Data aktualizacji: 2017-07-04

Blok opalany biomasą

W marcu 2010 roku Zespół Elektrowni Pątnów – Adamów Konin SA (ZE PAK SA) rozpoczął projekt pod nazwą „Modernizacja Elektrowni Konin”. Celem tego przedsięwzięcia jest konieczność przygotowania potencjału produkcyjnego ZE „PAK” SA do wieloletniej eksploatacji oraz przystosowania elektrowni do spełniania przyszłych, zaostrzonych norm ekologicznych i utrzymania potencjału produkcyjnego.

 

 

GŁÓWNE ZAŁOŻENIA PROJEKTU:

  • zgodność realizowanych zabiegów modernizacyjnych Elektrowni Konin z kierunkami strategicznymi UE dotyczącymi oddziaływania na środowisko instalacji energetycznych, wyrażonymi w dyrektywach: 2001/80/EC LCP, 2004/8/WE i innymi;
  • produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych („zielona” energia produkowana z biomasy);
  • uproszczenie połączeń technologicznych Elektrowni Konin;
  • produkcja energii elektrycznej z uwzględnieniem zielonych i czerwonych certyfikatów;
  • spełnienie wymagań dotyczących emisji substancji szkodliwych do środowiska:

            tlenki azotu - 200 mg/mnu³,

            tlenki siarki - 200 mg/mnu³,

            zapylenie - 30 mg/mnu³,

  • poprawienie warunków BHP oraz ergonomii pracy załogi (mniejsze natężenie hałasu, obniżone zagrożenie pożarowe).

 

A. Budowa kotła fluidalnego o cyrkulacyjnym złożu opalanym biomasą

Najważniejszym elementem całego projektu jest budowa kotłowni z kotłem fluidalnym K9 (nr stacyjny K12) o cyrkulacyjnym złożu opalanym biomasą na wydajność pary 215 t/h wraz z budynkami i budowlami towarzyszącymi będącymi elementami ciągu technologicznego. Fluidalny, walczakowy kocioł wyprodukowany przez Foster Wheeler Energia Polska sp. z o. o. pracuje na zasadzie złoża cyrkulacyjnego. Cząsteczki są separowane w separatorze kompaktowym i zawracane przez uszczelnienie skrzelowe z powrotem do złoża. Najdrobniejszy popiół lotny jest przenoszony przez część konwekcyjną i separowany ze spalin w elektrofiltrze. Najważniejsze parametry kotła to:

  • Moc cieplna 154 MWt
  • Przepływ pary świeżej 59.7 kg/s
  • Temperatura pary świeżej 540 °CCiśnienie pary świeżej 9,7 MPa
  • Temperatura wody zasilającej 210 °C
  • Sprawność gwarantowana: 91 %
  • Hałas nie przekroczy 85 dB
  • Całkowity maksymalny przepływ paliwa 23 kg/s
  • Paliwa główne - biomasa leśna, zrębki wierzbowe, brykiet słomy, wytłoki rzepakowe, pestki z wiśni, łuska owsiana, inne alternatywne paliwa.
  • Paliwo rozpałkowe - olej lekki.

 

HISTORIA INWESTYCJI

Historię budowy kotła wyznacza data 30 stycznia 2009 roku, kiedy to ZE PAK SA rozpoczął postępowanie przetargowe w celu wyboru Dostawcy na „Budowę „pod klucz” kotłowni z kotłem fluidalnym o cyrkulacyjnym złożu opalanym biomasą o wydajności pary 215 t/h w Elektrowni Konin”. 17 marca 2009 roku Spółka zawarła Umowę z „ENERGOPROJEKT KATOWICE” SA (EPK) na wykonanie dokumentacji na realizację zadania: „Modernizacja Elektrowni Konin w zakresie budowy wysokosprawnego kotła fluidalnego dedykowanego do spalania 100% biomasy zabudowanego w miejscu zdemontowanego kotła K-9 do współpracy z turbiną kondensacyjną TG-6 oraz gospodarki biomasą wraz z niezbędną infrastrukturą”.

30 lipca 2009 roku ZE PAK SA wystąpił z Wnioskiem, którego załącznikiem był Raport o oddziaływaniu przedsięwzięcia na środowisko opracowany przez EPK do Urzędu Miasta w Koninie o wydanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach dla przedsięwzięcia polegającego na: na budowie kotła fluidalnego K9 opalanego biomasą wraz z układami pomocniczymi oraz modernizacji turbozespołu TG 6.

W trakcie ubiegania się o urzędowe dokumenty zezwalające na realizację tego projektu, 30 lipca 2009 roku, ZE PAK SA zawarł Umowę z firmą Foster Wheeler Energia Polska sp. z o. o. (dalej jako FW) na Budowę „pod klucz” kotłowni z kotłem fluidalnym o cyrkulacyjnym złożu fluidalnym opalanym biomasą o wydajności pary 215 t/h w Elektrowni Konin. W sierpniu strony potwierdziły wejście w życie Umowy.

29 grudnia 2009 roku Urząd Miasta w Koninie wydał Decyzję nr 20 o środowiskowych uwarunkowaniach na realizację przedsięwzięcia polegającego na budowie kotła fluidalnego K 9 opalanego biomasą, modernizacji turbozespołu TG 6, modernizacji kotła K7 i modernizacji turbozespołu TG 4 na terenie Elektrowni Konin, a  5 lutego 2010 roku   Decyzją nr 31 zatwierdził projekt budowany i udzielił pozwolenia na budowę kotłowni z kotłem fluidalnym o cyrkulacyjnym złożu fluidalnym opalanym biomasą o wydajności pary 215 t/h wraz z budynkami i budowlami towarzyszącymi będącymi elementami ciągu technologicznego w Elektrowni Konin.

25 lutego 2010 roku Inwestor przekazał protokolarnie teren budowy firmie Foster Wheeler (dalej jako FW) do przygotowania zaplecza budowy, a już 15 marca 2010 roku Firma FW rozpoczęła prace budowlane związane z fundamentowaniem kotłowni oraz budynków i budowli towarzyszących. W marcu FW rozpoczął wzmocnienia podłoża pod projektowane fundamenty technologią wgłębnego mieszania gruntu DSM. Prace te wykonywała firma KELLER Polska sp. z o. o.

26 lipca tegoż roku FW zakończył prace budowlane związane z fundamentowaniem kotłowni, rozpoczęto montaż głównej konstrukcji stalowej kotła i kotłowni oraz montaż układów pomocniczych kotła (paliwa, piasku, popiołu,).

W połowie listopada 2010 roku zakończono montaż konstrukcji stalowej w zakresie gotowości do rozpoczęcia montażu części ciśnieniowej kotła, a 22 listopada 2010 roku przeprowadzono operację podnoszenia i zawieszenia na ruszcie kotła walczaka kotła. Od początku grudnia 2010 roku do końca kwietnia 2011 roku wykonywano jeszcze montaż układów powietrza i spalin kotła, montaż rozdzielni 6 KV i 0,4 kV. W tym czasie, od 10 lutego do 10 marca 2011 roku wykonano również montaż komina stalowego o średnicy 3,2 m i wysokości 100m.

W kwietniu i maju 2011 roku wykonano ponadto następujące prace: rozpoczęto montaż układu sprężonego powietrza, dozowania amoniaku, transportu i magazynowania popiołu lotnego, przeciwpożarowego, rozpoczęto montaż elektrofiltru wraz z kanałami spalin łączącymi komin i kocioł, a po zakończeniu montażu części ciśnieniowej kotła przeprowadzona została, z wynikiem pozytywnym, próba ciśnieniowa pod nadzorem inspektorów Urzędu Dozoru Technicznego (UDT).

W połowie sierpnia 2011 roku podano napięcie do rozdzielni 6 kV i 0,4 kV kotła CFB i rozpoczęto rozruch wstępny rozdzielni, a 1 września rozpoczęto montaż okablowania i oprzyrządowania Aparatury Kontrolno Pomiarowej i Automatyki (APKiA) oraz testy Systemu Sterowania Nadrzędnego układem elektrycznym kotła.

W miesiącu październiku zakończono montaż wymurówki kotła i rozpoczęto suszenie obmurza w rejonie palników, a po zakończeniu montażu mechanicznego na poszczególnych układach pomocniczych kotła rozpoczęły się rozruchy i testy poszczególnych systemów oraz przeprowadzono czyszczenie chemiczne  układu parowo – wodnego kotła wraz z rurociągami głównymi łączącymi kocioł z turbozespołem TG 6. W grudniu 2011 roku przeprowadzono jeszcze suchą konserwację części ciśnieniowej kotła.

 

 

B. Odbudowa stanu technicznego turbozespołu TG 6 wraz z układami pomocniczymi

W związku z budową kotła dedykowanego do spalania biomasy (CFB) oraz instalacji magazynowania i transportu biomasy do kotła CFB 154 MWt opalanego biomasą pochodzenia leśnego i rolnego (AGRO) wraz z niezbędną infrastrukturą, konieczna stała się również odbudowa stanu technicznego maszynowni i przystosowanie układów technologicznych TG 6 do pracy blokowej z kotłem fluidalnym o cyrkulacyjnym złożu opalanym biomasą o wydajności pary 215 t/h.

Podstawowym celem odbudowy maszynowni było:

  • przedłużenie żywotności na okres minimum 20 lat dalszej pracy,
  • produkcja i sprzedaż „zielonej energii”,
  • utrzymanie mocy znamionowej na obecnym poziomie co najmniej 55 MWe,
  • podniesienie wskaźników sprawnościowych poszczególnych elementów turbozespołu oraz uzyskanie jednostkowego zużycia ciepła przez turbozespół na poziomie poniżej: 9300 kJ/kWh (wartość oczekiwana w warunkach znamionowych),
  • uzyskanie wysokiej niezawodności ruchowej oraz wysokich wskaźników dyspozycyjności na poziomie >97% (turbina z instalacjami pomocniczymi),
  • zwiększenie komfortu obsługi oraz bezpieczeństwa pracy załogi,
  • uzyskanie maksymalnych korzyści ekonomicznych poprzez optymalizację zakresu modernizacji i racjonalne wykorzystanie istniejących urządzeń, podzespołów i instalacji w stosunku do uzyskanych efektów ekonomicznych, związanych z osiągnięciem celów jak wyżej (zwiększenie mocy, sprawności, elastyczności itp.).

Odbudowa stanu technicznego maszynowni oraz układu wody chłodzącej w Elektrowni Konin obejmowała swoim zakresem:

  • turbozespół TG6 (kadłub części NP.; część WP-SP)
  • układ pary do dławnic;
  • układ uszczelnień i odwodnień;
  • układ olejowy (oleju regulacyjnego, smarnego i lewarowego);
  • układ oleju uszczelniającego generatora;
  • układ wodorowy;
  • skraplacza (zabudowa pomp próżniowych do odsysania wody z komór wodnych skraplacza; zabudowa pomp próżniowych do utrzymywania próżni w skraplaczu; zabudowa wstawki zrzutowej współpracującej z nową stacja rozruchowo-zrzutową; zabudowa układu do ciągłego czyszczenia rurek skraplacza);
  • układ regeneracji NP wraz z pompami skroplin (2x100%);
  • układ chłodzenia skraplacza;
  • stacja odgazowania wody ZWZ nr 6 (rewitalizacja ZWZ wraz z wyposażeniem i zabudowa nowej kopuły odgazowacza wraz z wyposażeniem wewnętrznym);
  • układ regeneracji WP;
  • agregaty pomp wody zasilającej PWZ 8 i PWZ 9;
  • generator;
  • fundament turbogeneratora (z wymianą płyty górnej),
  • instalacje elektryczne maszynowni i wyprowadzenie mocy
  • układy AKPiA i sterowania,
  • roboty budowlane w zakresie prac renowacyjnych i wykończeniowych,
  • „Odtworzenie funkcji kolektorów pary świeżej i wody zasilającej II ETAPU po wydzieleniu bloku K12-TG6”
  • „Realizacja instalacji rurociągów głównych łączących kocioł K12 z turbiną TG6 oraz istniejącymi kolektorowymi układami pomocniczymi II ETAPU,

Podstawowe wymagania dla odbudowanej maszynowni i turbozespołu TG 6

  • niskie zużycie mediów i energii na potrzeby własne prowadzące do niskich kosztów eksploatacyjnych,
  • niski zoptymalizowany poziom nakładów na modernizację (przy równoczesnym spełnieniu wymagań technicznych modernizacji) poprzez racjonalne wykorzystanie istniejących urządzeń i instalacji,
  • dyspozycyjność na poziomie jak wyżej oraz niskiego zoptymalizowanego poziomu kosztów utrzymania zmodernizowanego turbozespołu w powiązaniu z zakładanym cyklem remontowym:

           - remont kapitalny - maksimum 50 dni, co 6 lat

           - naprawy średnie - maksimum 25 dni, co 2 lata (bez lat gdy występuje remont kapitalny)

           - remonty bieżące - maksimum 8 dni w każdym roku

  • spełnienie obowiązujących standardów oraz przepisów i norm związanych z bezpieczeństwem technologii, oddziaływaniem technologii na środowisko naturalne oraz na warunki na stanowiska pracy załogi,
  • spełnienie wymagań dotyczących elastyczności turbozespołu,
  • spełnienie warunków dyspozycji dla istniejącej maszynowni (wykorzystanie istniejącego budynku, zrekonstruowanych fundamentów, części urządzeń, infrastruktury itp.),
  • spełnienie wymaganych standardów związanych z zabezpieczeniami termicznymi, dźwiękochłonnymi, antykorozyjnym, powłokami malarskimi itp.
  • zmodernizowany turbozespół będzie posiadać odpowiednie izolacje termiczne i akustyczne dla spełnienia wymaganych przepisami norm bezpieczeństwa pracy i hałasu na stanowisku pracy – wymaga się zastosowana izolacji wielokrotnego użycia z elementami dźwiękochłonnymi.

 

C. Budowa instalacji magazynowania i transportu biomasy do kotła CFB 154 MWt opalanego biomasą wraz z niezbędną infrastrukturą wraz z modernizacją sieci podziemnych na terenie elektrowni.

Zużycie biomasy przy nominalnej pracy bloku spalającego biomasę pochodzenia rolnego i leśnego wynosi około 65 ton/h i jest uzależnione od chwilowej wartości opałowej paliwa. Aby kocioł mógł pracować stabilnie, niezwykle ważne jest utrzymanie stałej jakości paliwa, unikanie dużych zmian w charakterystyce paliwa. (na przykład wartości opałowej).

Jakość paliwa w każdej sytuacji i w każdym czasie była utrzymana zgodnie ze specyfikacją dostarczoną przez producenta kotła, tak aby zapobiec zakłóceniom w pracy, uszkodzeniom urządzeń, nadmiernej korozji, erozji, niedyspozycji, etc. Podstawowym paliwem dla kotła jest biomasa w postaci:

  • zrębków pochodzenia leśnego (rozdrobnione drewno o długości około 5 do 50 mm, w postaci włókien, dłuższych drobin, wiórów, rozdrobnionych kawałków. Wilgotność zrębków drzewnych zależy od metod ich otrzymywania. Zawartość wilgoci w zrębkach produkowanych z zielonych części drzew wynosi około 50-60% całkowitej masy).
  • zrębków z upraw wierzby energetycznej (zrębki wierzbowe nie różnią się istotnie od innych rodzajów zrębków, jednakże mogą zawierać więcej kory i wody. Szczególnie ważna jest podwyższona zawartość metali alkalicznych (głownie sodu i potasu) w tym paliwie. Wartość kaloryczna wysuszonego drewna wierzbowego nie różni się od innych gatunków i wynosi około 18 GJ na tonę wysuszonego materiału. Jednakże w porównaniu do większości innych gatunków, drewno wierzbowe jest stosunkowo lekkie).

Biomasa ta będzie w 80 proc. pochodzić z gospodarki leśnej natomiast w 20 proc. z gospodarki rolnej, z przemysłu przetwarzającego produkty rolne, a także z plantacji tzw. „roślin energetycznych” - zwanej dalej biomasą agro.

Generalnie paliwo przygotowane do kotła powinno być wolne od elementów niefluidyzowanych (kamienie, lód, metal, szkło itp.). W żadnym wypadku zawartość niefluidyzowanych elementów w paliwie nie może przekroczyć wagowo 0,1 proc. suchej masy. Wszystkie elementy niefluidyzowane muszą być w stanie przejść przez sito o wymiarze 50 mm oraz suma długości wszystkich boków (W+D+G) nie może przekroczyć 100 mm.

Jak z powyższego wynika, bardzo ważnym, a wręcz podstawowym celem logistyki, jest zasilanie kotła CFB paliwem w postaci precyzyjnie dobranej mieszanki biomasy w sposób zapewniający jego ciągłą, niezakłóconą pracę. Winny się na to składać  m. in.:

  • Zautomatyzowany odbiór biomasy z samochodów transportowych;
  • Magazynowanie biomasy w ilości około 47 000 m3;
  • Możliwość jednoczesnego magazynowania kilku rodzajów biomasy „agro” i biomasy pochodzenia leśnego w postaci zrębek, trocin i kory w wymaganych proporcjach;
  • Transport mieszanki biomasy do zasobników kotła o wymaganych proporcjach/udziałach poszczególnych gatunków biomasy;
  • Zapewnienie wymaganej wydajności (przepustowości) i dyspozycyjności instalacji.

Drugim bardzo ważnym warunkiem, który musi spełnić instalacja transportu biomasy są wymagania określone w rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 roku w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii wytworzonych w odnawialnym źródle energii (Dz. U. z 2008 roku. Nr 156 poz. 969), zwanym dalej rozporządzeniem OZE.

Instalacja magazynowania i transportu biomasy do kotła CFB posiada przejrzysty i wiarygodny system gwarantowania pochodzenia produkowanej energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, zgodnie z kryteriami zasadniczymi, do których należy zaliczyć:

  • poprawność kwalifikacji biomasy dla celów spalania;
  • zapewnienie wymaganej dokładności pomiarów wielkości fizycznych będących danymi wejściowymi do algorytmu obliczeniowego, zgodnie z wymaganiami określonymi w Ustawie Prawo o Miarach;
  • jednoczesność dokonania pomiaru masy i poboru próbki biomasy podawanej do procesu spalania w kotłach energetycznych dla jednoznacznego określenia strumienia energii chemicznej wprowadzanej z paliwem biomasowym;
  • zapewnienie lokalizacji miejsca dokonania pomiaru masy biomasy pochodzenia rolniczego bądź biomasy pochodzącej z upraw energetycznych, zapewniającej wiarygodne określenie udziału masowego tego rodzaju biomasy w całkowitym strumieniu biomasy doprowadzanej do procesu spalania;
  • jednolitość i wiarygodność procedur badawczych dla określenia właściwości fizykochemicznych biomasy;
  • porównywalność kompetencji laboratorium przeprowadzającego badania właściwości fizykochemicznych spalanych paliw;
  • prawidłowość obiegu dokumentacji źródłowej i sposobu jej archiwizacji;

Jak z powyższego wynika instalacja magazynowania i transportu biomasy musi spełniać wysokie wymagania stawiane przez Urząd Regulacji Energetyki, cechy fizykochemiczne biomasy, jak również jednostkę spalającą biomasę, czyli przez kocioł.  Instalacja magazynowania i transportu biomasy do kotła CFB 154 MWt opalanego biomasą wraz z niezbędną infrastrukturą spełniające wyżej wymienione wysokie wymagania została wybudowana w Elektrowni Konin.

 

D. Budowa gospodarki olejem rozpałkowym lekkim Ekoterm,

Paliwem rozpałkowym nowoprojektowanego kotła fluidalnego CFB, wyposażonego w palniki w układzie ciśnieniowym, będzie olej Ekoterm, co wymagało budowyy nowej gospodarki olejem rozpałkowym wyposażonej w instalacje i urządzenia przystosowane do tego celu. Gospodarka olejowa została zlokalizowana w części południowo - wschodniej Elektrowni Konin.

Gospodarka olejem opałowym lekkim składa się ze stanowiska rozładunku oleju z wagonów i cystern samochodowych, zbiorników magazynowania oleju o pojemności 500 m3, pompowni  oleju rozpałkowego z rurociągami transportowymi do kotłów, oraz instalacji oczyszczania  ścieków zaolejonych.

 

 

Moc znamionowa nowego bloku energetycznego w Elektrowni Konin wynosi 55 MWe. Przy nominalnej pracy kocioł może spalić około 65 ton biomasy na godzinę. W 80 % będzie to masa pochodzenia leśnego, w 20 proc. – rolniczego. Sprawność gwarantowana bloku wynosi 91 proc. Oprócz wysokiej niezawodności ruchowej oraz wysokich wskaźników dyspozycyjności na poziomie powyżej 97 proc. (turbina z instalacjami pomocniczymi), nowy blok zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa pracy załogi oraz komfort obsługi.

Od początku 2012 roku trwały prace rozruchowe nowego bloku. 10 maja 2012 roku blok został zsynchronizowany z Krajowym Systemem Energetycznym.  W maju przeprowadzony został również ruch regulacyjny, a następnie rozpoczęto 720 godzinny ruch próbny całego bloku energetycznego. 29 czerwca 2012 roku nastąpiło uroczyste przekazanie bloku inwestorowi, a po zakończeniu ruchu próbnego rozpoczęła  się jego pełna eksploatacja komercyjna.

Multimedia
  • ZE PAK SA
    Siedziba Spółki
    ul. Kazimierska 45, 62-510 Konin
  • tel. +48 63 247 30 00 fax +48 63 247 30 30 zepak@zepak.com.pl
  • ZE PAK SA zarejestrowany w Sądzie Rejonowym Poznań Nowe Miasto i Wilda IX Wydział Gospodarczy.
    KRS 0000021374 | REGON 310186795 | NIP 665-000-16-45
    Wysokość kapitału zakładowego 101 647 094 PLN wpłacony w całości.
  •