KOMBINOVANÁ VÝROBA TEPLA a ELEKTRINY Z BIOMASY

Transkript

1 KOMBINOVANÁ VÝROBA TEPLA a ELEKTRINY Z BIOMASY

2 Kombinovaná výroba z biomasy Pri kombinovanej výrobe elektriny a tepla z biomasy je možné využiť niektorú z nasledujúcich možností: Spaľovaním biomasy v parnom kotly ohrievať vodu a získanú vodnú paru následne využívať v parnej turbíne Spaľovaním biomasy ohrievať organické látky a získané pary následne využívať na pohon turbíny (organický Rankinov cyklus) Splynovaním alebo pyrolýzou získať drevoplyn, ktorý je možné ďalej využiť v plynových turbínach alebo motoroch Spaľovaním vyrobeného bioplynu v Stirlingových motoroch

3 Formy biomasy vhodné na spaľovanie Pri kombinovanej výrobe elektrickej energie a tepla, ktorá je založená na spaľovaní biomasy, je možné v spaľovacích zariadeniach spaľovať drevnú biomasu vo forme polien, štiepky, ale i peliet, brikiet, rastlinnú biomasu (balíky slamy obilnín, olejnín a energetických rastlín) a bioplyn, získaný anaeróbnym vyhnívaním kalov v čistiarňach odpadových vôd alebo v poľnohospodárskych bioplynových staniciach, spracovávajúcich najmä exkrementy hospodárskych zvierat.

4 Alternatívne spôsoby kogenerácie Porovnávaná technológia Elektrický výkon [kw] Elektrická účinnosť [%] Celková účinnosť [%] Parná turbína > Parný piestový motor Parný skrutkovicový motor ORC proces Stirlingov motor Plynová turbína Horúcovzdušná turbína Splynovanie s pevnou vrstvou Splynovanie s fluidnou vrstvou >

5 ORC cyklus Najviac v praxi je využívaná kombinovaná výroba elektrickej energie a tepla pomocou parnej turbíny a to aj pri nevyužívaní biomasy. Tieto zariadenia sú využívané predovšetkým vo veľkých elektrárňach a teplárňach s výkonom nad 5 MWe. Výhodné riešenie pre výkony v oblasti od 50 kw do 2,5 MW je využitie technologického zariadenia využívajúce organický Rankinov cyklus. Vzhľadom k tomu, že naša spoločnosť v súčasnej dobe realizuje výstavbu biomasového zdroja v rumunskom meste Resita, dovolil som si bližšie sa venovať v tejto časti ORC cyklu, ktorý je v našom záujme realizovať v druhej etape výstavby biomasového zdroja v spomínanom meste.

6 Principiálne prerozdelenie využitia energie

7 Všeobecná charakteristika Princíp je založený na uzatvorenom parnom Rankinovom cykle, kde je však miesto vody použité ako médium organická látka, ktorá sa odparuje pri nízkych teplotách a tlakoch Výstupom procesu je elektrická energia a teplo. Od obvyklého procesu s parnou turbínou sa líši tým, že na pohon turbíny sa nevyužíva para, ale organické uhľovodíky, ktoré vykazujú v Rankinovom diagrame oveľa lepšie vlastnosti. Ako zdroj tepla pre odparenie týchto organických uhľovodíkov sa používa termoolej ohrievaný na teplotu cca 300 o C v kotle na biomasu. Vo výparníku sa odparuje organická pracovná látka (silikónový olej) privádzaním tepla z termooleja. Pary pracovnej látky sa potom rozpínajú až do vákua, v pomalobežnej dvojstupňovej turbíne a po ochladení v predohrievači (alebo regenerátore) sa dostanú nakoniec do kondenzátora. Tu sa kondenzačné teplo odovzdá do vody diaľkového vykurovania. Cirkulácia ORC sa uzavrie po zvýšení tlaku, predohriatí a opätovnom privedení pracovného média do výparníka.

8

9 Výhody ORC v porovnaní s parnou turbínou: Systém je schopný využívať energiu s relatívne nízkou teplotou Vysoká účinnosť turbíny, najmä pri čiastočnom zaťažení Nízke otáčky turbíny umožňujú priamy pohon generátora Zanedbateľná erózia turbínových lopatiek / neprítomnosť kvapiek pracovného média / Nízke mechanické namáhanie častí turbíny v dôsledku nízkej obvodovej rýchlosti Možnosť akejkoľvek regulácie výkonu sústrojenstva v celom výkonovom rozsahu Celý cyklus pracuje s teplotou max. 300 o C a tlakom do 10 barov vyššia životnosť zariadenia Kotle majú dvojnásobnú životnosť tlakových dielov nízky tlak, teplota a chemické vlastnosti oleja Nenáročnosť na obsluhu zariadenia bezobslužná prevádzka Minimálne nároky na stavbu a požadovaný priestor Odpadá akákoľvek chemická úprava jednotlivých médií Vysoká pracovná spoľahlivosť pri nízkych prevádzkových nákladoch.

10 MWh/deň Ročná potreba tepla centrálnej sústavy v Resite Ročná potreba tepla deň

11 MWh/deň Výroba tepla z biomasy Podiel výroby z biomasy zvyšné teplo CZT K2 biomasa K1 biomasa deň

12 MWh/deň Pôvodný kotol doplnený o ORC cyklus Podiel výroby tepla a elektrickej energie zvyšné teplo (CZT) K2 biomasa K1 (ORC) elektrina K1 (ORC) teplo deň

13 Bilancie Mesto Resita ( Rumunsko ) Celková ročná potreba tepla (priemer za posledné tri roky ) Celková ročná výroba tepla K 1 (biomasový kotol KOLBACH K8-7000) MWh MWh PREROZDELENIE VÝROBY s ORC CYKLOM Celková ročná výroba tepla K 1 (biomasový kotol KOLBACH K8-7000) (doplnený o ORC cyklus) Výroba elektrickej energie pomocou ORC turbíny T MWh MWh

14 Ing. Miroslav Wöllner Generálny riaditeľ Kontaktné údaje Office: Hlboká 3, Šaľa Menert spol. s.r.o. Tel: Fax: Mob.:

15

16

17

18

19

20

21 Koniec prezentácie ĎAKUJEME ZA POZORNOSŤ