MOHA, 2008. október

SES a.s. (Szlovák Energetikai Gépgyár)

BIOMASSZA TÜZELÉSI ELJÁRÁSOK

BIOMASSZA TÜZELÉS MŰSZAKI, GAZDASÁGI KÖRNYEZETE

• BIOMASSZÁK:– Dendromassza PJ/év

• Tűzifa 20 22• Energiaerdő 30-32• Vágástéri hulladék 5-7

– Növényi biomassza• Gabonatermékek melléktermékei 10-12• Egyéb növényi melléktermékek 30-50

(szárak, levélzet, venyige stb.)• Termesztett energianövények 30-40• Bio- hajtóanyagok 4-6

– Másodlagos biomasszák• Hígtrágya 0,7-1• Állati hulladékok, melléktermékek 1,3-5• Feldolgozási hulladékok 5-7

– Harmadlagos biomasszák• Élelmiszeripari hulladékok 3-5• Élelmezési hulladékok 6-9• Szennyvízkezelés iszapjai 15-40• Kommunális bio- hulladék 30-80

200-320 (Megfelel 5.9 – 9,4 mrd m3

földgáznak)Prof.Dr.Marosvölgyi Béla D.Sc.

Biomassza tüzelés kockázatai(önállóan)

• Nedvesség tartalma – szárítás (< 20-30%) • Szállítási költségek• Előkészítés – termelés,darabolás, préselés…• Hamu tartalma - szilíciumoxid, alkáli fémek, nehéz fémek• Hamu lágyulási hőmérséklete• Klór (füvekben 180 mg/Nm3), flór, más vegyületek

(>200oC-nál klórkorrózió, >400oC-nál sósav korrózió)• Fűtőérték, nedvesség ingadozása• Veszélyes hulladék besorolás• Bomlási hatások- fűtőérték vesztése, bomlási anyagok• Tárolási, logisztikai nehézségek

A BIOMASSZA TÜZELÉS GAZDASÁGI ELEMZÉSE FATÜZELÉS VILLAMOS ENERGIA TERMELÉS CÉLJÁBÓL

Kötelező átvételi villamos-energia ár biomasszából:(389/2007. (XII. 23.) Korm. Rend.) 29,56; 26,46; 10,80 Ft/kWhVillamos energia termelés biomasszából (döntően fa) 2007-ben:

1 488 GWh; 3,7%, 25,2 PJ (cca. 1 500 000 t üzifa)Fajlagos fogyasztás: 16 935 kJ/kWhKÁP:12 127 MFt

Egyenértékű földgáz: 741 176 000 m3 (háztartásokban kiváltható)Fajlagos fogyasztás földgázból:

• TISZA, DUNAMENTI 9 600 kJ/kWh ~ 2 625 GWh (+1 137 GWh)• Gázkombi η=45% 8 000 kJ/kWh ~ 3 150 GWh (+2 117 GWh)• Gázkombi η=60% 6 000 kJ/kWh ~ 4 200 GWh (+2 712 GWh)

Kapcsolt (gázmotor) 3 382,2 GWh; KÁP:33 548 MFt; GÁZÁR 208.04.01-TŐL: 2 370,- Ft/GJ; HŐÁR GM ERŐMŰBŐL: 2 928,- Ft/GJMINDÖSSZEEN TÁMOGATOTT: 4 821,9 GWh; KÁP: 48 199 MFt (10,- Ft/kWh)

• Összes vill. en. felhasználás a VER-ben: 43 116 GWh. • Átlagos felvásárlási ár 16,- Ft/kWh~ 690 mrd Ft KÁP: 7% vill. en. árnövelés

Ausztria: 800 000,-Ft összegű támogatás háztartási gáz - átállás biomasszáraELSŐDLEGES CÉL: FÖLDGÁZ KIVÁLTÁSA

http://www.benat-atmos.sk/fatuzeles/atmos_hu.htm

Biomassza tüzelése

önállóan: – földgáztüzelés kiváltása– villamos energia termelésre:alacsony hatásfok, kockázatok

szénnel vegyesen: – hő- és villamos energia termelésre– kisebb költség– csekély kockázat, többféle biomassza– jó hatásfok

• MEGOLDÁS: VILLAMOS-ENERGIA TERMELÉSHEZ EGYÜTTES TÜZELÉS SZÉNNEL

Tüzelőberendezések

SZÉN, BIOMASSZA, HULLADÉK 10-100t/h

SZÉNPORTÜZELÉS SES 100-2 000 t/hSZÉN, BIOMASSZA, HULLADÉK

SES 15-75t/h

>1 200oC

SZILÁRD TÜZELŐANYAGOK TÜZELÉSI RENDSZEREI:

A BIOMASSZA ELŐKÉSZÍTÉSE, SZÁLLÍTÁSASES csoport

• A biomasszát nagyság szerint osztályozzuk. A berendezés az alábbi részekből áll:

• hombár; kaparó berendezés; osztályozó, szállító csiga; fémszeparátor;

• A nagyobb részeket alacsonyfordulatú csiga tovább darabolja. Az osztályozott és megdarált anyagot kaparóláncos adagolóval szállítjuk a közbenső, vagy a kazán hombárjaiba.

ZÁSOBNÍK PRACHU

1

KOTOL 3

KOTOL 4

HLBKOVÝ ZÁSOBNÍK

REDLEROVÉ DOPRAVNÍKY

DRVIČ DREVN. ODPADU

ZÁSOBNÍK PRACHU

2

VYNÁŚACIE ZARIADENIE

MEDZIZÁSOBNÍK

VSTUP

KAZÁNBERENDEZÉS

SES a.s.

Tüzelőberendezés Rostélykazán

(2. sz. ábra) Fluid kazán

(3. sz. ábra)

Névleges gőzteljesítmény (t/h) 15-75 80-160

Névleges gőznyomás (Mpa) 1,3- 3,7 1,3-6,4

Névleges gőzhőmérséklet (oC) 220 - 445

Tápvíz hőmérséklet (oC) > 105

2.SZ.ÁBRA

3.SZ.ÁBRA

SES a.s. referenciái - biomasszaOrszág Város Év Tüzelő anyag D

(t/h)

 Belgium  Sleco Indaver  2005  komm. hulladék  61,5 Egyptom  Ermant  1960  repné odrezky  35 Holandia  Gawi Wijster  1993  komm. hulladék  69,5 Németország  Rothensee  2005  komm. hulladék  77,6 Németország  Breisgau  2004  komm. hulladék  72 Németország  Premnitz  2001  vegyipari hulladék  60 Németország  Salzgitter  2001  47 Németország  Borken  2006  biomassza  38,5 Németország  Neubrucke  2002  biomassza  37,5 Németország  Buchen  2003  biomassza Németország  Dresden  2003  biomassza  30 Németország  Ullersreuth  2000  biomassza  24 Németország  Gaildorf  2000  biomassza  24 Németország  Traunreut  2004  biomassza  21,7 Németország  Ingolstadt  2005  biomassza  21 Németország  Ludwigslust  2005  komm. hulladék  18

 Németország  Demmin  1999  13,5 Németország  Feldberg  1998  biomassza  12,5 Németország  Hagenow  1997  biomassza  12,5 Ausztria  Lenzing  2006  fekete lúg  135 Ausztria  Durnrohr  2002  komm. hulladék  74 Ausztria  Pfeifer Kundl  2004  biomassza  29 Ausztria  Ernsthofen  2005  biomassza  25 Ausztria  Ennsdorf  2005  biomassza  25 Oroszország  Petrohrad  2006  8

 Szlovákia  Ružomberok  1998  120 Szlovákia  Ružomberok  2005  biomassza  110 Szlovákia  Tlmače  2001  biomassza  25 MWt Szlovákia  Zvolen  2000  biomassza  16 Szlovákia  Liptovský Hrádok  2006  biomassza  12,5 Spanyolo.  Sanguesa  2001  biomassza  103,5 Spanyolo.  Iberese  2001  biomassza  41 Spanyolo.  Ocana  2001  biomassza  15,5 Svájc  Tegra  2007  biomassza  42 Svédország  Malmo  2007  biomassza  112,5 Olaszország  Strongoli  2002  biomassza  81 Olaszország  Monopoli  2003  biomassza  50 Nagy Británia  Southampton  2000  Biológiai hulladék  37

 iszapok

 biomassza, komm. hulladék

 biomassza, iszap,földgáz,mazut,

 kohógáz

SES a.s. TLMAČEFORRÓVIZES ROSTÉLYTÜZELÉSŰ KAZÁN 25 MWt;

fahulladék+ földgáz SO2 < 250 mg/m3; NOx < 650 mg/m3; CO < 150 mg/m3;

STRONGOLI – OLASZORSZÁG 2x81 t/h; 9,5 MPa; 515 oC> biomassza tüzelés

C < 10 mg/Nm3; NOx < 200 mg/Nm3; CO < 50 mg/Nm3;

SES a.s.

FELBERG – 12,5 t/h; 450oC;Tüzelés az előégető térben,

Tüzelőanyag: fahulladék, nyesedékek, lakkozott fahulladékok, háztartási hulladék, stb.

SES a.s.

Tiszta szén technológia – „Clean Coal Technology“

VEIKI turbulens fluidtüzelés

8-240 t/hBuborékos fluidtüzelés

SES <75 t/h

ACFBC cirkulációsSES fluid tüzelés

80- 670 t/h

850oC 850oC

KAZÁN TÍPUSOK ÖSSZEHASONLÍTÁSAHagyományos

kazán

Hatásfok % <86 >92

Por átáramlás a kazánonPor kibocsátás

SO2 a kazán után mg/m3

> 6 000 (SZÉNFÜGGŐ)

< 200 (VEIKI 70% LEKÖTÉS)

CO kibocsátásCl lekötés a kazánbanFl lekötés a kazánban

Szabályozásitartomány támasztó tüzelés nélkülTámasztóláng igény szénhidrogén nincsFűtőérték igény kJ/kg Hu ± 10% 4 000 - 32 000

Illótartalom % Min 20% min. 0% Biomassza lehetséges aránya % 0-5 0-100

% min. 60 min. 30

% 0 50-60% 0 50-70

mg/m3 50 (20) 5-50 (20)

mg/m3 >200 <100

EgységACFB "Tiszta szén

technológia"

% >85 <10 (VEIKI <20)

www.lurgises.sk

SES a.s. ACFB (atmoszferikus cirkofluid tüzelés) Tiszta szén technológia

„Clean Coal Technology”

8500C

4500C

www.lurgises.sk

CIKLON SZEREPE

Példa:• Leválasztás hatásfoka

η > 99,96%• D = 125 t/h; Qbe~ 100 MWt

• Hu ~ 21 000 kJ/kg

• B ~ 18,5 t/h • Ágyhamu ~ 90 t

• Ágyhamu cirkulációja ~ 1 330 t/h• Beáramló ágyhamu ~ 3,9 t/h

CFB tiszta szén technológia előnyei

„Clean Coal Technology” • Tisztaszén technológia• alacsony SO2 emisszió• alacsony NOx emisszió• alacsony klorid és fluorid emisszió • Nagy rugalmasság tüzelőanyagra

teljesítményre• Alacsony üzemeltetési költségek• magas kazán hatásfok (>92%) • egyszerű tüzelőanyag előkészítés• kevés víz felhasználás • Kedvező beépíthetőség kis területi igény • KOMPAKT kivitel• ALKALMAS BIOMASSZA BEKEVERÉSRE (0-70%-IG),

100%-KOS BIOMASSZA TÜZELÉSRE IS.

Tüzelőanyag rugalmasság ACFB kazánokban tüzelhető tüzelőanyagok önállóan, vagy együttesen

TÜZELŐANYAG C S Hamu Nedvesség FŰTŐÉRTÉK

% % % % MJ/kg

Ipari iszap 15,6 0,8 31,1 58 4,75

Olaj homok, pala 13,8 0,4 73,7 5 4,95

Antracit iszap 44,8 0,8 45,1 15 6,85

Barnaszén 27,2 1,7 7 52,8 9,17

Tehén trágya 19,6 0,4 29,1 29,8 10,35

Szulfátos csurgalék 24,7 3,5 5,6 41,5 10,4

Mosási iszap 43,5 1,1 37 12 11,37

Fa hulladék 29,6 <0,1 4,7 40 11,7

„Beulah”-i lignit 43,8 0,7 8,5 33,2 12,4

Fakéreg 10,3 0,6 2 56 14,36

Texasi lignit 33,5 1,1 21 34 14,5

„Freeman”-i szén 60,3 3,6 10,2 8,6 17,4

„Minto”-i szén 59,3 8,5 20,9 5 19,8

„Kentucky”-i szén 63,7 4 12,9 4,7 20,05

„Ruhr”-i szén 68,4 1,1 19,2 2,1 20,82

„Ohio”-i szén 66,9 4,8 9,7 4,6 21

„Chlorine” klóros szén 35,2 2 7,7 42 24,7

Petrokoksz („Texas”-i) 80 6,2 0,1 10 31,4

Antracit (Ibbenbüren) 83,1 1,1 5,5 3 32,2

„Tiszta szén technológia” („Clean Coal Technology“) a VÉRT Oroszlányi Erőművében

SES a.s.

Alkalmazott technológia: VEIKI TURBULENS FLUIDGarantáltan eltüzelhető biomassza mennyiségek:

• Fanyesedék (33%) 10 – 21,5 t/h• Energia nád: 7 – 15,5 t/h• Szalma: 8 - 16 t/h

• Valóság: 50% biomassza (fanyesedék)egyéb biomasszák89%-os tüzelési hatásfokSzén helyett régi deponált salak alkalmazása

Borsodi Erőmű 100t/h kazán fluid fúvókákVEIKI turbulens fluid, biomassza

A TISZTA SZÉNTÜZELÉSI TECHNOLÓGIA

• lehetővé teszi a különböző szenek környezetbarát eltüzelését,

• lehetővé teszi a különböző egyéb éghető anyagok környezetbarát eltüzelését,

• lehetővé teszi a különböző minősített szilárd, folyékony és gáznemű ipari éghető hulladékok hozzáadását és eltüzelését a meglévő berendezésekben,

• lehetővé teszi a különböző biomasszák eltüzelését a meglévő átalakított berendezésekben együtt más tüzelőanyaggal, vagy önállóan, új berendezésekben.

VILLAMOSENERGIA FAJLAGOS HŐIGÉNYE

• Régi típusú erőmű 14 000 -17 000 kJ/kWh• Tiszta biomassza erőmű 14 000 -19 000

kJ/kWh• Korszerűbb gáz-, olaj-, szénerőmű

– (Dunamenti, Tisza , Mátra) 9 600 -11 000 kJ/kW• Korszerű gázerőmű (gázkombi) 6 000 - 8 000 kJ/kWh• Szuperkritikus erőművek

(jövő erőművei) 6 000 – 8 000 kJ/kWh

EGY VÁROS HŐIGÉNYE

ÉVES CSÚCS HŐIGÉNY MW 39,3HŐIGÉNY GJ/év 366 700KIHASZNÁLÁS % 29,6Gáz fűtőértéke MJ/m3 34

Gázigény m3/év 10 785 294

Szén, biomassza MJ/kg 17szén+biomassza igény kg 21 570 58850% szén t/év ~11 00050% biomassza t/év ~11 00030% szén t/év ~ 6 60070% biomassza t/év ~ 15 400

Ft/GJ 2 370MFt/év 869Ft/GJ 2 928MFt/év 1 074Ft/GJ 1 100MFt/év 403

Gázdíj

Átlagos fizetett hőár

Feltételezett szén, biomassza

2008 ÁPRILIS 1. UTÁNI ÁRAK

Vonzási körzetek

Pécs

Tiszapalkonya

Mátra~ 500 000 t

Ajka

OroszlányBánhida

~ 400 000 t

Dunaújváros~ 200 000 t

Borsodi Erőmű ~500 000 t

Almásfűzítő~ 500 000 t

Torony ~ 1 000 000 t

Szénerőművek

BIOENER ApS DENMARK• 30 District heating 20 Superheater 1 10 Combustion chamber• 29 Feed water tank 19 Economiser 9 Slag conveyor• 28 Condenser 18 Steam drum 8 Vibrating grate• 27 Natural gas 17 Feedwater 7 Water cooled duct• 26 Ash handling 16 Preheated combustion air 6 Stoker• 25 Fabric filter 15 Air preheater 5 Fire dampers• 24 steam to turbine 14 Combustion air intake 4 Scarifier• 23 Water for atemperators 13 Forced draught fan 3 Dosing unit• 22 Superheater 3 12 Induced draught fan 2 Seal gates• 21 Superheater 2 11 Air preheater 1 Chain conveyor

ROSTÉLYTÍPUSOK

• a) hengerrostély

• b) lengőrostély

• c) lépcsős vándorrostély

• d) visszatoló rostély

• e) lépcsős előtolórostély

OROSZLÁNYI ERŐMŰ 230 T/H KAZÁNFÚVÓKÁK ELRENDEZÉSE

VEIKI-SES

OROSZLÁNYI ERŐMŰ 230 T/H KAZÁNFÚVÓKÁK ELRENDEZÉSE

NAGYVÍZTERŰ TŰZCSÖVES KAZÁN

VÍZCSÖVES KAZÁN

Tiszta széntüzelési technológia – „Clean Coal Technology“

CFBemissionlimits-CR

guarantedby contract measured in

operation

dustcontent

COcontent

Noxcontent

SO2content

500

400

320

400

300

161

250 250

172

5050

230

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

SES CFB Třinec K11; Czech republic

Nominal output : 160 t/hSteam pressure: 9,6 MPaSteam temperature: 540 °CFeed water temp.: 150 °CFuel: bit. coal; middlings

www.lurgises.sk

CIRKOFLUID KAZÁN KOMPAKT KIVITEL, KEDVEZŐ BEÉPÍTHETŐSÉG

SES - BIOMASSZA TÜZELÉSE

• NOx rostélykazán < 650 (mg/Nm3)

• NOx fluid kazán < 400 (mg/Nm3)

• CO < 250 (mg/Nm3)

• Por < 100 (mg/Nm3)

• Összes szerves szén < 50 (mg/Nm3)

Köszönöm a figyelmüket !

Schwardy MiklósSES Hungaria Kft.