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波兰热和兽人

波兰的热电工业传统上以煤炭为基础,尽管在能源部门使用生物质并不新鲜,但仍被认为是非常规的。直到最近,位于波兰北部Lębork的市政热能公司miiejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej w Lęborku Sp. z o.o. (MPEC)也是如此。

MiejskiePrzedsiębiorstwoEnergetyki Cieplnej WLęBorkuSP。动物园。(MPEC)波兰Lębork的新7兆瓦生物量CHP(Photo Courtesy Polytechnik)。

MiejskiePrzedsiębiorstwoEnergetyki Cieplnej WLęBorkuSP。动物园。(MPEC)波兰Lębork的新7兆瓦生物量CHP(Photo Courtesy Polytechnik)。

MPEC的区域热电厂。1号是一座老旧的45兆瓦煤粉(PC)电厂。2012年6月,该市启动了一个约900万欧元的项目,用一个现代化的生物质热电联产(CHP)厂来补充旧PC厂。新的热电联产将成为城市区域热网的主要热电厂,而旧的PC电厂将用作备用和高峰需求。此外,它还可以通过向电网供应过剩的电力实现电力自给。

当地生物量资源

探索使用未利用生物量的决定并非偶然。LęBork是一个农业区域,拥有大量农业残留物,如稻草可用,以及可用于短旋转Coppice的储存土地。此外,有管理的森林可以提供森林残留物以及可以提供残留物的许多木材加工厂。

生物量CHP将为农民和其他残留业主提供收入生成废物管理解决方案。与此同时,它将彻底减少城市的化石碳足迹,提高空气质量,为其公民提供可靠且价格合理的供暖。

国际项目

该项目的85%由瑞士基金资助,其余部分由市政当局提供。2013年11月,合同签订与领导的一个国际财团Austria-headed生物质燃烧专家Polytechnik空气——和Feuerungstechnik GmbH的交钥匙交付7燃用生物质成型燃料联产MWfuel植物包括1 000平方米覆盖生物质燃料存储区域。Tractebel工程公司被授予投资监督和协调的设计项目,现场工作,安装工作和启动建设的生物质热电联产作为一个主要来源的城市集中供热系统Lębork。今年6月,该工厂投入使用。

胜出的解决方案包括热油生物质锅炉与有机朗肯循环(ORC)单元。电厂总输出热量为7mw,其中5.5 MW为参数为70/90°C的水形式热量,1.2 MWe电能(总)。新工厂由两栋建筑组成:有屋顶的生物质储存和热电联产大楼。这些生物质主要由该地区的木材加工残留物组成,全年供应。在夏季,燃料消耗量低于供给量,但当锅炉满负荷运行时,冬季就需要消耗这些多余的燃料。

Step-grate炉

由Polytechnik提供,锅炉是一种液压进料级炉型单元,使得生物质的有效燃烧能够高达60%的水分含量。蒸汽回收系统保持氮氧化物和一氧化碳排放检查,多旋风和静电除尘器(ESP)在排出到堆叠之前从烟道气中除去颗粒。根据Polytechnik,该工厂符合波兰堆栈排放的所有要求。

来自工厂的灰、来自炉排的底灰和来自烟道气清洗系统的飞灰采用自动除灰系统收集,并收集在室外容器中。这些灰被农民用作肥料。

高效传热与分裂ORC

从锅炉到兽缸块的热传递,涡轮机14 CHP分裂,使用两个热油电作为热载体,高温和低温完成。在前一轮电路中,燃烧室中的热燃烧气体将热油加入250℃至310℃。在后一轮后,热交换器从烟道气中捕获热量从130℃加热到250℃的烟道气。

ORC系统不像传统的蒸汽涡轮机那样使用水蒸气,而是汽化一种大分子质量的有机流体,在这种情况下是硅油。根据Turboden,这导致了更好的电气性能,较慢的涡轮机旋转,较低的压力,没有金属部件和叶片的侵蚀,没有水的消耗。

ORC汽轮发电机采用中高温导热油对蒸发器内的硅油工质进行预热和汽化。蒸汽带动一个低转速涡轮机。因此,在水轮机中,热能转化为机械能,机械能在异步发电机中又转化为电能。

排气蒸汽流过再生器,在那里它预先加热到蒸发器的液体硅油。然后将蒸汽冷凝在冷凝器中,该冷凝器通过来自区域供热网络的70℃的20℃来冷却。然后将硅油,现在液体泵入再生器和蒸发器中,从而完成闭环操作。地区加热的输出水的温度现在为90°C。

热油回路配备了多个安全装置,以保护油过热和降解,如碳化。热油应急循环系统包括一个应急冷却器和两个额外的泵:一个柴油泵和一个由应急发电机供电的电动泵。在电源故障或任何其他紧急情况下,热油会自动冷却到安全温度。

缩短回报可能

整个工厂由Polytechnik开发的自动控制系统控制。一个员工能够监控工厂的运行,同时也能够管理生物质的装载和卸载。

由于该工厂是一个基准区域供热设备,这两级“分体式兽人”设置使得给定热输入的电力输出最大化。根据涡轮机的说法,净电源为1.2兆瓦,电效率超过18%。根据Polytechnik的说法,整个系统达到了86%的整体效率。

新的CHP为高效的热电联产系统满足了波兰要求,因此有资格获得其电力生产的绿色证书,代表额外的收入来源。结果甚至均匀的基于兽人的CHP,例如Lębork安装,符合5.5 MWT和1.2 MWE,可根据Polytechnik实现3-6岁的简短投资回收期。这是由于ORC的部分负载操作能力,这根据涡轮机,可以将90%的循环效率保持在50%的载荷。

集热、电、冷于一体

然而,植物的电气输出越高,摊销期较短,鉴于每兆瓦的成本产生的成本与植物的更高产量成比例地降低。因此,从经济的观点来看,CHP工厂应以最高水平运行,区域供热设备鉴于季节性热需求困难。

通过综合热,电力和冷却的植物通常通过生产后者以冷水形式的空调来解决这一限制。Poland的首批生物测定的混合热量,电力和冷却厂,也由Polytechnik和Turbodoen提供,在ArłamówHotel和Sports Complex中运营。虽然是另一个故事。

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