biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Post on 27-Jan-2016
20 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Biomassza tüzelés, mint
megújuló energiaforrás
P&T Szakmai Nap2010. október 28.
Baráth KárolyEnergy TechnoPlus Kft.
www.etpkft.hu
2
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Az emberiség egyik legősibb tevékenysége a biomassza tüzelés
3
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Biomasszának nevezzük az egy élettérben, egy adott pillanatban jelen lévő szerves anyagok és élőlények összességét.
A biomassza a bioszférában található ökoszisztéma része.
A szén, a kőolaj és a földgáz után világ negyedik legelterjedtebb energiaforrása a biomassza.
Részaránya az energia hordozók
között kb. 12 %, a megújuló energiatermelésnek viszont kb. 75%-át teszi ki.
4
Erdőgazdasági és fafeldolgozási hulladékok nyesedékek aprítékok faháncs fűrészpor
Energetikai célra termesztett növények energia erdők energia nád energia fűz stb.
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás.
Az energetikai célra hasznosítható biomasszák főbb fajtái
5
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Hagyományos mezőgazdasági termények melléktermékei szalma szőlővenyige kukorica csutka és szár, stb.
Állati eredetű biomassza trágya vágóhídi hulladékok, maradványok
Emberi eredetű biomassza szerves szemét biológiailag lebomló hulladékok
Az energetikai célra hasznosítható biomasszák főbb fajtái
6
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
A Magyarországon a tüzelésre felhasználható mező- és erdőgazdasági melléktermékek, ill.
hulladékok mennyisége
Melléktermék Szalma (bálás)
Kukorica-szár
Kukorica-csutka
Napraforgó-szár
Nyesedék venyige
Fa hulladék
Termelt mennyiség (106/t/év) 4,5-7,5 10,0-13,0 1,0-1,2 0,4-1,0 1,0-1,5 1,0-1,5 Eltüzelhető mennyiség (106/t/év)
1,5-2,0 3,0-4,0 0,4-0,6 0,3-0,4 0,5-0,7 0,5-0,7
Nedvességtartalom betakarításkor
(%) 10-20 40-65 30-40 30-35 30-45 20-45
Nedvességtartalom tárolás után (%)
13-15 22-43 12-20 18-25 15-20 15-25
Fűtőérték MJ/kg (18% nedv.tart.)
13,5 13,0 13,5 11,5 14,8 15,0
7
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
A biomassza energiatartalma hasznosítható...
Közvetlen tüzeléssel, kezelés nélkül, vagy kezelve
Anaerob fermentálást követően biogázként
Alkohollá alakítva (erjesztéssel) üzemanyagként
Kémiai átalakítást követően (cseppfolyósítás, vagy
elgázosítás) égethető üzemanyagként, vagy gázként
Növényi olajok észterezésével kinyert biodieselként
8
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Megújuló alapú tüzelőanyagok
9
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Az egyes megújuló tüzelőanyagok energia gazdálkodási paraméterei
Tüzelőanyag Beszerzési ár Fűtőérték Fajlagos áreFt/t GJ/t eFt/GJ
Pellet 37 17-19 2,06 Brikett 33 17-18,5 1,86 atro tonnaApríték 18 17-18 1,0 Ölfa és hasábfa 17 17-18 0,97 atro tonna
10
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Az egyes megújuló tüzelőanyagok energia gazdálkodási paraméterei
Tüzelőanyag Fajlagos ár Átlagos kazán- FajlagoseFt/GJ hatásfok hőköltség (eFt/GJ)
Pellet 2,06 90% 2,28 Brikett 1,86 88% 2,11 Apríték 1,03 85% 1,21 Ölfa és hasábfa 0,97 80% 1,21 szakaszos tápálálásFöldgáz 2,45 92% 2,66 Földgáz (kondenzációs) 2,45 101% 2,43
11
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
A nagyobb teljesítményű hőtermelés céljára kiválóan alkalmas tüzelőanyag az APRÍTÉK
Készülhet: Erdőgazdasági hulladék fából Nyesedékből Kéregből Energia ültetvények növényeiből Faipari hulladékokból Szállító és csomagoló anyagok hulladékából (pl. selejtezett
raklapok)
12
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
A faapríték legfőbb jellemzőiA fa tényleges nedvességtartalma és fűtőértéke
U (Bruttó nedvesség tart. %-ban) Ha (Fűtőérték MJ/kg)
10 14,75 20 13,28 30 10,90 40 9,01 50 7,11
Faapríték nedvességtartalom szerinti besorolása
Apríték osztály Nedvességtartalom % Megnevezés W20 <20 légszáraz W30 20-30 tárolható
W35 30-35 korlátozottan
tárolható W40 35-40 nedves W50 40-50 frissen vágott
13
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
A faapríték legfőbb jellemzői
Faapríték méret szerinti besorolása ÖNORM M7133 szerint
Megengedett méretek
max. 4% max. 20% 60-100% max. 20%
Megengedett szélsőértékek max. Apríték
osztály
Apríték méret mm Keresztmetszet
cm2 Hossz cm
G30 <1,0 1-2,8 2,8-16 >16,0 3,0 8,5
G50 <1,0 1-5,6 5,6-31,5 >31,5 5,0 12,0
G100 <1,0 1-11,2 11,2-63 >63,5 10,0 25,0
Faapríték hamutartalom szerinti besorolása
Hamu osztály Hamu tartalom % Megnevezés
A1 <1 csekély
A2 1-5,0 magas
14
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
A biomassza kazán
•
15
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
A faapríték kazán felépítése 1 Beadagoló szerkezet,
optikai, vagy termikus visszaégés gátlóval
2-4 Rostélyszerkezet
5 Szekunder levegő fúvókák/furatok
6 Gyújtó szerkezet
7 Hamu kihordó szerkezet
8 Magas hőmérsékletű
utóégető zóna
9 Égéstér ajtó
10 Egy, vagy többhuzamú hőcserélő
11 Biztonsági hőcserélő
12 Pneumatikus csőtisztító rendszer
16
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Tökéletlen égés
A légfelesleg tényező értékei: (kazán konstrukciótól, és apríték paraméterektől függően)
begyújtási fázisban 2,5–6 égési főfázisában 1,5–2,5 leégés fázisában 2,5–4
Tökéletlen égés miatti kibocsátás:
COC (korom)CmHm
Elégetlen részecskék
Megelőzhető:
Min. 800 °C Légfelesleg tényező >1,5Égési zónában töltött idő >0,5 s
17
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Az apríték kazánok szabályzása
Teljesítmény Szabályzása melegvíz hőmérséklet, vagy gőznyomás alapján, a
tüzelőanyag mennyiségének változtatásával történik. Konkrétan, a beadagoló csiga fordulatszámának, vagy a hidraulikus betoló löketszámának változtatásával.
Légfelesleg tényező Szabályzása a füstgáz O2 tartalma alapján, a primer és szekunder
levegő mennyiségének változtatásával történik. Az O2 tartalmat a füstgáz csatornában elhelyezett lambda szonda érzékeli. A levegő szállítást a ventillátorok frekvenciaváltós fordulatszám szabályzásával kontrolálják.
Tűztér huzat A tűztérben nyomástávadó jele alapján frekvenciaváltós elszívó
ventillátor biztosítja az enyhe vákuumot. Hamukihordás
A tüzelő minősége, és a pillanatnyi teljesítmény alapján egy időprogram szerint lépnek működésbe a hamu kihordó csigák.
18
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Amire a kazántelep tervezésénél figyelni érdemes
• Ha elérhető, vegyünk igénybe támogatást. Egyes konstrukciókkal felére csökkenhet a saját invesztíció.
• Ha szűkösebbek a pénzügyi lehetőségek, akkor ne méretezzük csúcsra az apríték kazánokat, és tartalékot se abból képezzünk.
• A segédenergia nélkül száradó tüzelő a pénztárcánk barátja. Tervezzünk be ésszerű nagyságú szabadtéri és fedett tároló helyet.
• A kazánok méretezésénél vegyük figyelembe, hogy nem mindig áll rendelkezésünkre száraz tüzelőanyag.
• Csak olyan kazán gyártótól vásároljunk, akik a referenciaként bemutatott kazánházban mérésekkel is bizonyítani tudják a teljesítményt és a hatásfokot.
• A kazánház legyen tágas, mert az apríték kazán üzemeltetése nem hasonlít a gázkazánokéhoz.
19
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Biomassza fűtőmű telephelyi elrendezése
20
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Amire a kazántelep üzemeltetésénél figyelni érdemes
• A tüzelőanyagból igyekezzünk eltávolítani a nagyobb szilárd szennyeződéseket.
• A túl gyors felfűtés és lehűtés a kazán élettartamát drasztikusan csökkenti.
• Működés közben, csak erősen indokolt esetben nyissuk ki a tűztér ajtaját.
• A jó hatásfokhoz tiszta hőátadó felületek kellenek. A tisztítások gyakoriságára nincs általános szabály.
• Minden apríték szállítmány nedvességtartalmát ellenőrizzük le.
• Ha jelentősen eltérő nedvességű aprítékaink vannak, keveréssel segítsük elő a homogénebb tüzelő beadagolást.
• Sok kazán nem a „papírszáraz” aprítékkal működik legjobban.
• A folyamatos hatásfok mérés segít észrevenni a tüzelőanyaggal, vagy a kazánnal kapcsolatos problémákat.
21
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
A megtermelt ZÖLD HŐ felhaszálása
Az ipari biomassza kazánok három alapvető hőszállító közeggel működnek
Melegvíz, forróvíz Fűtési rendszerek ellátására
Ipari technológiák kiszolgálására
Uszodák, fürdők vizének melegítésére
Telített és túlhevített gőz Ipari technológiák kiszolgálására
Turbinás villamos energia termelésre
TermoolajIpari technológiák kiszolgálására
Villamos energia termelés ORC technológiával
22
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Megéri???
Jelenlegi rendszer
Pellet tüzelés
Kondenzációs gázkazán
Apríték tüzelés
Tüzlőanyag ára (eFt/GJ) 2,42 2,10 2,42 1,10 Éves hatásfok 82% 85% 96% 85%Fajlagos hőár (eFT/GJ) 2,96 2,47 2,53 1,29 Éves tüzekőanyag ktg. (eFt) 29 563 24 706 25 251 12 941 Éves hőigény (GJ) 10 000 10 000 10 000 10 000 Munkadíj (eFt) - 1 000 - 6 000 Villany (eFt) 900 1 000 600 1 100 Karbantartás (eFt) 200 1 000 100 600 Hulladék kez. (eFt) - 300 - 500 Össz. Egyéb ktg. 1 100 3 300 700 8 200 Fajlagos össz. hő ktg. 3,07 2,80 2,60 2,11
Beruházási ktg. - 62 000 20 400 90 000 Önerő - 31 000 20 400 45 000
Éves hőköltség (eFt): 30 663 28 006 25 951 21 141 Költség megtakarítás (eFt): - 2 657 4 711 9 521
E. megtérülés (év): - 11,7 4,3 4,7
Távfűtési alternatívák az XY távhő rendszeren
23
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Hűtés, meleg energia felhasználásávalFüstgáz, gőz, és melegvíz fűtésű abszorpciós hűtőberendezések
24
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Abszorpciós hűtő berendezés működési elve
25
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Megéri??1MWh meleg energia 1,2MW tüzelőanyagból
1MWh hideg energia 1,4MW meleg energiából
1MWh hideg energia 1,7MW tüzelőanyagból
1MWh hideg energia 6,2eFt-ból
A jelenlegi viszonylag alacsony villamos energia árak mellett, még nem olcsóbb mint a villamos folyadékhűtőkkel termelt hideg energia, de a különbség nem számottevő.
Ipari szinten 24Ft/kWh áron beszerzett villamos energiával kb. 6eFt-ba kerül egy MWh hideg energia
Amikor biztosan megéri!! Ha az aprítékot sikerül 18eFt/atro tonna ár alatt beszerezni Ha a hő, kapcsolt villamos energia termelés mellékterméke
26
Biomassza tüzelés, mint megújuló energiaforrás
Köszönöm megtisztelő figyelmüket, és
kívánom, hogy minél több, sikeres megújuló
fejlesztésben vegyenek részt!
Baráth KárolyEnergy TechnoPlus Kft.
www.etpkft.hu
top related