Nacházíte se:  Úvod    Spalovny    V pražských Malešicích se staví kogenerační jednotka a zařízení DeNOx

V pražských Malešicích se staví kogenerační jednotka a zařízení DeNOx

Publikováno: 29.11.2009, Aktualizováno: 17.5.2010 10:45
Rubrika: Spalovny

Zařízení na energetické využití odpadu (ZEVO) v Praze-Malešicích, které spravuje PRAŽSKÉ SLUŽBY a.s., je s kapacitou 210 000 tun ročně největším pražským zpracovatelem směsného komunálního odpadu. V jejích útrobách končí ročně 75 % veškerého směsného komunálního odpadu, který na území hlavního města Prahy vznikne. Současný stav však umožňuje její využití pouze na necelých 70 procent své kapacity. V provozu jsou kontinuálně jen dvě ze čtyř linek (kotlů). V současnosti je z odpadu v tomto zařízení vyráběna energie v podobě páry, která je dodávána do Teplárny Malešice, kde ve výměníkové stanici ohřívá vodu pro cca pražských 25 000 domácností. Část páry pak ZEVO dodává přímo některým průmyslovým odběratelům. Možnosti vyšší výroby jsou kapacitně omezeny odběrem na straně Teplárny Malešice. Pára, která by pak byla vyrobena nad limit, by nebyla energeticky využita a nebyla by tak splněna legislativní podmínka energetického využití odpadu. Tento důvod vedl k myšlence projektu „Kogenerace a DeNOx“, který je dále spojen s úpravou technologie pro rekuperaci tepla a doplnění čpavkového hospodářství k náhradě technologie odstraňování oxidů dusíku metodou SNCR (selektivní redukce bez katalyzátorů) za SCR (selektivní katalytické redukce). Článek popisuje možnost kombinované výroby tepla a elektřiny, který by umožnil zvýšit příjem odpadů na původně projektovaných 310 000 tun ročně a kontinuální provoz tří linek (kotlů).

ZEVO předpokládá roční výrobu elektrické energie ve výši cca 90 000 MWh a roční dodávku tepla (pára a horká voda) ve výši cca 900 TJ. Investiční náklady přesahují 1,1 miliardy korun. Po vypracování zadávací dokumentace a vý­běrovém řízení byl vybrán jako generální dodava­tel rakouská společnost Zauner Anlagenbau GmbH. Smlouva o dílo byla podepsána v únoru roku 2008 a v září 2008 dodavatel podle časo­vého harmonogramu předložil „Basic Design“. Během následujících jednání byl upravován a dolaďován podle specifikace dodavatele pro­jekt pro stavební povolení.
Rozhodnutí o vydání stavebního povolení fir­ma obdržela 13. ledna 2009 a o týden později byla předložena první revize prováděcí dokumen­tace „Detail design“, která byla pro první část projektu (demoliční a stavební činnosti) odsou­hlasena. Dokumentace montážních činností pro ostatní stavební objekty a provozní soubory je průběžně doplňována a upravována dle postupu prací, detailních výpočtů a jednání se subdoda­vateli. V únoru 2009 začaly demoliční práce ve stávajícím dílenském komplexu, jehož východní část bude sloužit jako budoucí turbogenerátoro­vá hala (TG hala). Spuštění turbíny je plánováno v září 2010. V současné době probíhají finální stavební úpravy v budoucí TG hale, kde bude probíhat beto­náž železobetonové stolice pro turbosoustrojí. Dále se budují základy vzduchového kondenzáto­ru, stanoviště transformátoru a vychlazovací jímky. 

Technologie
Je dokončeno stáčení 25 % čpavkové vody. Během plánované každoroční celozávodní od­stávky (říjen 2009) proběhly úpravy na stávající technologii pro napojení nových provozních sou­borů, také byla nainstalována nová nerezová nádrž (180 m3), která nahradila stávající nádrž na vodu změkčenou (360 m3). Po zprovoznění nové Chemické úpravny vody v dubnu 2010 přejede provoz spalovny postupně ze změkčené vody do­dávané z Teplárny Malešice na „demi“ vodu. Současně budou v průběhu příštího roku probí­hat úpravy v kolektoru do Teplárny Malešice a po­ložení nového silového kabelu (2 × 10 MW) pro vyvedení výkonu TG do sítě PREdistribuce, a.s.

Turbína
Srdcem kogenerace bude kondenzační parní turbína dodaná firmou Siemens o výkonu 17,44 MWe s průtokem páry 119 t/h. Vlastní turbína řady SST400 je kondenzačního typu s axiálním výstup­ním hrdlem a jedním neregulovaným odběrem. Tento odběr slouží jak k zásobování vlastní spotře­by ZEVO tak pro realizaci dodávek tepla v horké vo­dě z nové výměníkové stanice do sítě centrálního zásobování tepla Pražské teplárenské a.s. Typová řada SST400 vychází z osvědčeného typu ATP4 a těchto turbín již bylo vyrobeno a do­dáno 45 kusů do celého světa. Soustrojí je umís­těno na betonovém základě pod ventilovaným krytem s protihlukovým provedením tak, aby hlučnost soustrojí splňovala předepsané limity hlukové zátěže okolí. Základový blok je navíc pro zamezení šíření vznikajících vibrací uložen na pru­žinových patkách (GERB systém). Provoz ZEVO přejde z otevřeného parovodní­ho okruhu do provozu v uzavřeném parovodním okruhu. Toto zapojení umožní provozování v rů­zných režimech a nikoli pouze pro dodávku páry externím odběratelům. ZEVO bude možno provozovat (po instalaci turbogenerátorové jednotky) v následujících reži­mech:

  • Čistě kondenzační, kdy turbosoustrojí bude  provozováno pouze na páru z jednoho až tří stávajících kotlů. Externí odběratelé budou zásobováni parou z redukční stanice RCHS po redukci ostré páry.
  • Dodávka tepla v horké vodě pro Teplárnu Malešice. Externí odběratelé páry budou zá­sobování parou stejným způsobem jako v prvním provozním režimu.

Provozními stavy celého zařízení budou zimní a letní provoz a provoz přechodový. V letním pro­vozním režimu není poptávka po horké vodě a v provozu tak budou tři linky (parní kotle) s produkcí cca120 t/h páry o tlaku 12,2 baru a te­plotě 235 °C. Výměníková stanice horká voda/pá­ra je mimo provoz a technologická pára je dodává­na přes redukční ventil ostré páry. Z neregulované­ho odběru je odebírána pouze pára pro vlastní spo­třebu. Většina páry, tj. cca 105 t/h proudí přes tur­bínu do vzduchové kondenzace. Elektrický výkon na svorkách generátoru je 16,45 MWe. V přechodovém provozním režimu je horko­vodní stanice provozována na částečný výkon podle potřeby. V provozu jsou také 3 parní kotle pracující na jmenovitý výkon (120 t/h). Horká vo­da je dodávána o výkonu 15,7 MWt. Elektrický výkon na svorkách generátoru je cca. 14,4 MWe.
V zimním provozním režimu bude horkovodní výměníková stanice provozována na maximální výkon cca 35 MWt. Do kondenzace proudí pára v množství 54 t/h, výkon na svorkách generátoru bude cca 11,2 MWe.

Selektivní katalytická redukce
Dodavatelem čpavkového hospodářství pro selektivní katalytickou redukci oxidů dusíku (SCR) je firma HKL Industrieanlagen GmbH. V současné době jsou průměrné koncentrace NOx na výstupu po vzdušné stezce cca 150 mg.m-3.To sice umožňuje plnit zákonný limit, který je 200 mg.m-3, ale neumožňuje přímou konfrontaci se spalovnami nejnovějšího typu, které vypouští do ovzduší průměrně méně než 100 mg.m-3 NOx.
Po uvedení SCR do provozu průměrné kon­centrace NOx klesnou o cca 50 % na 60 až 70 mg.m-3. Čpavkové hospodářství je tvořené beztlakou nádrží na 25 % čpavkovou vodu o ob­jemu 40 m3. Odtud je tento roztok čerpán před katalyzátor, kde je dávkován do proudu spalin rozprašovacím kopím dodaným švýcarskou fir­mou Flowtech Industries AG. Pro samotnou reak­ci, při níž dochází k redukci NOx na elementární dusík, budou využity stávající katalyzátory, které byly do technologie ZEVO dodány v roce 2007 a jsou využívány pro katalytické odstraňování chlorovaných dioxinů a furanů ze spalin.
Katalyzátory jsou umístěny mezi elektroodlu­čovačem a mokrým stupněm čištění spalin, takže spaliny již do nich přicházejí odprášené. Katalyzátor, který je uložen celkem na čtyřech pa­trech, má děrovanou šachovnicovou strukturu podobnou včelímu plástu. Katalytické složky jsou oxidy vanadu a wolframu na nosiči oxidu titanu v keramice. Keramický nosič má měrnou plochu o celko­vé rozloze 41 268,5 m2, která zajišťuje vysokou účinnost DeDiox/DeNOx katalyzátoru. Zařízení te­dy kromě katalytického štěpení PCDD/F umožňuje i chemickou reakci amoniaku, který reaguje s NOx za vzniku dusíku a vody. Reakce probíhá ideálně při teplotách kolem 280 °C, proto je nutné před katalyzátorem zvyšovat teplotu spalin, které mají na výstupu z elektroodlučovače cca 220 °C.
K přihřátí budou použity stávající pomocné plynové hořáky, které jsou v současné době používány na pravidelnou regeneraci katalyzáto­rů. Spotřeba zemního plynu je odhadována na 70 m3.h-1 na každou provozovanou linku. Zvýšený energetický potenciál spalin po průchodu kataly­zátorem bude přenesen přes nově instalovaný re­kuperační výměník tepla do špičkového ohříváku horké vody (CZT) a pro dohřev spalin před vstu­pem do komína. Tento výměník nahrazuje dosa­vadní parní ohřev (DAGAVO), čímž se sníží vlastní spotřeba páry v naší technologii a tuto páru bu­deme moci energeticky využít v turbosoustrojí.

Závěr
Po předání dokončeného díla k užívání oče­káváme zefektivnění procesu spalování odpadů a účinnější využití energetického potenciálu, kte­rý je v odpadu obsažen. Zavedení SCR DeNOx pak v celkové bilanci přispěje ke snížení množství NOx vypouštěných do ovzduší o cca 80 t za rok. Svým způsobem to bude i příspěvek k plnění závazku ČR vůči Evropské Unii o snižování emisních stro­pů oxidů dusíku.

Project Co-generation and DeNOx in ZEVO Malešice
ZEVO Praha Malešice, with its capacity of 210 000 tons a year, is the biggest Prague processor of mixed municipal waste. It is the final destination of 80 % of all mixed municipal waste annually, which is produced on the territory of the capital city Prague. Current condition enables its use for not even 70 % of its capacity. There are only two out of four boilers in continuous operation. The main reason for the two-third operation is the legislation condition of energy use of waste. Currently, this facility produces energy in form of steam from the waste which is then distributed to heating station Teplárna Malešice and the exchanger plant heats water for Prague households (around 25 000 households). Part of steam is then supplied by ZEVO directly to some industrial customers. The possibilities of higher steam production are limited by the capacity take-off by Teplárna Malešice. Steam produced above the limit was not used as energy and the condition of energy use of steam was not accomplished. This reason led to the idea of the project „Co-generation and DeNOx“ which is further connected with the modification of technology for heat recuperation and supplementing of ammonia management to technology compensation for elimination of nitrogen oxide using method SNCR instead of SCR. The article describes the possibility of combined heat and electricity production which would enable to increase waste intake to the originally designed 310 000 tons a year and continuous operation of three lines.

Проект когенерации и DeNOx в v ZEVO Малешице
ZEVO Прага Малешице с объемом 210 000 тон в год является самой крупной пражской компанией по переработке смешанных коммунальных отходов. Здесь ежегодно завершает свой путь 80 % всех смешанных коммунальных отходов, которые образуются на территории столицы Праги. Настоящее состояние, однако, позволяет использовать их только в размере нецелых 70 % от своего объема. В эксплуатации находятся только два из четырех котлов. Главной причиной такой эксплуатации является законодательное условие энергетического использования отходов. В настоящее время из отходов на этом оборудовании вырабатывается энергия в виде пара, который поставляется на тепловую электростанцию Малешице, где в теплообменнике нагревает воду для жилых пражских объектов (порядка 25 000 домашних хозяйств). Часть пара ZEVO поставляется непосредственно некоторым промышленным получателям. Возможности производства пара ограничены по объему со стороны тепловой электростанции Малешице. Пар, который был выработан сверх лимита, не был энергетически использован и, таким образом, не было выполнено условие энергетического использования отходов. Эта причина привела к идее проекта „Когенерация и DeNOx“, который далее соединен с обработкой технологии для рекуперации тепла и замены технологии по удалению оксида азота в аммиачном цехе согласно методу SNCR от SCR. Статья описывает возможность комбинированного производства тепла и электричества, которое бы позволило увеличить приемку отходов до первоначально запланированных 310 000 тонн в год и обеспечило бы непрерывную эксплуатацию трех конвейеров.

Publikace v oboru energetiky, strojírenství a stavebnictví k prodeji
 

Autor

Související články


NEJčtenější souvisejicí články (v posledních 30-ti dnech)

Spoluspalování tuhého alternativního paliva z mechanicko-biologické úpravy odpadů? Provozní zkušenosti říkají NE! (173x)
Evropská unie se jako celek připravuje na zákaz skládkování neupraveného komunálního odpadu (řada členů EU již zákaz skl...
TENZA instalovala elektrodový kotel v provozu Červený mlýnTENZA instalovala elektrodový kotel v provozu Červený mlýn (126x)
Důležitým nástrojem pro zajištění spolehlivého provozu elektrizační soustavy jsou podpůrné služby, které provozovatel př...
Systém pro monitorování a prevenci korozně rizikových stavů v důsledku kondenzace spalinSystém pro monitorování a prevenci korozně rizikových stavů v důsledku kondenzace spalin (103x)
Tento příspěvek přibližuje vývoj systému pro detekci vzniku kondenzátů na straně spalin. Práce probíhají v rámci projekt...