Výroba elektrickej a tepelnej energie

Výroba elektrickej a tepelnej energie predstavuje hlavnú činnosť spoločnosti. Výroba tepla používa ako palivovú bázu pevnú biomasu, pričom palivo tvorí mix odpadnej biomasy pri obhospodarovaní lesov, odpadného dreva z drevospracujúceho priemyslu, odpad z výroby drevotrieskových dosák, pilina a drevný prach. Zdrojom tepla sú 2 identické stredotlakové parné roštové kotle na drevnú biomasu.

 

Spaľovanie je vo všeobecnosti spontánna reakcia horľavých zložiek v palive (horľaviny) s kyslíkom, pričom sa uvoľňuje teplo. Horľavina v drevnej hmote (celulóza, polyóza, a lignín) oxidujú na CO2 a vodnú paru. Slnečná energia zakonzervovaná v dreve procesom fotosyntézy sa pri horení mení na latentné teplo. Každá horľavina potrebuje na dokonalé spálenie primerané  stechiometrické množstvo vzduchu, na úplné zhorenie jedného kilogramu dreva je potrebné 1,39 kg kyslíka, čo odpovedá 0,97 m3  O2, pretože vzduch obsahuje 21,0 %  O2 je na spálenie 1 kg dreva potrebné 4,62 m3 vzduchu pri atmosférickom tlaku 1013 hPa.

Pomer teoretického a skutočne dodaného vzduchu sa označuje ako l (lambda). Hodnota l sa určí meraním obsahu kyslíka v spalinách pomocou tzv. kyslíkovej sondy. Nameraná hodnota sa používa ako riadiaca veličina pre reguláciu množstva sekundárneho vzduchu. Kyslíková sonda je umiestnená za EKOM pred vstupom do elektrostatického odlučovača.

 

 

Roštové spaľovacie zariadenie sa skladá z nepohyblivých vodou chladených profilov zavesených na nosnej konštrukcii ohniska pod spaľovacou komorou. Medzi jednotlivými profilmi sú zabudované liatinové posúvacie roštnice, ktoré zabezpečujú posúvanie paliva v smere sklonu roštu. Na konci roštu je výsypka slúžiaca k odvodu tuhých zvyškov po spaľovaní. Spaľovací vzduch dodáva primárny vzduchový ventilátor pod rošt do troch vzduchových zón a ďalej ventilátor zabezpečujúci prívod sekundárneho vzduchu bočnými stenami tesne nad vrstvu paliva horiaceho na rošte. Dymový ventilátor nasáva výstupné spaliny cez elektrostatické odlučovacie zariadenie a vytláča ich do 40 m oceľového komína Na sacej vetve dymovodu sú inštalované pevné príruby slúžiace na pripojenie prístrojov pri diskontinuálne meranie plynných (PZL) a tuhých (TZL) znečisťujúcich látok vykonávaného podľa platnej legislatívy. Tlakový systém pozostávajúci z EKA, výparníka a prehrievačov pary je usporiadaný v piatich ťahoch. Kotlová voda cirkuluje v kotlovom zväzku medzi zavodňovacími rúrami stenami výparníka a bubnom prirodzenou cirkuláciou. Optimálne prevádzkové parametre zabezpečuje riadiaci systém kotla. Principiálna schéma na obrázku 1 objasňuje dizajn výrobného zariadenia.

Obrázok 1 – Principiálna schéma zapojenia teplovýmenných plôch parného kotla

Obrázok 2 – Schéma zapojenia tlakového celku parného kotla

Sledované hodnoty koncentrácie emisií

znečisťujúcich látok do ovzdušia (CO, NOx, TOC a TZL) sú podľa diskontinuálneho merania určeného platnou legislatívou pod úrovňou stanovenou emisnými limitmi (EL). Platné emisné limita podľa zákona 137/2010 o ovzduší sú ustanovené vyhláškou MŽPSR č. 410/2012 Z.z.. Platné EL sú v nasledovnej tabuľke, v druhom riadku tabuľky sú predpokladané EL podľa platnej legislatívy Smernici EP a R MCP pre malé a stredné zdroje znečistenia pre zdroje s MTP nad 5 do 50 MW, platné pre jestvujúce zdroje po 1.1.2025. Zdroj bude mať určený EL na SO2 a sprísni sa EL pre TZL. 

Platné emisné limity a EL podľa MCP

Kotle dodávajú teplo do spoločnej parnej zberne. Na ňu je napojená kondenzačná turbína s menovitým výkonom na svorkách generátora je 5,45 MW a regulovaným odberom pary s výstupnými parametrami pary 1,0 MPa a 280 °C. Prostredníctvom turbíny sa realizuje dodávka elektrickej energie do siete a taktiež dodávka tepelnej energie vybraným odberateľom. Dodávku tepla možno realizovať aj cez redukčno-chladiacu stanicu, ktorá upravuje parametre pary na hodnoty odberu TG, t.j. 1,0 MPa a 280 °C. Teplo vo forme pary sa rozvádza po areáli kostrovými rozvodmi k miestam technologickej spotreby a pre vykurovanie objektov, okrem toho sa v určitých časových obdobiach para dodáva do sústavy CZT Zvolenskej teplárenskej, a.s. Objekty sú vykurované buď nízkotlakovými parnými sústavami alebo teplovodnými sústavami prostredníctvom niekoľkých výmenníkových staníc para/voda.

Principiálna schéma zapojenia zdroja KVET

Na obrázku 3 je schéma zapojenia základných zariadení zdroja, ktorý z pohľadu termodynamiky využíva princíp Clausius-Rankinovho tepelného obehu. Napájacie čerpadlo tlačí cez ohrievač vody (ekonomizér) pracovné médium v kvapalnej fáze do bubna kotla. Vo výparníku kotla dochádza k fázovej premene vody na sýtu paru, ktorá sa v prehrievači pary prehrieva. Prehriata para s parametrami admisnej pary 380°C a 2,8 MPa ako pracovné médium prúdi z kotlov do zdroja výroby elektriny, ktorým je kondenzačný turbogenerátor s odberom pary. Elektrický generátor, ktorý premieňa mechanickú energiu na elektrinu je k turbíne pripojený cez prevodovku. 

Časť pary z turbíny prúdi z odberu do rozvodov pary ako dodávkové teplo, zvyšok pary prúdi do kondenzátora, v ktorom dochádza k spätnej fázovej premene pary na kvapalinu (kondenzát). Kondenzátne čerpadlo prečerpáva kondenzát do odplyňovača, z ktorého gravitáciou preteká do napájacej nádrže. Napájacia nádrž je napojená do sacieho potrubia napájacieho čerpadla, ktoré tlačí vodu späť do kotla a cyklus sa opakuje.