Co udělaly (a musí udělat) teplárny pro splnění limitů? Co přinesla ekologizace? Petr Matuszek XXIX. SEMINÁŘ ENERGETIKŮ Luhačovice 22. 24. 1. 2019 1.
Obsah Charakteristika společnosti Teplárna E2 Teplárna E3 Vliv ekologizace na životní prostředí Plnění emisních limitů po roce 2020 2
Charakteristika společnosti ENERGETIKA TŘINEC, a.s. 100 % dceřiná společnost Třineckých železáren, a.s. Zásobuje energiemi mateřský podnik a další společnosti v areálu TŽ a průmyslové zóny. V oblasti dodávek tepla pozitivně ovlivňuje životní prostředí obyvatel třineckého regionu. 2 výrobní provozy: Tepelná energetika Teplárny 3
Charakteristika společnosti Teplárna E2 je určena ke spalování přebytků hutních topných plynů (vysokopecní, konvertorový a koksárenský), případně zemního plynu. Teplárna E3 je uhelná s možností spoluspalování vysokopecního plynu a biomasy. Výroba na teplárnách je řešena formou kombinované výroby elektřiny a tepla. 4
Charakteristika společnosti Zdroj Instalovaný výkon tepelný (MWt) elektrický (MWe) Teplárna E 2 235,75 39,5 Teplárna E 3 347 62,0 Celkem 582,75 101,5 5
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 6
Teplárna E2 plynové kotle Kotelna je vybavená 4 plynovými kotly o jmenovitých výkonech: K1 bubnový kotel, 80 t/h K2 průtočný kotel typu Benson, 62 t/h K3 a K4 průtočné kotle typu Sulzer, 64 t/h Všechny kotle jsou vybaveny hořáky na hutní plyny (VPP, KP, KOP) a zemní plyn. Podle typu hořáku dochází ke spalování různých kombinací těchto plynů. 7
Teplárna E2 investice Kotel K1 nahradil v roce 2010 původní průtočný kotel stejného typu jakým je K2, byly použity nízkoemisní hořáky společnosti SAACKE s předspalovací komorou. Kotel K2 nejstarší kotel u konce životnosti, plánuje se náhrada po roce 2020. Kotle K3 a K4 modernizace hořáků v letech 2006-2007, vybaveny nízkoemisními hořáky Mehldau & Steinfath. 8
Teplárna E2 náhrada kotle K2 Situace v huti: Předpoklad zachování skladby hlavních agregátů hutní prvovýroby: 2x VP a 2x KB, 2x konvertory => nutnost spálení přebytků hutních plynů v TŽ včetně zachování spolehlivosti dodávek energií. Stav zařízení kotle K2: dožitý tlakový celek kotle a významně dožité netlakové části kotle (vyzdívky, OK, ventilátory); spalovací zařízení, které není schopno plnit emisní limity pro všechny požadované kombinace paliv (NO x při bohatém palivu); zastaralé ASŘ. 9
Teplárna E3 obnova granulačních kotlů Teplárna E3 byla postavena v letech 1961 až 1965 s 3 vysokotlakými granulačními kotli. V roce 1991 bylo rozhodnuto o výstavbě dvou nových kotlů s cirkulující fluidní vrstvou: Generálním dodavatelem výstavby kotlů K11 a K12 byla společnost SES Tlmače s využitím inženýringu spalovacího zařízení LURGI. V roce 1995 byl uveden do provozu nový kotel K11 a následující rok kotel K12, každý o výkonu 160 t/h vysokotlaké páry. 10
Teplárna E3 - fluidní kotle Kotel s technologií spalování uhlí v cirkulující fluidní vrstvě byl u nás uveden do provozu jako první v ČR a zemích bývalého východního bloku. Výhodou fluidního spalování je možnost odsíření spalin přímo ve fluidní vrstvě a rovněž vzhledem k nižší teplotě spalování (kolem 850 C) dochází k redukci NO x ve spalinách. Náhrada dvou granulačních kotlů novými fluidními kotly se projevila výrazným snížením emisí. 11
Teplárna E3 pohled na kotle K11 a K12 12
Teplárna E3 emise fluidních kotlů Emise kotlů [mg/nm 3 ] K11 K12 Vyhl. č. 117 Parametr garantovaný dosahovaný garantovaný dosahovaný SO 2 400 400 400 400 500 NO x 300 100 300 80 400 CO 250 120 250 100 250 Tuhé emise 50 25 50 20 50 13
Teplárna E3 nový fluidní kotel NK14 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 o výkonu 125 t/h 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, dostala název: Snížení emisí TZL, NO x a SO 2 na kotli K14 teplárny E3 společnosti ENERGETIKA TŘINEC, a.s. 14
Teplárna E3 nový fluidní kotel NK14 3D model kotle 15
Teplárna E3 nový fluidní kotel NK14 16
Teplárna E3 Ve srovnání s nahrazovaným granulačním kotlem 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 E3 o třetinu. 17
Vliv ekologizace na životní prostředí Emise tepláren (t/rok) dlouhodobý trend 7 000 6 000 5 000 4 000 K11 Oproti roku 1994 klesly - emise prachu o 99 %, - emise SO 2 a NO x o 90 %. 3 000 K12 2 000 NK14 1 000 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 TZL SO2 NOx 18
Plnění emisních limitů po roce 2020 Teplárna E2 NO x K1 plní nové emisní limity v plném rozsahu, je použita technologie recirkulace spalin K2 bude nahrazen novým kotlem s plněním nových limitů K3 a K4 využití osvědčené technologie reci-spalin Tabulka nových emisních limitů dle BAT po roce 2020 [mg/nm 3 ]: Znečišťující látka Plyny vznikajících při výrobě železa a oceli SO 2 Denní/roční NO X Denní/roční CO Denní/roční TZL Denní/roční 200/150 110*/100 -/100 10/7 Zemní plyn - 110/100 -/40 - * u zařízení uvedených do provozu nejpozději 7. ledna 2014 je horní hranice 160 mg/m N 3 19
Plnění emisních limitů po roce 2020 Teplárna E3 SO 2 a NO x K11 a K12 nové emisní limity SO 2 budou plněny, pouze nutné úpravy dopravních cest vápence do kotle K11 a K12 nové emisní limity NO x, úpravy režimů řízení spalování s využitím technologie SNCR NK14 plní nové emisní limity v plném rozsahu (SNCR) Tabulka nových emisních limitů dle BAT po roce 2020 [mg/nm 3 ] SO 2 NO X CO TZL Znečišťující látka Denní/roční Pevná fosilní paliva 220/180 Pevná biomasa 85/50 Vysokopecní plyn 200/150 Denní/roční (NK14) 220/175 (165/150) 200/160 (165/150) 160*/100 (110/100) Denní/roční Denní/roční -/100 20/12 -/80 16/10 -/100 10/7 Zemní plyn - 110/100 -/40-20
Plnění emisních limitů po roce 2020 Rozhodnutí Komise (EU) 2017/1442 ze dne 31. července 2017, kterým se stanoví závěry o nejlepších dostupných technikách (BAT) podle směrnice Evropského parlamentu a Rady 2010/75/EU pro velká spalovací zařízení. Stanoví nové emisní limity TZL, NO x, SO 2, CO, HCl, HF, Hg a NH 3 a nová kontinuální měření pro Hg a NH 3, 1x za 3 měsíce HCl a HF a dále 1x ročně (kovy a N 2 O). Zařízení musí být uvedeno do souladu s tímto nařízením nejpozději do 17. 8. 2021. 21
Plnění emisních limitů po roce 2020 V roce 2018 bylo provedeno 2měsíční kontinuální měření koncentraci Hg ve spalinách na fluidním kotli NK14 při stávající skladbě paliva. Souběžně byly výsledky validovány pomocí odběrové metody Ontario Hydro a analýz paliv a popílku zachyceného v elektroodlučovači. Zdroj splňuje pro daná paliva i směsi emisní limit platný po roce 2020 pro příslušnou kategorií zdrojů. Další ověřování probíhají u znečišťujících látek HCl a HF pomocí jednorázových měření na vybraných druzích paliva, aby bylo možné vyhodnotit, která paliva nejsou vhodná pro budoucí provoz. 22
Plnění emisních limitů po roce 2020 A co bude dál? Další investice do BAT technologií Instalace nových monitorovacích zařízení Možná i další změny legislativy při současném obrovském zatížení povolenkami na emise skleníkových plynů! 23
Plnění emisních limitů po roce 2020 Je žádoucí ochrana konkurenceschopnosti průmyslu, odstranění deformací trhu a vytvoření transparentního tržního prostředí, podpora výroby energií nejméně zatěžující životní prostředí. Základem je opravdová pomoc 24
Děkuji za pozornost