Компания Vecoplan поставляет оборудование для механической подготовки подаваемого материала для ТЭЦ, работающих на биомассе, с учетом потребностей заказчика.
Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), работающие на биомассе, производят из биогенных твердых веществ электроэнергию, а также дополнительное тепло, которое можно эффективно использовать. Для беспрепятственного процесса сжигания массу необходимо предварительно механически обработать, чтобы получить однородное сырье без нежелательных примесей. С этой целью компания Vecoplan поставляет оборудование для хранения, дозирования и транспортировки различных материалов. Машиностроительное предприятие разрабатывает их для соответствующего применения с учетом потребностей заказчика, например, как для компании Burmeister & Wain Scandinavian Contractor A/S. Для датского производителя и оператора ТЭЦ, работающей на биомассе, компания Vecoplan разработала отдельную систему подачи и подготовки топлива на пяти местах.
В котлах ТЭЦ, работающих на биомассе, сжигается при температуре более 1 000 градусов Цельсия необработанная щепа, бывшая в употреблении древесина, сельскохозяйственные отходы или обрезки сучьев, и таким образом нагревается вода. Образующийся пар приводит в движение турбину, которая соединена с генератором для выработки электроэнергии. При этом остается пар, который через теплообменник нагревает воду для централизованного теплоснабжения. Таким образом, энергия биомассы используется дважды: один раз для выработки электроэнергии, а второй – для производства тепла. В 2016 году в Германии из таких возобновляемых источников, как этот, а также с помощью ветра, воды и фотоэлектрической энергии было произведено около 13 процентов электроэнергии, из ископаемых видов топлива, таких как нефть, газ и уголь, – почти 80 процентов, и около 7 процентов было выработано атомными станциями.
«Возобновляемые источники энергии становятся все более важными для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию во всем мире. Нефть скоро закончится и по-прежнему стоит дорого, при сжигании угля образуются газы, вызывающие парниковый эффект, ядерные отходы сложно утилизировать», – такие три примера приводит Ральф Розенкранц. Он работает инженером отдела сбыта в компании Vecoplan AG. Компания находится в городе Бад-Мариенберг в регионе Вестервальд и занимается разработкой и производством машин и оборудования для рационального использования природных ресурсов, а также переработки и вторичного использования отходов. Тем не менее доступность играет важную роль в возобновляемых источниках энергии: энергию ветра и воды невозможно использовать повсеместно, применение фотоэлектрической энергии в большой степени зависит от солнечной радиации. Для надежного и непрерывного производства электричества все большее значение приобретает биогенное топливо, потому что в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективах именно бывшая в употреблении древесина доступна в достаточных количествах. Основные рынки ТЭЦ, работающих на биомассе, все еще находятся в Европе, однако очень скоро Африка, США и Азия займут эту нишу.
Эффективная подготовка перед сжиганием
Это увеличивает требования к ТЭЦ, которые должны удовлетворять растущую потребность в электроэнергии. Они должны работать надежно, эффективно и безотказно, зачастую круглосуточно все семь дней в неделю. Для обеспечения бесперебойного и рентабельного процесса сжигания необходимо сначала придать однородность твердым веществам, т. е. механически обработать перед сжиганием. «Подаваемый материал может иметь, например, очень высокое содержание воды. Кроме того, в массе часто встречаются содержащие железо посторонние включения, такие как гвозди или остатки древесины избыточной длины. Они могут повредить машины и нарушить процесс горения», – объясняет Розенкранц. Компания Vecoplan разрабатывает необходимое оборудование и компоненты для предотвращения этого.
В спектр задач машиностроительного предприятия также входит предоставление таких услуг, как планирование, консалтинг, комплексный менеджмент проекта, всесторонняя сервисная поддержка, а также работы по монтажу, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию. Это позволяет предприятию из Вестервальда адаптировать выпускаемое оборудование для соответствующего применения. «ТЭЦ, работающие на биомассе, обычно предназначены для долгосрочной эксплуатации, – говорит инженер отдела сбыта. – Для каждой ТЭЦ точно определяется вид топлива, который следует использовать». И хотя вид материала известен, источники его получения и, следовательно, свойства могут отличаться, особенно если поставщики транспортных услуг доставляют биомассу не от одних и тех же производителей.
Очистка от нежелательных примесей
Если на ТЭЦ, работающую на биомассе, поступает предварительно измельченная биомасса, компания Vecoplan предлагает различные компоненты для приема материала в зависимости от типа выгрузки, например сдвижные полы, бункеры или запатентованную систему складирования Toploader. Они заполняются, например, с помощью грузовых полуприцепов, самосвалов или колесных погрузчиков с открытой стороны с ровной поверхностью пола. Разгрузка происходит на противоположной стороне по наклонной платформе, ведущей к транспортировочному оборудованию.
В большинстве случаев требуется топливо размером P63 или P100. При этом максимальная длина частиц составляет менее 200 или 250 миллиметров. Для получения однородной массы необходимо удалить инородные предметы, такие как металлы или минералы. Для этого компания Vecoplan устанавливает на линиях магниты, которые удаляют из массы содержащие железо включения, такие как винты или гвозди. В зависимости от материала в линию также встраиваются сепараторы неметаллических включений.
«Например, высокая доля алюминия может значительно затруднять процесс сжигания», – говорит Розенкранц. Для отделения биомассы от деревянных планок избыточной длины используются дисковые или звездочные грохоты. Отсортированный пиломатериал избыточной длины попадает непосредственно в тихоходные одно- или двухвальные измельчетели серии VAZ или VNZ. Они работают особенно энергоэффективно.
Подготовленную биомассу в основном транспортируют открытые лотковые ленточные или закрытые цепочно-скребковые конвейеры. «В цепочно-скребковых конвейерах движется бесконечная цепь со скребками в закрытом желобе. В зависимости от типа скребков и желоба материал может двигаться горизонтально, по восходящей траектории или вертикально. Для хранения компания Vecoplan поставляет различные системы, адаптированные к требуемому объему, такие как сдвижные полы, погрузочные и разгрузочные конвейеры, система Toploader, бетонные силосы или открытые склады. Мы подбираем размеры всех компонентов линии подготовки в соответствии с циклами приема и уровнем расхода топлива», – рассказывает инженер отдела сбыта.
Индивидуальная настройка оборудования
Нам доверяет компания Burmeister & Wain Scandinavian Contractor A/S. Датский производитель и оператор ТЭЦ, работающих на биомассе, поручил компании Vecoplan разработать отдельные системы подачи и подготовки топлива из свежей и бывшей в употреблении древесины для пяти ТЭЦ в Великобритании. «Мы взяли на себя проектно-конструкторские работы, доставили оборудование и электрические управляющие устройства, позаботились о сооружении металлоконструкции и монтаже, а также провели обучение сотрудников», – сообщает Розенкранц.
Наряду с высокой доступностью особенным вызовом была техническая безопасность. Одна из площадок находится в Снеттертоне, графство Норфолк в Англии. Чтобы безопасно разгружать уже измельченный сыпучий материал, компания Vecoplan установила полы с качающимися стойками. Подвесные стойки обеспечивают плавный и контролируемый поток сыпучего материала с максимальным размером частиц 40 миллиметров на разгрузочную позицию. Комковатый материал направляется на качающиеся стойки, а образование пыли снижается благодаря малой высоте сбрасывания.
На трех других площадках прием материала происходит с помощью сдвижных полов. Оттуда биомасса либо поступает в вибрирующий желоб, который служит в качестве разгрузочного конвейера, либо направляется непосредственно на конвейерную ленту. На пятой ТЭЦ применяются дозирующие конвейеры: эти различные материалы в точном количестве можно подать на транспортировочное оборудование как в промежуточные бункеры. Для отсортировки посторонних включений линии на всех ТЭЦ оборудованы магнитами и сепараторами неметаллических включений. По цепочно-скребковому конвейеру масса попадает на звездочные или дисковые грохоты. Чтобы убедиться в надлежащем качестве, также автоматически берутся пробы, например, в Снеттертоне.
Здесь, в отличие от других ТЭЦ, материал помещается для промежуточного хранения в контейнеры. Они также оборудованы погрузочными и разгрузочными конвейерами: управляемый распределительный и разгрузочный конвейер, подвешенный на стальных канатах, равномерно заполняет и опустошает контейнеры. Оба стоящих рядом контейнера для хранения можно обслужить с помощью тележки. Затем винтовые и цепочно-скребковые конвейеры транспортируют биомассу к котлу. «На одной из ТЭЦ мы также реализовывали подачу сушилки», – говорит Розенкранц. Материал подается с помощью сдвижного пола и поступает по винтовым и цепочно-скребковым конвейерам в сушилку. Утилизация сушилки также осуществляется с помощью цепочно-скребкового конвейера.
Один исполнитель – один специалист
Компания Burmeister & Wain полностью доверила компании Vecoplan оснащение новых ТЭЦ, работающих на биомассе. Концепция, проектирование и реализация осуществлялись почти одновременно одним исполнителем. Таким образом, за все проекты нес ответственность только один специалист. Совещания можно было объединять, специалисты по монтажу и пусконаладочным работам обслуживали несколько строительных площадок, запасные и быстроизнашивающиеся детали можно было применять для всего оборудования компании Vecoplan. «Мы разработали эффективное и индивидуальное решение для каждой площадки, – описывает Розенкранц. – Кроме того, нам удалось соблюсти строгие стандарты качества данной страны, а также высокие требования к реализации проектов и документации».
