Nový fluidní kotel NK14

Transkript

1 NK14 Petr Matuszek Dny teplárenství a energetiky Hradec Králové

2 Obsah Charakteristika společnosti Nový fluidní kotel Výstavba Parametry Zkušenosti Závěr

3 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

4 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

5 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

6 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.

7 Charakteristika společnosti Parní schéma Teplárna E3 Teplárna E2 K11 K12 NK14 K1 K2 K3 K4 VT pára VT pára TG11 RS TG12 TG 3 TG 2 RO1 RO2 protitlaká pára pára z KKO pára do TŽ ST pára ST pára TG14 TD11 TD12 TD13 TG15 TG2 TK 1 TK 2 TK 3 pára pro horkovod a regeneraci pára pro horkovod a regeneraci

8 Charakteristika společnosti Zdroj Instalovaný výkon tepelný (MWt) elektrický (MWe) Teplárna E 2 235,75 39,5 Teplárna E ,0 Celkem 582,75 101,5

9 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

10 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, NO x a SO 2 na kotli K14 teplárny E3 společnosti ENERGETIKA TŘINEC, a.s.

11 Parametry kotle: Jmenovitý výkon kotle 125 t/h Tepelný výkon kotle 98,7 MWt Jmenovitý přetlak přehřáté páry 9,3 MPa Jmenovitá teplota přehřáté páry 535 ±5 C Provozní rozsah výkonu kotle % Účinnost kotle při jmenovitém výkonu a teplotě okolí 25 C až 93%

12 3D model kotle

13 Významné termíny: 5/2011 akceptace dotace ze strany SFŽP 12/2011 smlouva s poradcem na VVŘ 2012 jednací řízení s uveřejněním (+kvalifikační kolo) 4/2013 podpis smlouvy o dílo se SES Tlmače, a.s., generálním dodavatelem kotle NK14 8/2013 zahájení demoličních a stavebních prací 3/2014 předání spodní stavby k montáži ocelových konstrukcí a technologických zařízení kotle 11/2014 provedení úřední tlakové zkoušky 2/2015 první zapálení a profuk kotle 7/2015 prokázání plnění smluvních parametrů během garančního měření prováděným VŠB TU Ostrava 9/2015 předání a převzetí kotle

14 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.

15 Původní prostor před zahájením stavby

16 Dělicí stěna a základy NK14

17 Vkládání jedné z membránových stěn

18 Pohled do budoucí spalovací komory

19 Dokončování opláštění a fasády NK14

20 Kotel NK14 je navržen pro: 1) spalování paliv v níže uvedených podílech maximálního tepelného příkonu kotle: hnědého uhlí % černého uhlí % černouhelného proplástku 0 60 % 2) spoluspalování paliv v níže uvedených podílech aktuálního tepelného příkonu kotle: biomasy 0 30 % VP plynu 0 25 %

21 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 Biomasa (zejména dřevní štěpka S2, alter. peletky) Vysokopecní plyn (ze středotlaké sítě) 16,0-19,8 1,0-2,2 7,0-25,0 min. 7, ,7 2,9-3,5 MJ/Nm 3 ---

22 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 NO x 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.

23 Pohled do spalovací komory

24 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.

25 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 NO x v přechodových stavech a při provozu na minimální výkony bylo realizováno zařízení SNCR nastřikující do spalin roztok 25% čpavkové vody.

26 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.

27 Tabulka emisních limitů [mg/nm 3 ]: Znečišťující látka SO 2 NO X CO TZL Pevná fosilní paliva Pevná biomasa Vysokopecní plyn Zemní plyn

28 Plynotěsné soupravy a drtiče

29 Kotlové těleso

30 Pohled na konusovou část cyklónu

31 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.

32 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 SO 2 a NO x klesnou o cca 90 %.

33 Závěr

34 Děkuji za pozornost