СИНАПС СИНАПС
реклама
Возможность использования биогаза для реализации когенерационных проектов в Украине СИНАПС СИНАПС Отличие когенерационных установок GE Jenbacher – способность работать с низкокалорийными газами Бутан Пропан 30 20 Попутный нефтяной газ 15 Природный газ 10 Газ сточных вод Биогаз Газ мусорных свалок Коксовый газ Шахтный газ Пиролизный газ Газы хим. пр-ва (формалин) 5 0 Система подготовки и управления сгоранием топлива LEANOX ® + DIA.NE® Управление газосмесителем Управление байпасом Воздушный фильтр Управление дросселем Воздух Турбо-байпас Турбокомпрессор Электр.мощность Давление смеси Температура смеси Теплообменник Топливный газ Карбюратор (газосмеситель) Уставка мощности Дроссельный клапан Потребители тепловой энергии Потребители электроэнергии СИНАПС СИНАПС экологический аспект ПРИНЦИП УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСОМ СГОРАНИЯ: АЛГОРИТМ РАБОТЫ: давление нагетания смеси p2’ линия LEANOX «Х’» 3 2 1 1) При пусконаладке с помощью газоанализатора настраивается режим работы на заданные параметры (уровень выбросов, калорийность газа, ...); в память системы управления заносятся две опорные точки (1 и 2). 2 4 «Х» 1 2) На основании 2-х опорных точек интерполируется необходимое давление нагнетания во всем диапазоне мощностей. Делается поправка на температуру смеси (линия LEANOX сдвигается вверх-вниз). смещение линии LEANOX по температуре смеси ≈50% ≈100% Pэл 3) С помощью быстродействующего байпаса турбонагнетателя система управления поддерживает необходимое давление нагнетания. электрическая мощность 4) Отработка возмущений: например в точке «Х» произошло скачкообразное уменьшение теплоты сгорания газа → моментально уменьшится эл.мощность (линия 1); с помощью закрытия байпаса турбонагнетателя увеличиться p2’ → эл.мощность восстановится (точка «X’»), однако рабочая точка будет лежать выше прямой LEANOX (стало больше поступать газовоздушной смеси, однако она стала более бедной). Чтобы «вернуться» в линию LEANOX, приоткроется карбюратор (газосмеситель) → смесь станет более богатой → увеличится эл.мощность (линия 3); аналогично линии 2 приоткроется клапан байпаса турбонагнетателя → уменьшится давление нагнетания и рабочая точка вернется в линию LEANOX. СИНАПС ФЛУКТУАЦИИ КОНЦЕНТРАЦИИ СН4 и их отработка системой управления двигателем 90 положение [%] 3.000 дросельная заслонка 2.800 D 2.600 80 2.400 электр. мощность 70 2.200 газосмеситель 60 50 CH4 концентрация GM_pos DR_pos TB_pos CH4 P_el 2.000 1.800 1.600 40 1.400 байпас турбонагнетателя 30 1.200 20 1.000 9:00:45 9:06:46 9:11:46 9:16:47 9:23:19 9:28:19 9:33:19 9:39:50 9:45:20 Дата 14/01/00; время [ч:мин:сек] СИНАПС 9:51:51 электр. мощность [кВт] 100 ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ: СООТНОШЕНИЕ ГАЗ-ВОЗДУХ и его влияние на выбросы NOx, CO, ... СООТВЕТСТВИЕ ЕВРОПЕЙСКИМ НОРМАМ TA-Lluft (1/2 TA-Luft) - NOx <500 мг/м³ (5% О2) - CO <650 мг/м³ (5% О2) - NMHC*<150 мг/м³ (5% О2) *(орг. компоненты, клас ІІІ) СИНАПС СПЕЦИАЛЬНО СПРОЕКТИРОВАННЫЙ ГАЗОСМЕСИТЕЛЬ для работы на газах с предельно низкой теплотворной способностью Преимущества: •оптимальное смешение •низкие потери давления •улучшенные динамические показатели •возможность пропускать огромные расходы газа •возможность работы на природном газе благодаря наличию отдельного входа СИНАПС Серийная продукция GE Jenbacher Утилизация газа из органических отходов СИНАПС Потенциал газа из органических отходов Общее кол-во газа из орг.отходов Ge (м³/т): Ge = 1,868 · Co · (0,014 · δ + 0,28), где Co содержание органического углерода (C) (для городских отходов около 200 кг/т) δ Температура орг.отходов (20.. -40°C) Располагаемое кол-во газа Gt (м³/т): Gt = Ge · (1 - 10 – k t ) Gt кол-во газа на момент t [м³/т] t время [годы] k фактор разложения (0,03 .. 0,06) Source: Biogasvolume and Properties; U. Loll, ATV Seminar 2/99 Essen; Germany СИНАПС Генерация (выход) газа из орг. отходов • 1 т бытовых отходов => 150 - 250 нм³ газа орг. отходов в течении периода 15..25 лет • низшая теплота сгорания = около 4.5 - 5 кВтч/нм³ • 40 - 50% газа возможно собрать с крытой свалки СИНАПС Утилизация газа из органических отходов Rautenweg/Austria 10 x JMC 316 GS L.L электр. мощность 10 x 657 кВт СИНАПС Утилизация газа из органических отходов Nent/Hongkong 2 x JGC 320 GS L.L электр. мощность 2 x 922 кВт СИНАПС Утилизация газа из органических отходов Murcia/Spain 2 x JGC 320 GS L.L электр. мощность 2 x 1,006 кВт СИНАПС Утилизация газа из органических отходов Arpley/UK 18 x JGC 320 GS L.L электр. мощность 18,612 кВт СИНАПС Утилизация биогаза сточных вод Annacis Island Ванкувер/Канада 4 x JMS 320 GS B/N.L Электрич. мощность 3,216 кВт Тепловая мощность 3,932 кВт СИНАПС Утилизация биогаза сточных вод Annacis Island Vancouver/Canada 4 x JMS 320 GS B/N.L Электрич. мощность 3,216 кВт Тепловая мощность 3,932 кВт СИНАПС Определение выхода газа сточных вод: - около 16.5 [л/(чел.;день)] гарантированное значение - до 25 [л/(чел.;день)] оптимизированная станция, длительный период - дo 33 [л/(чел.; день)] оптимизированная станция, короткие пики Source: Biogasvolume and Properties; U. Loll, ATV Seminar 2/99 Essen; Germany СИНАПС Очистные сооружения Straß/A JMS 208 GS.B.LC СИНАПС Очистные сооружения Straß/A JMS 208 GS.B.LC KA Strass Zillertal/A 1 x JMS 208 GS B.LC Электр. мощность 330 кВт Тепловая мощность 420 kW Электрический КПД η el = 39% Тепловой КПД η th = 48% СИНАПС Энергетический потенциал биомассы 1 Live Stock Unit (LSU) = 500 кг живого веса соответственно 1 LSU = 0.6 - 1.2 коровы около 1.3 нм³ биогаза/LSU, за день LHV (низшая теплота сгорания) LHV = около 6.0 кВтч/нм³ 1 LSU = 2 - 6 свиней около 1.5 нм³ биогаза/LSU, за день LHV = около 6.0 кВтч/нм³ 1 LSU = 250 - 320 кур несушек около 2 нм³ биогаза/LSU, за день LHV = около 6.5 кВтч/нм³ СИНАПС Рабочие условия процесса ферментации • Температура - мезофил (30 - 38 °C) - термофил (45 - 55 °C) • Концентрация сухой массы - сухая ферментация: 20 - 30 % - влажная ферментация: 10 - 15 % СИНАПС • Время процесса - не менее 15 дней - допустимо: 20 - 50 дней - обычно: 25 - 30 дней Выход биогаза и энергии Кол-во газа м³ / т сухого вещ-ла Пр-во энергии м³ / т влажного вещ-ва кВтч / т влажн.в. Навоз Навоз крупного рог.скота Куриный помет 210 340 25 70 50 140 Биомасса Трава Клевер Зерновые отходы Листья сахорной свеклы Картофельные листья 500 420 650 390 500 110 90 250 90 110 220 180 500 180 220 Отходы (силос) Травяной силос Зерновой силос 450 590 190 200 380 400 Сено (солома) Ячменя Овса Пшеницы (сырой) Пшеницы (качественной) 240 280 155 300 220 250 135 260 440 500 270 520 Остатки (отходы) Био отходы Пищевые отходы 250 480 130 110 260 220 СИНАПС Выход биогаза из различного сырья отходы пшеницы отходы хлеба жиросодержащие отходы качаны кукурузы зерновой силос травяной силос пищевые отходы городские био-отходы картофель свекла травяные отходы картофельная кожура свиной навоз навоз крупного скота 0 100 200 СИНАПС 300 400 нм³ биогаза / т 500 600 700 Преимущества анаэробного сбраживания Для фермерства: - улучшение качества навоза: уменьшение запаха, исчезновение кислотности, уменьшение вязкости, минерализация органического азота, снижение содержания болезнетворных бактерий семян сорняков - дополнительное производство тепла и электроэнергии - утилизация жидких отходов без создания дорогой канализационной сети Для окружающей среды: - уменьшение эмиссии метана и аммиака из навоза - сокращение вымывания нитратов в грунтовые воды - повторное использование компонентов удобрений - уменьшение выбросов оксида углерода путем замещения ископаемого топлива СИНАПС Сбраживание биомассы Siggerwiesen/Austria 3 x JMS 316 GS B/L.L Электр. мощность 1,629 кВт Тепловая мощность 2,373 кВт *) based on electr. efficiency 40%; Energy Mix Germany 1996; 8,000 hrs/y СИНАПС Сбраживание биомассы в Siggerwiesen <- Биогаз Механическая обработка Доставка метатенк Пар Окончательная стабилизация Туннельное компостирование Осушка СИНАПС Сбраживание биомассы в Siggerwiesen Резервуар 2,500 м³ Паровой котел Газовые двигатели Свеча Десульфатация Газ орган. отходов Биогаз СИНАПС Газовый компрессор Тепло Эл.энергия Сбраживание биомассы Siggerwiesen/Austria 3 x JMS 316 GS B/L.L Электр. мощность 1,629 кВт Тепловая мощность 2,373 кВт Биомасса Пр-во биогаза Пр-во компоста Газ орган. отходов Пр-во электроэнергии Пр-во теплоэнергии 19,900 т/год 3,036,000 м³/год 4,950 м³/год 2,371,000 м³/год 6,510 МВтч/год 3,260 МВтч/год СИНАПС Сбраживание биомассы Siggerwiesen/Austria 3 x JMS 316 GS B/L.L Электр. мощность 1,629 кВт Тепловая мощность 2,373 кВт СИНАПС Сбраживание биомассы Laholm/Sweden 1 x JMS 312 GS B.L Electrical Output 450 kW Thermal Output 636 kW СИНАПС Сбраживание биомассы Laholm/Sweden 1 x JMS 312 GS B.L Electrical Output 450 kW Thermal Output 636 kW СИНАПС Сбраживание биомассы Pastiz/Rügen/Germany Process: Thermophilic, single-stage cofermentation process Capacity: 100.000 t/a (60% manure, 40% organic waste) Volume of biogas reactor: 2 x 2.100 m³ Volume of Pasterisation: 3 X 30 m³; 70°C/1h CHP- plant: 2 x JMS 312 GS B.L 495 kW electrical power of each other 740 kW thermal power of each other Biogas production: approx. 3.8 Mio. m³/a (about. 35 - 40 m³ / t input) Manure production: About 95.000 t/a Energy concept: Heat: District Heating System to Putbus Electricity: Feeding into public grid СИНАПС Сбраживание биомассы Pastiz/Rügen/Germany Biogas Pastiz/Germany 2 x JMS 312 GS B.L Electrical Output 2 x495 kW Thermal Output 2 x 740 kW СИНАПС Сбраживание биомассы Pastiz/Rügen/Germany СИНАПС Сбраживание биомассы Pastiz/Rügen/Germany СИНАПС Biogasplant Japan Foodindustry JMS 316 GS B/N.L Biogas/Naturalgas 13A Pel = 522 kW СИНАПС Референция проектов с использованием биогаза, газа мусорных свалок и газа сточных вод Всего введено в эксплуатацию установок GE (на 2005 г.) На биогазе: 457 двигателей, общей электрической мощностью 284 880 кВт. На газе сточных вод: 297 двигателей, общей электрической мощностью 152 683 кВт. На газе мусорных свалок: 1 051 двигателей, общей электрической мощностью 991 139 кВт. СИНАПС ОПЫТ НПП “СИНАПС” В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТЭС НА МЕТАНОСОДЕРЖАЩЕМ ГАЗЕ: от проекта до сервисного обслуживания Самый большой в мире проект по утилизации шахтного газа. Генеральный проектировщик и генеральный подрядчик проекта - компания СИНАПС. Проект отличается большим количеством инновационных технических решений. Открытие 1-ой очереди электростанции при участии президента Украины Виктора Ющенко (30.05.2006г.) СИНАПС Оборудование: 24 ед. JMS 620 Топливо: шахтный газ с концентрацией метана от 25% Электрическая мощность: 24 х 3,0 МВт Тепловая мощность: 24 х 2,9 МВт Год инсталляции: 2005 г. – первая очередь из 12 модулей Наработка рабочих часов: > 2 000 р.ч. Размещение когенерационных модулей ТЭЦ Киев Центральный офис Украина, 03055, г. Киев, ул. Ванды Василевской, 7 Тел.: (044) 238-09-65, 238-09-66 Факс: (044) 238-09-70 E-mail: [email protected] Региональные отделения: г. Донецк, г. Луганск, г. Одесса
