástku 0 – 60 % 2) spoluspalování paliv v níže uvedených podílech aktuálního tepelného příkonu kotle: • biomasy 0 – 30 % • VP plynu 0 – 25 %
Nový fluidní kotel Hlavní parametry paliv: Paliva / parametry
Výhřevnost GJ / t
Síra %
Popel %
Černé uhlí ČR, PL
21,0 - 25,0
0,32 - 0,76
20,0 - 32,0
Černouhelný proplástek
17,3 - 19,0
0,35 - 0,6
37,0 - 42,0
Hnědé uhlí ořech 2, hruboprach
16,0 - 19,8
1,0 - 2,2
7,0 - 25,0
min. 7,5
---
1,7
2,9 - 3,5 MJ/Nm3
---
Biomasa (zejména dřevní štěpka S2, alter. peletky) Vysokopecní plyn (ze středotlaké sítě)
Nový fluidní kotel Spalovací proces nového kotle NK14 probíhá zásadně odlišně od původního granulačního kotle, a to v tzv. cirkulující fluidní vrstvě. Toto přináší zásadní efekty v oblasti čištění spalin: • nedochází ke zvýšené tvorbě termických NOx díky teplotám ve spalovací komoře (cca 840 °C), • dávkováním aditiva do spalovací komory je realizováno procesní odsíření spalin,
• tj. kotel se spalováním v cirkulující fluidní vrstvě nepotřebuje zařízení DESOx a DENOx za kotlem.
Nový fluidní kotel Pohled do spalovací komory
Nový fluidní kotel Hmota fluidního popelového lože současně znamená velkou tepelnou setrvačnost, kterou bylo nutné eliminovat, protože původní práškový kotel K14 vykrýval značné změny spotřeby hutních provozů TŽ, a.s. Toto se povedlo díky přídavnému chladiči fluidní vrstvy, který udržuje teplotu spalování v optimálním rozmezí pro proces odsíření. Pro dodržení teplotních a tlakových parametrů VT páry je chladič řešen s oddělenou výparníkovou a přehřívákovou částí tlakového celku. Garanční měření prováděné VŠB TU Ostrava prokázalo hned napoprvé plnění všech garantovaných parametrů.
Nový fluidní kotel Specifika: • rychlost změny výkonu (6 t páry/hod za 1 min.), reakční doba (2 min.); • měrná spotřeba aditiva CaO na odsíření Ca/S ≤ 2,45; • vlastní spotřeba el. energie (35,3 kWe/MWt - výkonu kotle), pro hospodárný provoz byly instalovány frekvenční měniče na nejvýznamnější regulované pohony (ventilátory primárního a sekundárního spalovacího vzduchu, spalinový ventilátor a napájecí čerpadla); • elektroodlučovač splňuje emisní limity TZL i při provozu bez jedné sekce. Pro plnění emisního limitu NOx v přechodových stavech a při provozu na minimální výkony bylo realizováno zařízení SNCR nastřikující do spalin roztok 25% čpavkové vody.
Nový fluidní kotel
Kotel kromě kvalitativních parametrů musí plnit kritérium spolehlivosti – disponibilitu: • za prvých 12 měsíců provozu 97,5 % • za dalších 12 měsíců 99,0% Za účelem plnění tohoto kritéria byly zdvojeny linky na vnitřních uhelných cestách, vnitřním biomasovém hospodářství, aditivu a odsunu popelovin.
Nový fluidní kotel Tabulka emisních limitů [mg/Nm3]: Znečišťující látka
SO2
NOX
CO
TZL
Pevná fosilní paliva
200
150
200
10
Pevná biomasa
150
150
200
20
Vysokopecní plyn
200
100
100
10
Zemní plyn
35
100
100
5
Nový fluidní kotel Plynotěsné soupravy a drtiče
Nový fluidní kotel Kotlové těleso
Nový fluidní kotel Pohled na konusovou část cyklónu
Závěr Investiční náklady: Celkové investiční náklady dosáhly takřka 1,1 mld. Kč, přičemž pro financování této investice byla získána dotace z veřejných prostředků fondů SFŽP, která byla ve výši 40 % z uznatelných nákladů, což významně vylepšilo ekonomické parametry dané investice.
Závěr Ve srovnání s nahrazovaným granulačním kotlem K14 nový fluidní kotel NK14: - dosahuje vyšší účinnosti o cca 5 %,
- může spalovat výrazně širší spektrum energetických paliv, - snížil emisní zatížení ovzduší pod 20 % odstaveného kotle K14, - snížil emisní zatížení ovzduší celé Teplárny E 3 o třetinu, - emise prachu klesnou pod 1 % oproti roku 1994, emise SO2 a NOx klesnou o cca 90 %.
Závěr
Děkuji za pozornost
