Zaobserwowane w poprzednim wieku zmiany klimatyczne, skutkujące ocieplaniem się klimatu wymusiły na rządach państw działania zmierzające do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych.

Polska dołączyła do grona tych państw przyjmując określone zobowiązania, promujące wytwarzanie energii z tzw. OZE – Odnawialnych Źródeł Energii. Jednym z OZE najszerzej wykorzystywanych w procesach technologicznych jednostek wytwórczych Tauron Wytwarzanie SA jest biomasa pochodzenia leśnego i Agro.

Zastępowanie paliw kopalnych biomasą ma swoje uzasadnienie, ze względu na gromadzenie się w warstwach atmosfery tzw. gazów cieplarnianych, którym jest między innymi dwutlenek węgla. Nie znaczy to, że przy spalaniu biomasy dwutlenek węgla nie powstaje, zostaje on jednak spożytkowany przez rośliny, które potrzebują go do swego wzrostu. Można powiedzieć, iż w tym przypadku bilans zamyka się „na zero”.

Biomasa w Sierszy

W Tauron Wytwarzanie SA – Oddział Elektrownia Siersza w Trzebini biomasa jest współspalana z węglem kamiennym już od kilku lat. Stanowi paliwo dodatkowe, zarówno dla kotłów fluidalnych nr 1 i 2, jak i kotłów pyłowych nr 3, 5 i 6.

Najwcześniej, bo już od grudnia 2004 roku rozpoczęto dodawanie biomasy do ogólnego strumienia paliwa w kotłach fluidalnych OFz 425 bloków energetycznych nr 1 i 2. Rozbudowa instalacji podawania biomasy umożliwiła zasilanie nią od czerwca 2006 roku także pozostałych, pyłowych kotłów elektrowni.

Biomasa trafia do Sierszy transportem samochodowym. Rozładowywana jest na wydzielone składowiska. Zasadniczo wyładunek biomasy odbywa się na składowisku nr 1, gdzie tworzone są dwie pryzmy biomasy – na jednej gromadzona jest biomasa leśna: trociny, zrębki; na drugiej zaś biomasa pochodzenia rolniczego. W zależności od potrzeb, wybrany rodzaj biomasy wprowadzany jest za pomocą ładowarki kołowej do jednego z dwóch zadaszonych lejów zsypowych o pojemności 22 m3 każdy. Wewnątrz lejów zamontowane są przenośniki ślimakowe, podające biomasę na przenośnik taśmowy. Ilość podawanej na przenośnik taśmowy biomasy jest kontrolowana i regulowana za pomocą wagi rolkowej, zabudowanej na tym przenośniku za zsypem z lejów.

Biomasa przechodzi przez separatory magnetyczne i separator dyskowy przesiewacza, gdzie wyłapywane są ewentualne części metalowe i ponadwymiarowe. Tak przygotowane paliwo jest następnie transportowane do stacji pomiaru masy i dozowania (SPD), by w końcu trafić do zasobników węglowych poszczególnych bloków.

W Elektrowni Siersza istnieje również możliwość pracy awaryjnego układu podawania biomasy. Wykorzystywane do tego jest składowisko nr 2 oraz ładowarka czerpakowa ŁZR podająca biomasę na przenośnik taśmowy. Na ramieniu ładowarki zamontowano wagę tensometryczną, zaś pobieranie próbek następuje na przesypie z taśmy ładowarki na przenośnik taśmowy.

Do elektrowni dostarczana jest różnorodna biomasa: zarówno zrębki drewna, trociny, brykiet drzewny, pelet drzewny czy wierzba energetyczna i brykiety z niej, jak i pochodzenia typowo rolniczego np.: pelety ze słonecznika, makuch rzepakowy, brykiety i pelety roślinne na bazie słomy i siana.

Udział wagowy biomasy w ogólnym strumieniu paliwa nie przekracza w tej elektrowni 16 proc. w przypadku dwóch kotłów fluidalnych oraz 10 proc. w przypadku pozostałych kotłów pyłowych.

Instalacja podawania biomasy w Elektrowni Łaziska

Generalnym wykonawcą Budowy instalacji przygotowania i podawania biomasy do kotłów bloków 225 MW – Etap I, w Tauron Wytwarzanie SA - Oddział Elektrownia Łaziska był Energomontaż Południe SA. Instalacja została wyposażona w urządzenia niemieckiej Firmy Vecoplan.

W skład instalacji podawania biomasy wchodzą węzły: rozładowczy – w formie zbiornika wibracyjnego, do którego podawana jest biomasa z placu składowego zlokalizowanego w okolicy instalacji za pomocą ładowarki kołowej typu fadroma; przesiewania – składający się z przesiewacza talerzowego, w którym oddzielane są elementy nadgabarytowe o wymiarach powyżej 100 mm oraz przesiewacza wahadłowego wyposażonego w sita o wymiarze 60 mm; magazynowania – silos o objętości 1000 m3 pozwalający na zgromadzenie biomasy na dobową produkcję „energii odnawialnej”.

Transport biomasy pomiędzy poszczególnymi węzłami łaziskiej instalacji odbywa się za pomocą przenośników ślimakowych, taśmowych i zgrzebłowych. Regulacja ilości podawanej biomasy realizowana jest falownikiem na napędzie przenośnika ślimakowego, zabudowanego na wysypie z silosa.

Instalacja wyposażona jest w automatyczny system sterowania, regulacji i zabezpieczeń dla trzech funkcji: napełniania silosa, podawania biomasy do systemu nawęglania oraz jednoczesnego napełniania i podawania biomasy.

Osiągnięte zostały podstawowe cele, jakie założono w koncepcji funkcjonalnej instalacji, tj. zapewnienie odpowiednich parametrów biomasy podawanej do układu technologicznego kotła oraz uzyskanie właściwej retencji w układzie, która pozwala na ustabilizowanie założonej ilości podawanej biomasy do ciągów nawęglania.

Istnieje możliwość pracy układem rezerwowym, który stanowi tzw. instalacja uproszczona wybudowana w 2006 roku, włączona do ciągu technologicznego podawania biomasy.

Instalacja została tak zaprojektowana, aby była możliwość jej rozbudowy o węzeł rozładowczy oraz dobudowę kolejnych silosów na inne rodzaje biomasy.

Ścier drzewny i pelety w Jaworznie

Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 19 grudnia 2005 roku zobowiązało polskie elektrownie i elektrociepłownie do produkowania części energii przy zastosowaniu paliw odnawialnych – tzw. „Energii Zielonej”.

Idąc naprzeciw tym wymaganiom Tauron Wytwarzanie SA – Oddział Elektrownia Jaworzno III przeprowadziła procedurę przetargową, w wyniku której został wyłoniony wykonawca zadania o nazwie „Instalacja podawania biomasy do kotłów bloków 200 MW w Elektrowni Jaworzno III”. Firma Pure Jaworzno III sp z o.o. zrealizowała to zadanie „pod klucz”. Podstawową biomasą wykorzystywaną w Elektrowni Jaworzno III jest ścier drzewny oraz pelet. Maksymalna wydajność jaworznickiej instalacji to 5 proc. objętości biomasy w stosunku do objętości węgla (stanowi to ok. 35 ton biomasy na godzinę). Główna część instalacji jest zlokalizowana pomiędzy wywrotnicami wagonowymi, a składowiskami węgla. Pozostałe elementy instalacji, tj. wagi, próbobiernie węgla, instalacje elektryczne, systemy sterowania i system komputerowy – na poszczególnych elementach układu nawęglania: taśmach, przesypach, nastawni nawęglania. Przekazanie do ruchu kompletnej instalacji w Jaworznie nastąpiło 26 listopada 2008 roku.

Bielsko - Biała – makuchy, kukurydza i śruta doskonałym paliwem

Elektrociepłownia 2 w Czechowicach - Dziedzicach, należąca do Tauron Wytwarzanie SA – Oddział ZEC Bielsko - Biała, jest bardzo dobrym przykładem przystosowania zakładu do współspalania różnych rodzajów biomasy, przy wykorzystaniu już istniejących obiektów. W Czechowicach spala się biomasę pochodzenia rolniczego.

Ze względu na potencjał produkcyjny zakładu założono poniesienie jak najmniejszych nakładów na przygotowanie kotła do współspalania biomasy. Wykorzystano istniejący, sporadycznie używany zbiornik nawrotu popiołu lotnego z elektrofiltra do kotła, łącznie z podajnikami i dmuchawą. Modernizacji natomiast została poddana instalacja łącząca zbiornik z kotłem.

Efekty przeprowadzonych prac są bardzo zadawalające. Powstała instalacja, która pozwala nie tylko spalać paliwo ekologiczne, ale również sama w sobie jest „ekologiczna”. Jej eksploatacja jest bardzo cicha, brak jakiegokolwiek zapylenia zarówno pierwotnego, jak i wtórnego.

Biomasa pochodzenia rolniczego jest dostarczana do zakładu cysternami samochodowymi, rozładunek prowadzony jest pneumatycznie wężami wprost do zbiornika o pojemności 200 m3. Stamtąd transportowana jest pneumatycznie wprost do komory paleniskowej kotła fluidalnego. Aktualnie w Elektrociepłowni 2 współspalane są: makuchy i śruta rzepakowa, śruta zbożowa oraz pelety z kukurydzy i łuska słonecznika. Agrobiomasa trafia do elektrociepłowni od dostawców z terenów Śląska, Wielkopolski, Pomorza jak również Słowacji.

Ilość współspalanej w Czechowicach biomasy dochodzi obecnie w niektórych dobach do 20 proc., natomiast średniomiesięczny udział waha się w granicach 10 proc. masy paliwa. Koncesja na wytwarzanie energii elektrycznej w Elektrociepłowni 2 w Czechowicach - Dziedzicach zezwala na 65 proc. maksymalny udział wagowy biomasy w ogólnym strumieniu paliwa.

Używanie jako paliwa biomasy zawsze budziło obawy o jej kaloryczność, tymczasem wartość opałowa makuchu rzepakowego jest w praktyce równoważna wartości opałowej węgla i wynosi od 18 do 19 MJ/kg. Otręby mają wartość opałową na poziomie 15, a pelety z kukurydzy w granicach 16 - 17 MJ/kg.

Biomasa w Stalowej Woli

Tauron Wytwarzanie SA – Oddział Elektrownia Stalowa Wola, jako jedna z pierwszych elektrowni w kraju rozpoczęła wdrażanie technologii produkcji energii odnawialnej wykorzystując biomasę. Przeprowadzone próby współspalania dodatku biomasy do węgla energetycznego rozpoczęte w 2002 roku zaowocowały uruchomieniem w 2004 instalacji do ciągłego współspalania na blokach 120 MW.

W Stalowej Woli przeprowadzono szereg działań, które miały na celu przystosowanie urządzeń technicznych do współspalania w kotłach energetycznych, jak również wyselekcjonowania rodzaju biomasy do spalania. W pierwszym etapie produkcji energii w odnawialnym źródle energii, na bazie biomasy oparto się o surowiec pochodzące z produkcji przemysłu drzewnego i leśnego tj. trocinę, zrębki, wióry, trzebież leśną.

W następnym etapie rozwoju produkcji energii odnawialnej w elektrowni rozpoczęto wykorzystywać biomasę pochodzącą z upraw roślin energetycznych takich jak; wierzba, siano, słoma, itp., a także pochodzącą z odpadów powstałych przy produkcji rolno - spożywczej jak: makuch rzepakowy, łuski słonecznika czy pestki i pozostałości przetworzonych owoców. W latach 2006 - 2007 do jednego z kotłów węglowych OP - 150, nr 11 dobudowano przedpalenisko, w którym spalana jest wyłącznie biomasa stanowiąca udział 50 proc. wagi paliwa spalanego w całym układzie kocioł - przedpalenisko. Była to wówczas instalacja innowacyjna w skali całego kraju, a jej uruchomienie stało się bezpośrednią przyczyną znacznego wzrostu produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych.

Do procesu współspalania na poszczególnych kotłach elektrowni kierowana jest biomasa rozdrobniona (najczęściej trocina), natomiast przedpalenisko umożliwia spalanie biomasy o znacznie większych wymiarach. Wymiar liniowy biomasy dostającej się do przedpaleniska wynosi nawet do 100 mm, umożliwiając tym samym pominięcie układu mielenia.

Obecnie realizowane jest zadanie inwestycyjne obejmujące budowę odnawialnego źródła energii. Jednostka będzie zasilana paliwem biomasowym w technologii pyłowej. Planowany termin oddania tej inwestycji do eksploatacji, to wrzesień 2012 rok.

W zależności od obciążenia kotła oraz wartości opałowej paliwa kierowanego do spalania, ilość dozowanej biomasy, w postaci pyłu do instalacji palnikowej kotła, wynosić będzie maksymalnie do 22 t/h (biomasa sucha o maksymalnej zawartości wilgoci na poziomie 10 proc.). Rozwiązanie techniczne jest innowacyjne i polega na połączeniu zaawansowanej techniki spalania biomasy w postaci pyłu. Spalanie biomasy w specjalnych palnikach pyłowych stworzy również możliwość potencjalnego wykorzystania w procesie produkcyjnym biogazów czy bioolejów.

W latach późniejszych, na terenie Elektrowni Stalowa Wola ma powstać również nowy blok energetyczny, całkowicie opalany biomasą o mocy 50 MWe. Zakłada się, iż nowa jednostka wytwórcza wykorzystywać będzie istniejącą infrastrukturę układów pomocniczych, które w tym celu zostaną poddane niezbędnym modernizacjom i remontom. Nowy blok ma zostać zbudowany w technologii fluidalnej, która charakteryzuje się wysoką dyspozycyjnością w okresach pomiędzy remontami kapitalnymi oraz pozwala na spalanie szerokiej gamy biopaliw stałych. Ponadto kocioł fluidalny, w przeciwieństwie do pyłowego, ma znacznie niższe wymagania w zakresie przygotowania paliwa, co jest szczególnie ważne w przypadku biomasy.

opr.( red)