Arderea bimasei si producerea de energie
Valorificarea resurselor regenerabile de energie – Biomasa pentru producerea – energiei verzi – (termice si electrice)
1. Date de proiect
Productie de energie electrica 680 kW/h
Productie de energie termica 3.150 kW/h
Necesar de deseuri 1.600 kg/h
2. Obiectivul proiectului
Prin acest proiect se doreste valorificarea deseurilor din lemn rezultate in urma procesului de productie prin utilizarea acestora intr-o instalatie ce va produce energie electrica si energie termica in cogenerare.
Arderea biomasei s-a practicat din cele mai vechi timpuri, oamenii folosind drept combustibil lemnul. Din punct de vedere al ciclului carbonului arderea plantelor este ecologica. Desi prin arderea lor carbonul cotinut in ele este eliberat in atmosfera sub forma de CO2, acest carbon provine chiar din CO2 din atmosfera, captat in procesul de fotosinteza.
Deci, arderea plantelor este un proces de reciclare a carbonului, spre deosebire de arderea combustibililor fosili, care introduce in atmosfera noi cantitati de CO2.
3. Principiul de functionare a instalatiei este urmatorul:
Combustibilul(rumegus, scoarta si tocatura) este stocat intr-un siloz orizontal care se alimenteaza automat din sistemul de exhaustare sau manual cu incarcatoare frontale, dupa care este transferat cu un sistem hidraulic care realizeaza totodata si dozarea acestuia intr-un cazan cu gratare mobile. Sistemul de ardere cu gratare mobile permite arderea deseurilor slab combustibile si cu continut mare de umiditate. Gazele fierbinti din cazan trec prin 3 recuperatoare termice:
· 1 ulei diatermic 315/255 grade C,
· 2 ulei diatermic 255/155 grade C,
· 3 preincalzitor aer de combustie.
Primele doua recuperatoare furnizeaza energia termica necesara modulului ORC iar al treilea mareste randamentul de ardere preincalzind aerul de combustie. Modulul ORC este destinat producerii de energie electrica, rezultand in circuitul secundar energie termica(apa calda la 80/60 grade C). Energia electrica se va transmite in SEN(Sistemul Energetic National) iar energia termica se va utiliza pentru alimentarea consumatorilor interni: uscatoare de cherestea, incalzire spatiala etc.
Pentru a avea o siguranta suplimentara in exploatare, pe circuitul de apa calda este montat un Cooler(racitor) care este pornit automat in cazul scaderii consumului de energie termica in secundarul modulului ORC.
Practic totul este astfel conceput incat sistemul termic sa fie un sistem inchis cu pierderi minime de energie.
In perioada de primavara / vara / toamna cand temperaturile nu sunt foarte scazute din istalatie rezulta un excedent de material uscat care se poate utiliza pentru producerea de peleti. Peletii sint un combustibil foarte utilizat in momentul de fata datorita avantajelor sale, dintre care amintim: putere calorica mare 4,5 – 5 kWh/kg(1 litru motorina = 2 kg peleti), densitate volumica mare, ardere apoape totala peste 90 %( datorita formei, umiditatii scazute si a faptului ca arderea se face dozat), posibilitatea de a alimenta atat cazane pentru termoficare cat si cazane pentru.incalzire in lociunte individuale etc.
I. COMPONENTA INSTALATIEI(elementele principale)
1. Siloz de combustibil umed (capacitate 100 – 150 mc)
2. Instalatie de transport pneumatic pentru alimentare cazan
3. Cazan pentru biomasa (capacitate furnizata: 3.910 kW)
4. Modul ORC (capacitate furnizata: 680 kW – electric, 3.150 kW – termic)
5. Tocator de deseuri (capacitate 2.000 kg/h
6. Depozit de combustibil umed (capacitate 1.000 mc)
II. IMPORTANTA SI AVANTAJELE INVESTITIEI
O investitie de acest gen are o importanta deosebita pornind de la avantajele de mediu prin utilizarea ca materie prima a deseurilor din lemn ( in diferite forme: deseuri si ramasite de exploatare, deseuri din fluxul de prelucrare primara, deseuri din fluxul de prelucrare secundara, diverse alte deseuri lemnoase) pana la furnizarea de energie termica si electrica.
Instalatia este astfel conceputa incat sa se respecte cele mai exigente norme de mediu aflate in vigoare.
Dintre avantajele principale amintim:
· Productia de energie din surse regenerabile
· Siguranta energetica a socetatii
· Incadrarea in normele de emisii de noxe conform legislatiei in vigoare
· Imbunatatirea conditiilor de mediu societate si in zona, prin colectarea deseurilor si reducerea nivelului de emisii in atmosfera(pulberi, monoxid de carbon, gaze cu efect de sera etc.)
· Imbunatatirea conditiilor de munca la centrala termica; practic toata instalatia lucreaza in regim automat necesitand doar supervizare
· Reducera costurilor de productie prin valorificarea deseurilor lemnoase, fapt ce influenteaza profitabilitatea societatii creand premisele unei dezvoltari sanatoase
· Posibilitatea crearii de resurse pentru montarea unei linii tehnologice pentru productia de panouri din lemn, fapt ce ar duce la cresterea numarului de angajati cu peste 15 persoane
· Majorarea numarului personalului angajat cu peste 15 persoane prin efcientizarea si diversificarea productiei
· Posibilitatea cresteri nivelului de productie cu peste 15 % prin asigurarea necesarului de energie
· Productia de energie electrica si livrarea acestea in SEN (Sistemul Energetic National) da posibilitarea beneficierii de „Certificate verzi”
· Valorificare „Creditelor de carbon” rezultate in urma producerii „Energiei verzi”.
· Transformarea unei parti din disponibilul de deseuri in peleti – un combustibl ce va avea o cautare din ce in ce mai mare si reprezinta o sursa de „energie curata”
In conditiile in care pe plan mondial importanta productiei de energiei, eficentientizarea sistemelor consumatoare de energie si reducera consumului prin constientizarea populatiei, are un rol tot mai important, in conditiile in care rezervele fosile sint in continua scadere, trebue acordata o atentie deosebita productiei de energie din surse regenerabile.
Dintre sursele de energie regenerabila: vant, apa , soare, vegetatie, etc. biomasa ocupa un loc foarte important.
In consecinta sprijinirea unui astfel de proiect este benefica nu doar societatii care il realizeaza ci si zonei in care este amplasata aceasta societate: prin achizitia deseurilor si furnizarea de energie electrica = „energie verde”.
Arderea bimasei si producerea de energie
III. COMPONENTA INSTALATIEI CU DESCRIEREA DETALIATA1. Siloz de combustibil (capacitate 100 – 150 mc)
Silozul de combustibil este practic o incinta cu podea din beton si pereti de zidarie acoperita, care este dotata in partea inferioara cu un sistem de 2 siruri de racleti cu sectiune triunghiulara. Acest sitem are o miscare aleatorie din fata spre spate (un raclet merge in spate celalalt vine spre fata si invers) cand racletii merg in spate intra pe sub rumegus, iar cand se intorc transporta rumegusul in partea din fata. In partea frontala a dilozului este un jgheab cu un snec care recolteaza rumegusul transportat de racletii din siloz.
Sistemul este foarte eficient deoarece nu exista posibilitatea de a ingheta in perioada de iarna; in cazul blocarii unui raclet, sistemul hidraulic executa miscari repetate fata spate cu ambele siruri de racleti pana cand racletul se deblocheaza, foarte fiabil in timp, usor de intretinut, are posibulitate de a fi incarcat direct cu auto sau incarcator frontal.
2. Instalatie de transport pneumatic pt. alimentare cazan
Este destinata transportului mecanic si pneumatic in sistem automat a rumegusului din silozul de rumegus umed la minisilozul cazanului
3. Cazan pentru biomasa (capacitate furnizata: 4.000 kW)
Combustor cu functionare cu gratar mobil si recuperator energetic pentru productie energie termica, cu 3 recuperatoare termice: 1 ulei diatermic 315/255 grade C, 2 ulei diatermic 255/155 grade C, 3 preincalzitor aer de combustie cu putere termica furnizata de 4.000 Kw ( 4 MW ).
INTRODUCERE:
Sistem de ardere a deseurilor din lemn rumegus si tocatura cu granulatie de 20 – 50 mm, si cu umiditate relativa maxima de 45 %.
Dimensionarea instalatiei s-a facut pentru deseurile din lemn, rumegus si tocatura cu putere calorica de 2.200 – 3.000 kcal/kg si cu umiditate relativa maxima de 50 %.
Instalatiile trebuie sa fie certificate si conforme cu norme CE, purtand aceasta sigla si trebuie sa detina certificat de calitate UNI EN ISO 9001-2000.
DATE DE BAZA PROIECT;
– Deseuri de ars: rumegus si desuri din lemn de diferite esente cu umiditate variabila pana la max. 45 %, deseuri si tocatura de diverse specii de lemn
– Putere calorica estimata: De la 2.200 la 3.000 kcal/kg
– Granulatie: De la 20 la 50 mm
– Recuperare energetica: 1 ulei diatermic 315/255 grade C – 3.500 kW, 2 ulei diatermic 255/155 grade C – 410 kW, 3 preincalzitor aer de combustie
PRINCIPIU DE FUNCTIONARE CAZANE
Tehnologia de ardere a deseurilor din lemn in sistem cu gratare mobile e bazata pe principiul arderii la temperaturi foarte inalte (in camera de ardere se inregistreaza temperaturi de 850-1000 grade C). In consecinta, cu aceste sisteme de ardere se pot arde fara probleme deseuri din lemn verde, fara o uscare sau preuscare a acestora, obtinandu-se un raport optim intre consum si eficienta energetica.
Toate rezultatele se bazeaza pe camera de combustie complect samotata, cu inalta inertie termica si cu admisie de aer primar si secundar complet automat controlat.
Pentru a putea ajunge la aceste rezultate camera de combustie este dotata cu sisteme de masura comanda si contrrol perfect adaptate procesului de ardere. Aceste sisteme sunt in masura sa comande alimentarea controlata cu deseuri, reglarea debitului aerului primar de combustie si a celui secundar de oxidare, descarcare cenusa etc.
NORMATIVE
Furnizorul va dispune de o experienta indelungata in domeniul arderii deseurilor industriale. Pentru deseurile de lemn verde propune un combustor care garanteaza respectarea tuturor normelor impuse de lege.
Instalatia de combustie va fi proiectata si executata respectand toate normele de siguranta europene purtind marca CE, fiind dotata cu usi de inspectie, cu sisteme de siguranta, alimentare automata, sistem de protectie antiincendiu etc.
Normele de referinta pt. proiectarea si constructia instalatiei sunt:
– Norme UNI EN 292 1 grade si 2 grade – siguranta masinilor
– CEI-EN 60204 – siguranta si echipament electric pentru masini
– Norme UNI EN 418 – siguranta masinilor dispozitive de blocare
– Norme UNI EN 294 – siguranta masinilor distante de siguranta
Norme de constructie
– Pentru materiale norme UNI-DIN
– Pentru aparatura electrica norme CEI/IEC
– Pentru siguranta norme ISPEL
DESCRIERE FURNITURA
O Sectiune de alimentare automata. Cu minisiloz, cu extractor, dozator, elemente de comanda si control
O Unitate de combustie.Camera de combustie de mari dimensiuni cu gratare mobile, imbracata in zidarie din samota refractara cu continut mare de alumina 45 – 65 %, grosime perete 250 mm, sistem de recirculare a fumului pentru preincalzirea aerului de combustie, sistem hydraulic de comanda a gratarelor mobile. Materialul refractar este in masura sa suporte temperaturi foarte inalte de 1200 grade in regim continuu si de max 1400 grade pentru intervale de timp de 30 min. Gratarul de combustie este divizat in mai multe zone de lucru pentru o admisie cit mai corecta a aerului primar de combustie.
O Sistem de descarcare automata a cenusei. Sistem ce respecta normele de igiena avind un snec special care transporta cenusa intr-un container.
O Tablou electric de cmanda si control cu inverter, PLC, panou de comanda interfata om/masina. Tabloul electric este complet echipat cu intrerupator general ABB cu dispozitiv de blocare, intrerupator de comanda cu cheie, diverse butoane de comanda. lampi de semnalizare, comutatoare Telemecanique, controler logic programabil PLC care gestioneasa procesul de ardere.
o Tabloul electric controleaza:
§ Temperatura in camera de combustie
§ Temperatura la intrare in cazan
§ Temperatura la iesire din cazan
§ Nivelul de emisie la iesire masurat cu sonda lambda
§ Controlul depunerii in camera de combustie.
Toate semnalele analogice si digitale colectate sunt analizate de PLC care comanda o gestiune automata cat mai eficienta pentru obtinerea unor rezultate in functionare fara erori de conducere in procesul de combustie, acest lucru regasindu-se intr-o functionare indelungata fara interventii de intretinere si service.
O Unitate de recuperare energetica cazan de tip vertical cu tuburi de ulei cu diametru optim dimensionat pentru acest gen de aplicatie cu 2 drumuri de fum plus preincalzitor de aer pentru aerul de combustie. Dotat cu usi(captusite cu material refractar si izolate termic) de inspectie si de curatare pentru o buna intretinere a instalatiei. Unitatea de recuperare va furniza agent termic la temperatura de max 315 grade C, iar circulatia in cazan se face cu o pompa de recirculare (nu este inclusa in oferta).
O Unitate de separare pulberi din fum, formata dintr-o serie de multicicloane care asigura o foarte buna decantare a pulberilor aflate in suspensie in gazele evacuate din cazan. Acest sistem asigura o decantare de ~ 85% din pulberi. Este construit din otel carbon si vopsit pe exterior cu vopsea siliconica rezistenta la temperatura. Echipat complet cu racorduri, aspirator de fum si reglaje automate.
O Cos de fum cu lungime de 12 ml.
O Cartea cazanului si manual de utilizare
O Inginerie pentru amplasare
4. Modul ORC (capacitate furnizata: 680 kW – electric, 3.150 kW – termic)
Cogenerarea se va face in sistem ORC – – Organic Ranking Cycle -.
Caracteristici tehnice principale :
Intrare :
· 1 ulei diatermic: 315/255 grade C – 3.500 kW,
· 2 ulei diatermic: 255/155 grade C – 410 kW,
Iesire :
· Energie electrica : 680 Kw
· Energie termica : apa calda la 90/60 grade C – 3.190 kW
Timp de functionare : 8.000 ore anual
Acest sistem presupune o instalatie care sa furnizeze agent termic la 300 – 350 grade C; pe acest circuit se poate conecta, daca este cazul, un consumator de energie termica la temperaturi de peste 90 grade C (de exemplu aburitoarele de chersetea), uleiul diatermic din instalatie incalzeste intr-un vaporizator un fluid organic, acest fluid antreneaza o turbina, turbina actioneaza generatorul de curent, fluidul din secundarul turbinei trece printr-un economizor si ajunge in condensator, unde surplusul de caldura ( la o temperatura de 90/70 grade C ) este preluat de un schimbator de caldura pentru apa calda iar apoi fluidul organic este pompat pentru a relua circuitul termic.
Din circuitul secundar al schimbatorului de caldura al condensatorului rezulta un surplus de energie termica care este direct proportional cu puterea generatorului de energie electrica.
Acest sistem prezinta foarte multe avantaje in cazul in care beneficiarul are un consum de energie termica la temperaturi de 80 – 95 grade C, de exemplu la un necesar de energie termica de 2,3 MW rezulta o productie neta de energie electrica de cca. 520 kW, iar la un necesar de energie termica de 9,5 MW rezulta o productie neta de energie electrica de cca 2.000 kW.
Principalele avantaje ale sistemului ORC sunt : inalta eficienta a sistemului(mai ales in cogenerare), eficienta ridicata a turbinei, datorita folosirii unui ulei/fluid organic in loc de vapori de apa, turbina este foarte silentioasa si nu este expusa coroziunii, viteza periferica este redusa, fapt ce permite cuplarea directa a axului turbinei cu axul generatorului electric fara reductoare de turatie, viata de lucru foarte lunga datorita faptului ca se utilizeaza un fluid organic, cheltuieli de exploatare si intretinere foarte reduse, nu necesita statii de tratare a apei ca in cazul turbinelor cu vapori de apa.
EFICIENTA ENERGETICA : Putere termica biomasa 100 % => Putere termica cogenerare 79 % – Energie electrica 18 % – Pierderi termice si electrice 3 %. Balanta calculata pentru o instalatie de cogenerare cu biomasa (temperatura circuit ulei diatermic 300 – 250 grade C, temperatura apa calda pentru cogenerare 60 – 90 grade C.
5. Tocator de deseuri (capacitate 1.500 kg/h)
ROTOR din otel Fe 510 (UNI 7746) de inalta rezistenta echipat cu rulmenti oscilanti dublii, cu rezistenta mare la efort indelungat, angrenaj cu reductor cu surub (cu imersie in baie de ulei), dispozitiv anti-stress care amortizeaza toate socurile pentru protejarea grupului reductor/motor; suport lame din otel cimentat si sudat in locasuri speciale frezate in corpul rotorului; contracutit din otel tratat si reglabil pentru o precizie optima de taiere.
CUTITE – lame din otel special de inalta duritate, usor de schimbat, reascutibile, reversibile si reutilizabile.
CENTRALINA oleodinamica, cu presiune de lucru reglabila in functie de exigentele de lucru, actioneaza cu un cilindru hidraulic montat sub sertarul tocatorului si serveste la o continuitate constanta a presarii materialului de tocat asupra rotorului, fapt care mareste productivitatea masinii.
CUVA DE ALIMENTARE – cuva de capacitate mare, care sa permita o autonomie mare de lucru in cazul in care nu este disponibil un sistem automat de alimentare.
SITE din tabla de otel, diametrele standard ale gaurilor din sita sint de 20 – 30 – 50 m.
TABLOU ELECTRIC complet, cu PLC si software dedicat pentru controlarea parametrilor functionali si de siguranta, acesta gestionand si fazele de lucru. Componentele de inalta calitate, de marci cunoscute, fapt care sa faciliteze o depanare usoara. Bloc de inversare automata a sensului de rotatie al rotorului comandat de PLC in caz de anomalii a parametrilor de control. In caz de blocare a rotorului intervine PLC-ul care determina oprirea motorului electric, inversarea sensului pentru inlesnirea deblocarii, protejand in acest fel grupul reductor/motor de la daune ireparabile.
6. Depozit de combustibil umed si zvantat (capacitate 1.000 mc)
Depozitul de combustibil consta intr-o cladire acoperita cu o suprafata de stocare de cca. 75 mp, cu o inaltime interna de 5 – 6 ml (deseurile umede se pot stoca pana la o inaltime de 4 – 5 ml).
Aceasta cladire va avea in partea superioara a peretilor laterali, sub streasina, ferestre de aerisire cu jaluzele, acestea sunt necesare deoarece, in timpul stocarii deseurilor, acestea degaja o anumita cantitate de caldura si umiditate care trebuie sa poata iesi liber din spatiul de depozitare.
Pt. alte relatii tehnice sau comerciale va rog sa nu ezitati sa ma contactati la telefon: 0722.659.645 sau prin e-mail: [email protected] .
