Nacházíte se:  Úvod    Teplárenství    Instalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu Litvínov

Instalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu Litvínov

Publikováno: 14.12.2018
Rubrika: Teplárenství, Technologie, materiály

Společnost Envir & Power Ostrava a.s. provedla instalaci technologie DeNOx v teplárně situované v areálu chemických závodů Unipetrol Litvínov, kdy byla zakázka realizována postupně na kotlích K14 až K19 od roku 2016 do listopadu 2018.

Popis kotlů

Jedná se o granulační parní kotle výrobce ABB - PBS Brno s.r.o., spalující hnědé uhlí o tepelném výkonu 95,8 MW, jmenovitém parním výkonu 135 t.h-1, tlaku přehřáté páry 9,41 MPa a teplotě přehřáté páry 540°C.

Kotle jsou vybaveny 4 práškovými hořáky a 4 tlukadlovými mlýny (3 v provozu, 1 záložní). Jako stabilizační a najížděcí palivo je používán topný plyn o různém složení – odpadní plyny z chemické výroby a zemní plyn. Na kotli K18 je navíc spalován solidifikovaný kal.

Zadání

Zadáním bylo snížení emisí NOx z kotlů K14 až K19 zdosavadních 375 mg/Nm3 pod 175 mg/Nmpři dodržení „skluzu“ redukčního činidla ve spalinách NH3 < 5mg/Nm3 (přepočtené na příslušný referenční obsah O2).

Pro splnění zadání bylo nutno provést měření teplotních polí, na základě kterých byl zpracován CFD model a určeny místa pro zhotovení prostupů a instalaci trysek. Po uvedení kotlů do provozu byly provedeny primární opatření. Tímto bylo dosaženo redukce NOx hluboko pod 300 mg/Nm3 a pomocí sekundárních opatření, vstřikování cca 25% čpavkové vody jakožto redukčního činidla, bylo dosaženo redukce NOx pod 175 mg/Nm3 a to při dodržení čpavkového skluzu pod 5 mg/Nm3.

Měření teplotních polí

Tým z Vysoké školy Báňské, konkrétně centrum ENET, provedl pro každý kotel měření teplotních polí a složení spalin v prostoru spalovací komory, a to pro různé výkony a různé kombinace mlýnů.

Projekt – příklad umístění trysek

Na základě zprávy z měření teplotních polí byl vypracován matematický model, určen počet vstřikovacích trysek a místo pro jejich instalaci. Na obrázku je znázorněn ilustrační příklad, jak vypadá instalace technologie SNCR založená na principu RRmix vzduchu – který slouží jako dopravní/ochranný vzduch pro zajištění prostupu reagentu hluboko do spalovací komory. Reakcí čpavkové vody s oxidy dusíků dochází ke vzniku molekul dusíku a vody, a to ideálně v teplotním okně, které je zhruba 950°C až 1 150°C.

Primární opatření

Primární opatření na kotlích byly realizovány ve spolupráci firem VŠB/ENET, Envir & Power a SBB Energy a spočívaly především v úpravě kinematiky klapek, korekci množství a správném přerozdělení spalovacího vzduchu za účelem zajištění snížení emisí NOx a zajištění vhodného teplotního pole (950°C až 1 150°C) s ohledem na ostatní parametry kotle, jako je teplota výstupní páry, emise CO, stabilita spalování, atd.

Samotnému ladění spalovacích vzduchů předcházela důkladná kontrola vzduchového traktu se zaměřením na regulační a měřící členy – klapky a měřící aparaturu. Pro automatický provoz SNCR je zásadní automatický provoz kotle, pro který bylo potřeba zajistit spolehlivé signály z měření množství přiváděného spalovacího vzduchu.

Po provedení důkladné kontroly následovala úprava kinematiky klapek a po uvedení kotle do provozu bylo provedeno řízené přerozdělení vzduchu dle požadavků primárních opatření.

Základem přerozdělení bylo vytvoření řízeného rozdělení vzduchu v horní úrovni spalovacích vzduchů k lepšímu promísení spalin a zajištění správné teploty v místě reakce reagentu. Dále bylo prováděno přerozdělení vzduchu v úrovni vstřikování reagentu. S tímto souviselo i snížení celkového množství vzduchu do kotle – přebytku vzduchu, a to s ohledem na množství CO. Všechny tyto úkony byly prováděny za důsledného sledování teploty výstupní páry a udržení této teploty v pásmu regulace zástřiku.

Tímto se podařilo snížit emise NOx hluboko pod 300 mg/Nm3 a přejít k aplikaci sekundárního opatření – vstřikování čpavkové vody.

Popis instalované technologie

Technologie RRmix SNCR byla dodána ve spolupráci s firmou SBB Energy, S.A., která je držitelem patentu tohoto konkrétního technického řešení.

Vpravo nahoře na obrázku je znázorněno schéma technologie vstřikování čpavkové vody s použitím systému RRmix. Do vstřikovacího boxu instalovaného na membránové stěně (viz níže), je přiváděn stlačený vzduch sloužící pro chlazení trysky (červená hadice), samotný reagent (žlutá hadice) a RRmix vzduch, který slouží jako ochranný vzduch pro zajištění dopravy reagentu hluboko do spalovací komory, a zároveň vytváří turbulentní proud pro zajištění co nejlepšího promíchání reagentu se spalinami.

Periferní zařízení – objekt čerpadel čpavkové vody

Pro zajištění čpavkové vody slouží čerpadla (na obrázku vlevo nahoře a na další straně) umístěná cca 2,5 km daleko od objektu kotelny. Čerpadla jsou s 200% zálohou (1+2) a dopravují čpavkovou vodu přes areál chemického závodu zálohovanou trasou nerezovým potrubím po stávajících potrubních mostech.

Společnost Envir & Power Ostrava a.s. vytváří realizační dokumentaci rovněž v softwaru, který podporuje zpracování ve formátu 3D. Tento moderní přístup je velice účinný především při odhalování možných kolizí, zejména ve stávajících provozech. Jeden z příkladů je na vedlejším obrázku, který zachycuje objekt čerpadel čpavkové vody, vystřižený z celkového 3D modelu. Obrázek výše zachycuje skutečný stav instalované technologie v provozu.

Periferní zařízení – objekt výroby a distribuce médií

Pro zajištění médií jako je demivoda, stlačený vzduch, chladící a dopravní vzduch slouží objekt na fotografii (na předchozí straně a vpravo na této straně), kde byly nově dodány zařízení se 100% zálohou. Každé zařízení je schopno pokrýt potřeby pro zajištění provozu technologie SNCR jak pro 1 kotel v provozu, tak pro všech 6 kotlů v provozu s technologií SNCR.

Další obrázek zachycuje přípravnou projektovou fázi zmíněného objektu výroby a distribuce médií, zpracovanou ve formě 3D. Z modelu poté projektanti firmy Envir & Power Ostrava vyhotovují výkresovou dokumentaci odpovídající standardům ČSN a EN, zahrnující rovněž požadavky Investora.

V tomto objektu se nachází ventilátory RRmix vzduchu pro zajištění dopravního vzduchu – každý o výkonu cca 25 000 Nm3/hod o tlaku 7,5 kPa, dále dmychadla pro zajištění chladícího vzduchu – každé o výkonu cca 2 400 Nm3/hod o tlaku 50 kPa a kompresory pro zajištění MaR vzduchu, každý je schopen dodat více jak 400 Nm3/hod o tlaku 700 kPa. Samotný MaR vzduch využívaný pro ofuk analyzátorů čpavkového skluzu a ovládání všech pneumatických armatur je dále ještě vysušen v adsorpční sušičce na teplotu rosného bodu -40°C. Pro zajištění dostatečného množství demivody se zde také nachází čerpadla pro distribuci demivody o tlaku cca 800 kPa a množství 2,65 m3/hod.

Technologie SNCR – kotelna T700

Přímo na kotelně jsou pro každý kotel umístěny 2 distribuční moduly s elektrickým rozvaděčem včetně ovládacího panelu PLC, potrubní rozvody čpavkové vody a vzduchu spolu se vstřikovacím zařízením a za kotlem také provozní měření čpavkového skluzu Yokogawa.

Zhodnocení

Předání jednotlivých kotlů bylo podmíněno splněním Záruční zkoušky – Garančního měření. Toto měření zajišťoval Objednatel – Unipetrol, a samotné měření emisí NOx a NH3 skluzu prováděla firma TESO Praha, a.s. Výsledné emise NOx za jednotlivými kotli byly nejen v průběhu zkoušek, ale i následně v provozu udržovány stabilně pod 175 mg/Nm3 a emise čpavkového skluzu se pohybovaly v rámci nejistoty měření.

Společnost Envir & Power Ostrava a.s. úspěšně předala celé dílo investorovi dne 12. 11. 2018, čímž v předstihu splnila smluvní termín předání stanovený na 14.11.2018.

Publikace v oboru energetiky, strojírenství a stavebnictví k prodeji
 

Autor


Fotogalerie
Instalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu LitvínovInstalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu LitvínovInstalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu LitvínovPříklad vstřikovacího boxu RRmix SNCR upevněného na membránovou stěnuPříklad vstřikovacího boxu RRmix SNCR upevněného na membránovou stěnuInstalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu LitvínovInstalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu LitvínovInstalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu LitvínovInstalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu LitvínovPrůběh jedné ze Záručních zkoušek

NEJčtenější souvisejicí články (v posledních 30-ti dnech)

Rozmrazovacie tunely - uhlie sa už rozmrazuje novou technológiouRozmrazovacie tunely - uhlie sa už rozmrazuje novou technológiou (923x)
V procese prípravy investičného projektu ,,Rekonštrukcia rozmrazovacích tunelov“ v Elektrárny Nováky bola v prvom rade v...
Hlavním dodavatelem řídících systémů v rámci komplexní obnovy Tušimic je firma Siemens (431x)
Poměrně náročnou částí komplexní obnovy elektrárny Tušimice II Skupiny ČEZ je takzvaná fáze oživování výrobní technologi...
Instalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu LitvínovInstalace technologie DeNOx na kotlích K14 až K19 v Unipetrolu Litvínov (195x)
Společnost Envir & Power Ostrava a.s. provedla instalaci technologie DeNOx v teplárně situované v areálu chemických ...