Klimatický balíček EU “20 – 20
– 20“ ukládá kromě snížení emisí
skleníkových plynů o 20 % (s respektováním
emisí roku 1990), dosažení
podílu obnovitelných zdrojů energie
na celkové spotřebě energie ve
výši 20 % a snížení spotřeby energie
o 20 % (zvýšením účinnosti výroby,
distribuce a spotřeby). V tomto
duchu se nesla i letošní výstava a konference
POWERGEN 2009 v Kolíně
nad Rýnem – viz reportáž v TT č.
14/2009.
Jednou z cest jak zvýšit podíl obnovitelných
zdrojů při výrobě elektřiny
a snížit emise (zejména oxidu uhličitého)
je spalování biomasy. U nás existuje
řada menších projektů spalujících
biomasu pro výrobu tepla (výtopen),
několik realizovaných teplárenských
projektů na bázi kombinovaná výroba
tepla a elektřiny (kupř. technologie
ORC (Organický Rankinův cyklus)
v Třebíči a Trhových Svinech), příp.
teplárna s protitlakou turbínou v Pelhřimově.
Pre miéra BIOPOWER 5 u n ás
Jednu z perspektivních cest ukazuje
projekt, který realizovala Less & Timber,
patřící do holdingu LESS. Vlastní
provoz zajišťuje Less & Energy.
V Čáslavi, na brown-fields bývalých
Středočeských dřevařských závodů
(z areálu zbyl jen původní 45metrový
cihlový komín z roku 1920, jenž
vytváří dominantu areálu), vybudovala
moderní dřevařský podnik s roční
kapacitou pořezu 260 000 m3 řeziva.
Odpad z odkornění, dřevěné piliny
z pořezu a hobliny ze zpracování řeziva
se spalují v moderním parním kotli
a vyrobená pára se ve na parní turbínu
pro výrobu elektrické energie.
Vlastní elektrárna s typovým označením
BIOPOWER 5 tvoří samostatný
objekt se špičkovou technologií finské
firmy MW Power, což je joint venture
finských firem Metso a Wärtsilä.
V západní Evropě existuje řada podobných
řešení, které se liší pouze provozním
režimem parní turbíny. V ČR si tato
technologie odbyla premiéru.
Vlastní kotel, systému BIOGRATE
umožňuje spalovat palivo s vlhkostí 50
%. Disponuje speciálním topeništěm
s roštem kuželového tvaru. Ten je rozdělen
do prostřídaných pevných a otáčivých
prstenců. Palivo (v daném případě
směs kůry, pilin a štěpky) se dopravuje
šnekovým dopravníkem do vrcholu
kuželového roštu. Zde se vlivem otáčivého
pohybu prstenců rozprostře, dosuší
a posléze je spalováno. Část spalovacího
vzduchu se přivádí zespodu roštu.
Zároveň tak dochází ke chlazení roštu.
Spalovací vzduch se přivádí do různých
částí topeniště, jako primární, sekundární
a terciální spalovací vzduch.Výsledkem
je optimální spalovací proces při
minimalizaci emisí ve spalinách.
Vlastní výhřevné plochy kotle tvoří
výparník s membránovými stěnami
s přirozenou cirkulací. Následují dva
přehříváky s regulací teploty přehřáté
páry vstřikem vody mezi prvním a druhým
přehřívákem. Poslední výhřevnou
plochu představuje ekonomizér.
Vzduchové hospodářství kotle tvoří
ventilátor spalovacího vzduchu s pohonem
75 kW, spalinový ventilátor s pohonem
132 kW a ventilátor recirkulace
spalin s pohonem 37 kW. Spaliny pro
recirkulaci jsou odebírány za odlučovačem.
Spaliny z kotle jsou vyvedeny do
ovzduší přes elektrostatický odlučovač
komínem s výškou 30 m.
Pára z parního bubnu kotle je přivedena
na parní turbínu firmy MAN o jmenovitém
výkonu 5 MW, se jmenovitými
otáčkami 10 717 ot.min-1. K turbíně je
přes spojku a planetovou převodovku
ALLEN GEARS připojen čtyřpólový
generátor 5 MW/6,3 kV. Elektrický
výkon z přípojnic s napětím 6,3 kV je
vyveden do sítě vysokého napětí 22 kV
ve správě ČEZ přes transformátor 6,3
/22 kV 6,3 MVA. Spotřebiče vlastní
spotřeby jsou napájeny z transformátoru
6,3/0,4 kV se zajištěným napájením
s diesel generátorem 375 kVA.
Turbína je kondenzační, s odběrem
páry pro výměníky tepla pro sušárny
řeziva. Kondenzátor je chlazen glykolovým
okruhem, který je chlazen sestavou
suchých ventilátorových chladičů.
Efektivn í org aniz ace
výstavby
MW POWER dodává technologii
elektrárny v modulovém provedení,
kdy jsou jednotlivá části technologie
(rošt kotle Biograte, spodní část
kotle, eko + horní část kotle, parní
buben, modul příslušenství turbíny,
vlastní turbína s generátorem, úpravna
vody, zásobník paliva před kotlem,
moduly potrubí, modul ventilátorů,
modul napáječek, modul kondenzátoru
a kondenzátních čerpadel apod.)
zkompletovány u výrobce a na staveništi
je tak zredukován rozsah kvalifikovaných
montážních prací (sváření
apod.). Tím bylo možné zmenšit rozsah
montážních prácí na staveništi.
Vlastní montáž technologie elektrárny
podle manažera projektu Tomáše
Procházky trvala 6 týdnů.
Vlastní elektrárna je velmi kompaktní.
Jedná se o velmi pokrokové
řešení. O tom mj. svědčí instalovaná
regulace velkých pohonů (napájecí
čerpadla, vzduchový ventilátor, spalinový
ventilátor a ventilátor recirkulace
spalin, cirkulační čerpadla, ventilátory
suchých chladičů apod.) prostřednictvím
frekvenčních měničů finské firmy
VACON, které zajistí optimální
průtoky médií s minimálními energetickými
nároky ve všech provozních
režimech. Další konstrukční „fintou“
je nasávání spalovacího vzduchu
v místě s nejvyšší teplotou vzduchu
v nejvyšším podlaží haly kotle. Teplota
spalovacího vzduchu zčásti ovlivňuje
účinnost spalovacího procesu.
Samozřejmostí je moderní řídicí
systém s vizualizací naměřených
hodnot, s dálkovým přenosem dat
a kamerovým systémem.
Příklad i pro další
region y?
Vraťme se zpátky do Čáslavi.
Zdejší elektrárna byla uvedena do
komerčního provozu v červnu letošního
roku. Budeme-li předpokládat
roční využití instalovaného výkonu
8000 h a vlastní spotřebu 14 % instalovaného
výkonu, pak lze uvažovat
celkovou dodávku do distribuční
sítě 34 000 MWh. Výroba a dodávka
elektrické energie je závislá na
velikosti odběru tepla pro technologickou
potřebu - sušení řeziva. Předpokládané
dodávce do sítě odpovídá
roční úspora emisí 39 800 t CO2.
Celkové investiční náklady na
výstavbu dřevozpracujícího závodu
se pohybují kolem částky 1,8 miliardy
Kč, z toho investice do samotné
elektrárny kolem 600 mil. Kč.
Elektrárna svým jmenovitým výkonem
5 MW v zásadě neovlivní celkovou
energetickou bilanci naší republiky.
Na druhé straně v lokálních či regionálních
podmínkách tvoří významný
zdroj elektrické energie bez nároku na
fosilní paliva, který (stejně jako městské
teplárny) může tvořit základ ochrany
při výpadku zásobování elektřinou
velkého rozsahu - tzv. blackoutu.
Jedná se o elektrárnu s kondenzační
turbínou, kdy kondenzační teplo páry,
která vykonala mechanickou práci na
turbíně, je odebíráno v kondenzátoru
a je mařeno odvedením do vzduchu.
Další zefektivnění provozu elektrárny
by mohlo představovat zvýšení odběru
tepla z turbíny za cenu mírného
snížení elektrického výkonu a vytvoření
lokálního systému centrálního
zásobení teplem pro potřeby vytápění
objektů ve městě Čáslav. Městská
nemocnice a sídliště bytových domů
u nemocnice jsou vzdáleny vzdušnou
čarou od nově vybudované elektrárny
cca 800 m. Ing. František Koukal
