Rozwiązanie niskoemisyjnego współspalania (elastyczne mieszanie biomasy w zakresie 10–100%)

Przegląd rozwiązania

Niskowęglowe rozwiązanie współspalania firmy Taiyuan Boiler Group oferuje najwyższą dostępna elastyczność przejścia na inne paliwa, umożliwiając jednoczesne spalanie w jednym kotłach CFB węgla i paliw biomasy przy proporcjach mieszania regulowanych w zakresie od 10% do 100% biomasy – w zależności od cen paliw i warunków ich dostawy. To rozwiązanie współspalania zapewnia bezpieczeństwo dostaw energii dzięki węglowi jako paliwu podstawowemu, jednocześnie maksymalizując korzyści związane z redukcją emisji CO₂ poprzez jak największe wykorzystanie biomasy; dzięki temu współspalanie biomasy stanowi najbardziej praktyczną strategię niskowęglowego mieszania dla istniejących elektrowni węglowych dążących do ograniczenia swojego śladu węglowego bez konieczności ponoszenia znacznych nakładów inwestycyjnych. Rozwiązanie współspalania zapewnia natychmiastową i opłacalną ścieżkę wdrożenia współspalania biomasy, którą można zastosować w istniejących kotłach CFB przy minimalnych modyfikacjach. Takie niskowęglowe podejście do mieszania jest szczególnie wartościowe dla elektrowni stojących przed koniecznością płacenia za emisję CO₂, spełniania zobowiązań dotyczących energii odnawialnej lub realizacji zobowiązań korporacyjnych w zakresie zrównoważonego rozwoju.

Filozofia projektowania

Filozofia projektowania rozwiązania współspalania polega na zachowaniu istniejącej zdolności spalania węgla w piecu CFB przy jednoczesnym dodaniu równoległego systemu dozowania biomasy, umożliwiającego elastyczne niskowęglowe mieszanie. Takie podejście z wykorzystaniem równoległej ścieżki pozwala systemowi współspalania biomasy działać niezależnie od dozowników węgla, dzięki czemu rozwiązanie współspalania można włączać lub wyłączać bez zakłócania podstawowego procesu spalania węgla. Projekt niskowęglowego mieszania obejmuje również dawkowanie paliwa, sterowanie procesem mieszania oraz dostosowanie ilości powietrza spalinowego, co zapewnia zoptymalizowaną pracę pieca CFB w całym zakresie stosunków współspalania biomasy. Rozwiązanie współspalania zostało zaprojektowane tak, aby zminimalizować modyfikacje korpusu pieca, ograniczając tym samym ryzyko projektowe i czas postoju. Ta filozofia projektowania czyni współspalanie biomasy najbardziej szybką i najbardziej efektywną pod względem kapitałowym metodą wprowadzenia niskowęglowego mieszania w istniejących elektrowniach węglowych.

Łagodny przejście z węgla na biomasę

Rozwiązanie współspalania umożliwia istniejącym kotłom fluidalnym (CFB) spalającym węgiel osiągnięcie współspalania biomasy poprzez prostą modyfikację systemu paliwowego, bez konieczności wymiany głównego wyposażenia kotła. To niskowęglowe podejście do mieszania paliw zapewnia płynny przejście od eksploatacji wyłącznie węglowej do stopniowego zwiększania udziału biomasy w procesie współspalania w miarę dojrzewania łańcuchów dostaw biomasy oraz ewolucji mechanizmów cenowania emisji CO₂. Modułowa konstrukcja systemu współspalania biomasy pozwala na stopniowe zwiększanie jego mocy, umożliwiając operatorom elektrowni etapowe inwestycje w niskowęglowe mieszanie paliw zgodnie z warunkami rynkowymi i wymaganiami regulacyjnymi. Rozwiązanie współspalania zachowuje pełną zdolność kotła do spalania węgla, co gwarantuje, że inwestycja w współspalanie biomasy nie wpływa negatywnie na podstawową bezpieczeństwo paliwowe elektrowni. Ta elastyczność stanowi kluczową zaletę rozwiązania współspalania.

Optymalizacja ekonomiczna dzięki dynamicznemu mieszaniu

Najbardziej przekonującą zaletą rozwiązania współspalania jest jego zdolność do dynamicznego dostosowywania udziału biomasy w procesie współspalania na podstawie rzeczywistych różnic cen paliw. Gdy ceny paliw z biomasy są korzystne w porównaniu do węgla, niskowęglowy system mieszania automatycznie zwiększa udział biomasy, aby maksymalnie wykorzystać korzyści ekonomiczne i klimatyczne. Gdy dostępność biomasy jest ograniczona lub jej ceny gwałtownie rosną, system współspalania biomasy powraca do wyższego udziału węgla, zapewniając nieprzerwaną generację energii elektrycznej przy jednoczesnym utrzymaniu konkurencyjności kosztów paliwa na poziomie podstawowym. Ta zdolność do dynamicznej optymalizacji rozwiązania współspalania zapewnia najkorzystniejszy wynik ekonomiczny strategii niskowęglowego mieszania we wszystkich warunkach rynkowych. Część energii elektrycznej wytworzonej za pomocą rozwiązania współspalania może zakwalifikować się do dotacji na energię odnawialną zgodnie z obowiązującymi lokalnymi przepisami, co dalszym stopniem poprawia opłacalność inwestycji w niskowęglowe mieszanie.

Zweryfikowane kombinacje współspalania

Grupa Taiyuan Boiler szeroko zweryfikowała wydajność współspalania biomasy w wielu scenariuszach kombinacji paliw. Potwierdzone kombinacje współspalania obejmują węgiel kamienny typu bituminous z pelletami drzewnymi przy udziale biomasy do 100%, węgiel antracytowy ze słomianymi brykietami przy udziale biomasy do 50%, odpady węglowe (gangue) z odpadami rolniczymi przy udziale biomasy do 70%, węgiel ubogi z bagasem przy udziale biomasy do 80% oraz węgiel brunatny z łupinami ryżowymi przy udziale biomasy do 60%. Te zweryfikowane niskoemisyjne konfiguracje mieszania obejmują pełny zakres rodzajów węgla oraz paliw biomasy występujących w rzeczywistych zastosowaniach, zapewniając, że rozwiązanie współspalania może być z powodzeniem wdrażane w różnorodnych środowiskach dostaw paliw. Każda kombinacja współspalania biomasy została poddana testom pod kątem stabilności spalania, emisji oraz zachowania się popiołu, zapewniając rozwiązaniu współspalania solidne podstawy techniczne.

Instalacja i uruchomienie

Rozwiązanie współspalania jest dostarczane jako niezależny pakiet modyfikacji linii zasilania paliwem biomasy, działający równolegle do istniejącego systemu zasilania węglem. Takie równoległe zasilanie w ramach systemu współspalania biomasy pozostawia oryginalną infrastrukturę zasilania węglem bez zmian, umożliwiając płynne przełączanie się między trybami pracy wyłącznie na węglu, współspalania biomasy oraz wyłącznie na biomassie – bez konieczności wprowadzania jakichkolwiek modyfikacji do systemu spalania kotła. Wdrożenie niskowęglowego mieszania zwykle wymaga od 2 do 4 miesięcy na instalację i uruchomienie, przy minimalnym zakłóceniu bieżących operacji generowania energii elektrycznej. System współspalania biomasy obejmuje dedykowane urządzenia do przechowywania, transportu, dawkowania i wtrysku biomasy, które integrują się bezproblemowo z istniejącą architekturą sterowania kotła typu CFB. Uruchomienie rozwiązania współspalania obejmuje próby mieszania paliw, strojenie pętli sterowania oraz weryfikację emisji w całym zakresie docelowego niskowęglowego mieszania.

Wsparcie posprzedażowe

Grupa Taiyuan Boiler zapewnia kompleksową obsługę posprzedażową rozwiązania do współspalania, aby zagwarantować, że system współspalania biomasy dalej przynosi korzyści z niskowęglowego mieszania w długim okresie. Program obsługi rozwiązania do współspalania obejmuje okresową kalibrację urządzeń do dawkowania paliwa, optymalizację spalania przy różnych udziałach biomasy w procesie współspalania oraz rozwiązywanie problemów związanych z obsługą paliwa. Zespół wsparcia dla niskowęglowego mieszania pomaga również w pozyskiwaniu paliwa, zarządzaniu jego magazynowaniem oraz przygotowywaniu raportów regulacyjnych, aby maksymalizować wartość inwestycji w rozwiązanie do współspalania biomasy. Części zamienne do rozwiązania do współspalania są utrzymywane na zapasie w celu minimalizacji czasu postoju, a zdalne monitorowanie umożliwia szybką diagnostykę wszelkich odchyleń od docelowej wydajności niskowęglowego mieszania. To ciągłe wsparcie zapewnia, że rozwiązanie do współspalania pozostaje niezawodnym i opłacalnym aktywem redukującym emisję dwutlenku węgla.

Profil Firmy

Taiyuan Boiler Group Co., Ltd., założona w 1958 roku i mająca siedzibę w Taiyuan w prowincji Shanxi w Chinach, jest krajowo wyznaczonym przedsiębiorstwem z zakresu produkcji kotłów oraz urządzeń do ochrony środowiska klasy A. Firma posiada Krajową Licencję na Produkcję Kotłów Klasy A, Licencję na Projektowanie Zbiorników Ciśnieniowych D1/D2, Licencję na Produkcję Zbiorników Ciśnieniowych A1/A2, uprawnienia do stosowania znaków jakościowych ASME „S” i „U”, a także certyfikat systemu zarządzania jakością ISO 9001. W ramach strategicznego partnerstwa z Uniwersytetem Tsinghua firma współzałożyła Instytut Badań nad Technologiami Energetyki Niskoemisyjnej i przez dziesięciolecia prowadziła badania oraz rozwój technologii kotłów z cyrkulującym warstwowym fluidem (CFB), tworząc kompleksową gamę produktów o wydajności od 35 t/h do 1000 t/h.

Kwalifikacje, certyfikaty i kompetencje techniczne

Taiyuan Boiler Group, z ponad 30-letnim doświadczeniem w branży oraz gromadzeniem technologicznym, uzyskała najbardziej kompleksowe certyfikaty kwalifikacyjne w przemyśle produkcji kotłów:

Kwalifikacje do produkcji i projektowania

√ Krajowa licencja na produkcję kotłów klasy A (najwyższy stopień)
√ Licencja na produkcję zbiorników pod ciśnieniem klas A1 i A2
√ Licencja na projektowanie zbiorników pod ciśnieniem klas D1 i D2
√ Autoryzacja stosowania znaku jakości ASME „S” (kotły energetyczne) i „U” (zbiorniki pod ciśnieniem)
√ Certyfikat systemu zarządzania jakością ISO 9001

Badania i innowacje

Instytut Badań nad Technologiami Energetyki Niskoemisyjnej Uniwersytetu Tsinghua i Taiyuan Boiler Group (utworzony wspólnie)