Aktuální vydání

celé číslo

06

2022

Vodohospodářství, energetika a využití obnovitelných zdrojů energie

IIoT, vestavné a průmyslové počítače a edge computing

celé číslo

Siemens dodal kogenerační jednotku na jemnou biomasu

Biomasa se stává stále důležitějším zdrojem primární energie pro výrobu elektřiny a tepla k lokálnímu využití a významně přispívá nejenom k omezování spotřeby fosilních paliv, ale i ke snižování emisí CO2 [1]. V poslední době je preferována výstavba zařízení spalujících biomasu přímo v centru oblastí, kde se biomasa produkuje, přičemž cílem je minimalizovat náklady na její svoz a skladování. Příkladem takového přístupu je nová tepelná elektrárna v městě Böblingen ve spolkové zemi Bádensko-Württembersko, která v běžném provozu používá jako palivo jemnou řezanku ze zbytků biomasy vznikajícívjako výrobní odpad u místních výrobců palivové štěpky. Dosud se tento odpad likvidoval bez užitku.
 
Tepelná elektrárna spalující odpadní biomasu je postavena v areálu již existující spalovny komunálního odpadu a účelně využívá její infrastrukturu. Ročně může spálit asi 20 000 tun jemné řezanky, kterou v konvenční spalovně komunálního odpadu nelze ekologicky zpracovat (obr. 1). Jemná řezanka se skládá ze zbytků biomasy (lesního dřeva, odpadu vznikajícího při údržbě městské zeleně, zbytků zemědělských plodin apod.), které propadnou pod síto při výrobě palivové štěpky. Úplné technologické zařízení tepelné elektrárny na spalování odpadní biomasy dodala divize Industry Solutions společnostivSiemens. Jeho základem je systém s názvem Reject-Power, který tvoří spalovací komora a parního kotel, parní turbosoustrojí, tepelný výměník napájený odpadní párou, zařízení pro čištění kouřových plynů a komín. Součástí komplexní dodávky byla také elektrotechnická výstroj včetně PLC řady Simatic S7, systém pro řízení technologických procesů PCS7 i další software a dále motorů s malou spotřebou energie ve třídě účinnosti 1. Jádrem spalovacího zařízení je lopatkové metací kolo, které velkou rychlostí vhazuje jemně zrněnou biomasu do spalovací komory tak, aby heterogenní palivo bylo ve spalovacím prostoru co možná rovnoměrně rozloženo a při teplotě asi 950 °C dokonale vyhořelo. Díky systému s lopatkovým kolem lze používat i biomasu s větším obsahem vody.
 
Systém Reject-Power je dimenzován na tepelný výkon až 6 MWt a za hodinu dokáže vyrobit asi 6,4 tuny ostré páry o tlaku 4 MPa a teplotě 390 °C. Pára se využívá k výrobě elektrické energie v parním turbosoustrojí a také jako primární zdroj tepla v systému dálkového vytápění. Generátor o výkonu 700 kW dodává elektrický proud do veřejné rozvodné sítě a může celoročně zásobovat elektřinou asi 5 200 osob. Prodej vyrobené elektřiny za ceny podle zákona o obnovitelných energiích vylepšuje hospodářské výsledky spalovny. Vznikající odpadní teplo se dodává přes výměník tepla do rozvodné sítě dálkového vytápění. Díky kombinované výrobě elektřiny a tepla se palivo využívá s účinností větší než 80 %. V porovnání s výrobou stejného množství elektřiny a tepla z fosilních paliv se takto za rok emituje o 10 200 tun méně CO2.
 
Společnost Siemens v rámci kontraktu za 3,5 milionu eur vypracovala projekt, zajistila dodávku, montáž i uvedení celého zařízení do provozu, včetně naprogramování řídicího systému, vyhodnocení zkušebního provozu a vyškolení pracovníků provozovatele. Zkušební provoz elektrárny, zahájený letos v únoru, byl počátkem května úspěšně zakončen závěrečným testem a elektrárna byla po převedení na plný výkon předána do běžného používání.
 
Literatura:
[1] BARTOŠÍK, P.: Elektrárna v Timelkamu je řízena systémem Aprol. Automa, 2007, roč. 13, č. 3, s. 80.
[2] –: Effiziente Energieerzeugung aus Häckselfeinmaterial: Testbetrieb des Biomasseheizkraftwerkes in Böblingen erfolgreich abgeschlossen. Siemens, informace pro tisk, 29. června 2009.
Kab.
 

Obr. 1. Spalovací komora jednotky pro výrobu elektřiny a tepla z jemné biomasy instalované v Böblingenu (foto: Siemens)