Tőzegtüzelésű erőmű Finnországban, Seinäjokiban
2007/3. lapszám | Dr. Barcsik József | 3436 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Hazánk energiaszerkezetében a földgáz- felhasználás jelentős szerepet játszik. Az import földgáz mennyisége tovább növekszik. A jelenlegi tendenciák szerint a földgáz árában is jelentős drágulás következik be. Lényeges stratégiai cél és feladat, hogy a hazai energiahordozók részaránya növekedjen az energiastruktúrában.
A hazai energiahordozók felhasználásának egyik példájával találkoztam Finnországban, Seinäjoki-ban, ahol néhány évvel ezelőtt az Európai Régiók Közgyűlésének programjaként mutattak be egy tőzegtüzelésű erőművet. Seinäjoki Helsinkitől közel 400 km-re található.
Az erőművet a Kyrkösjärvi tó mellé és a külfejtésű bánya közé telepítették, kb. 5 km-re Seinäjoki város központjától. Az erőmű teljes beruházása 600 millió finn márkába került, az üzemelés a terveknek megfelelően 1990. október 1-jén kezdődött el.
A város távfűtési igényének biztosítása játszotta a főszerepet, hogy egy erőmű épüljön a város szomszédságában. Az erőmű tőzegtüzelésű, kondenzációs üzemű, melynek a hálózati villamosenergia-teljesítménye 125 MW, és az erőmű maximum 100 MW energiát adhat ki távfűtésre.
A kazánban a primer tüzelőanyag az őrölt tőzeg. Az erőmű kazánjában évenként közel 2 millió m3 tőzeget tüzelnek el, amelyet Seinäjoki környékéről a külszíni kitermelés helyétől teherautókon szállítanak be. Az erőmű kialakítása során megtervezték a beérkező tőzeg kezelését, a távfűtési rendszer és a villamosenergia-eladás kapcsolatát, valamint a hűtővízrendszert.
Az erőmű technológiai épületei, úgymint kazánház, turbinaterem, központi vezénylőterem és a víztisztító szekciók egy komplex egységben kerültek elhelyezésre. A főépületben találhatók a személyzeti és irodai helyiségek, valamint a tároló raktár is. A kazánban a lehűlt füstgáz a csúszó zsaluzású, 78,5 m magas kéményen keresztül jut ki a levegőbe. Az erőmű telepítési szintje 40 méterrel magasabb, mint a város szintje, ez tehát azt jelenti, hogy a kémény effektív magassága kb. 120 m. A beérkező tüzelőanyag kezelése és tárolása egy szeparált épületben komplexen kerül megoldásra.
Az erőmű hűtővizét a Kyrkösjärvi tóból veszik ki a hűtővíz szivattyúházába, ahol több lépcsőben - durva, finom -, mechanikus szűrőrendszeren szűrik meg. A hűtővizet innen szivattyú juttatja egy 1200 mm átmérőjű csővezetéken az üzembe. A szállított víz maximális áramlási sebessége 4 m3/s. A technológiai folyamat során a meleg hűtővíz (10 0C-kal melegszik fel) visszajut a tóba, 400 m-re a kivétel helyétől. A meleg víz miatt a téli hónapok alatt a hűtővíz visszatáplálása helyén a tó felülete ritkán fagy be.
Az erőmű naponként 150-200 m3 technológiai vizet, valamint ún. szervizvizet használ fel az üzemeltetése során. A keletkező szennyvizet szivattyúval emelik át a városi szennyvízrendszerbe.
A primer tüzelőanyag az őrölt tőzeg, de gyeptőzeget is felhasználhatnak (maximum 50%). Szenet és fűtőolajat szintén használnak, mint a tüzelést támogató és tartalék tüzelőanyagot. Az erőmű éves tüzelőanyag-fogyasztása függ a tüzelőanyag minőségétől, a villamos energia és hő árának arányától, valamint a távfűtés igényétől, amit az időjárás befolyásol. A tőzegfogyasztás kb. 450 m3/h, a maximális éves fogyasztás 2 millió m3 körül alakul.
A kitermelt tőzeget tehergépkocsikkal szállítják a kitermelés helyszínétől folyamatosan a nap 24 órájában az üzembe. Az üzem naponta 100 rakomány tőzeget vár el, ami azt jelenti, hogy negyedóránként egy-egy megrakott teherautónak be kell gördülnie az erőmű kapuján.
A beérkező tőzeget silóba tárolják be. A siló kapacitása 4000 m3, ez elegendő 6-8 órai üzemeltetésre. A tüzelőanyag elraktározásához a silóban a tőzeget megrostálják és a gyeptőzeget összetörik. Ezáltal csökken az üzemzavar veszélye a tüzelőanyag beadagolási rendszerében és a tűztérben is.
A kazán teljesítményének növelés alatt és alacsony terhelésnél - a tőzeg mellett - nehéz fűtőolajat használnak fel, mint tüzelést segítő anyagot. A fűtőolajat közúton tankautókban szállítják az üzembe, és egy 2000 m3 térfogatú tartályban tárolják.
A szénhasznosítás fő célja egyrészt az olaj helyettesítése a támogató tüzelésnél, másrészt a gazdaságos tüzelés biztosítása, amikor a tőzegszállításban problémák adódnak.
A szénfelhasználás egyébként alkalmas a tőzegminőség széleskörű ingadozásának a kiegyenlítésére is.
Az erőmű kazánja egy természetes cirkulációjú, túlhevítővel ellátott kazán. A tőzeg eltüzelése egy piroáramú, cirkulációs fluidizált ágyban történik, mely biztosítja a komplett és teljes égést. A kazánt magába foglaló épület magassága 45 m.
A kazán üzeme tartalmazza a koromfúvó berendezést, az égésilevegő-előmelegítést, ventilátorokat, szállópernye-leválasztó berendezést, konvenjorokat és az elektrosztatikus pernyeleválasztót.
Az acélból készült kazán teljesen hőszigetelt. A kazán körül kezelői lépcsőt és rácsjárdát alakítottak ki. A kazánházból egy lifttel is el lehet jutni az egyes szintekig.
A kazánüzem tervezése során különös figyelmet fordítottak a környezetvédelmi tényezőkre, ugyanis a fluidizáltágy-tüzelés alkalmazása során az égéstermékben keletkező nitrogén-oxid mennyisége kevesebb, mint más tüzelésű rendszernél. A füstgázzal eltávozó szálló pernye 99%-át egy elektrosztatikus pernyeleválasztó fogja meg. A kén-dioxid-, a nitrogén-oxid- és a porkoncentráció emissziója alatta van a hatóság által engedélyezett értékeknek.
A hamu éves mennyisége 25 000 tonnára tehető, kb. 100 tonna naponként. A salak elszállítása teherautóval történik távolabbi felhasználási helyekre vagy hulladékhasznosításra kijelölt lerakó területre.
A gőzturbina egy háromlépcsős kondenzációs turbina szabályozott elvétellel a kisnyomású részen. A gőzt előmelegítik a kazánban a nagynyomású szekció után. A turbina szállításába beletartozik a gőzturbinán kívül a kondenzátor, 2 nagynyomású és 3 kisnyomású tápvízmelegítő, 2 távfűtési hőcserélő és egyéb kiegészítő berendezések.
Az erőmű normál üzemvitelben villamos energiát termel és távhőt szolgáltat. Ebben az esetben az energiatermelés hatásfoka 45-53%, amennyiben a villamos energia és a távhő eladásra kerül. A levegőbe kerülő füstgázveszteség kevesebb, mint 10%.
Ha az erőmű csak villamos energiát termel, a hatásfok 36-38% körül alakul, és a hőenergia-veszteség jelentős része a hűtővízbe kerül. A Seinäjoki a kondenzációs erőmű és a fűtőmű előnyeit egyesíti, ezzel éri el a nagy hatásfokot és a távfűtés hasznát.
A város a fűtési igényének több mint 90%-át szerzi be az erőműtől. Az üzem maximális távfűtési teljesítménye elérheti a 100 MW-ot. Az erőműből a város felé kilépő távfűtési meleg víz hőmérséklete 120 0C, ami két hőcserélő közbeiktatásával jön létre.
Az erőmű távfűtési rendszere áll a két távfűtési vízszivattyúból, melyek feladata a keringtetett víz sebességének szabályozása, a szükséges túlnyomás kezelésének biztosítása, a tágulási tartály kisegítése, a víz keringtetése; illetve egy berendezésből a szükséges pótvíz kezelésére.
A gőzturbina egy hidrogénhűtésű generátort hajt meg. A generátoron keletkező áram egy szigetelt gyűjtősínre kerül, majd egy megszakítón keresztül a főtranszformátoron át egy kb. 7 km hoszszú fővonalon jut el az Alakylä 400/112 kV alállomáshoz és onnét az országos hálózathoz. A tartalék transzformátor is táplál néhány gyűjtősínről, mint a főtranszformátor.
Az üzem belső feszültsége 10 kV és 660/380 V, a világításra és az üzemelés elektromos elosztására 380/220 V szolgál. Az ellátás legfontosabb berendezése egy dízelgenerátor egység és UPS (folyamatos energiaellátó), mint segítő energiaforrás. A 110 kV-os energiahálózat karbantartása alatt egy 20 kV-os ellátást a helyi közműhálózatról tudnak biztosítani.
Az erőmű üzemelését egy automata és üzemelési monitoring-rendszeren lehet figyelemmel kísérni, amely egy decentralizált digitális automata rendszerben működik. Az üzemi paramétereket a vizuális ellenőrzésen keresztül színes monitoron lehet követni. A legfontosabb ellenőrzési köröket és zavarokat mind beépítették a figyelőrendszerbe.
Az erőmű számára a víz pótlását, valamint a távfűtési rendszerhez szükséges víz biztosítását a városi közműből vételezik. A hálózati vízből a technológiai berendezések követelményeinek megfelelően eltávolítják a részecskékből álló szennyező anyagokat, a különböző sókat és az oxigént. A vízelőkészítő üzemben vonják ki a sókat a vízből.
Ennek a két sótalanító vonalnak egyenkénti kapacitása 5,5 kg/s (20 t/h). A folyamatban a víz a kondenzátumot kezelő üzemben, keringtetése során megtisztul szennyező, főleg a korrozív anyagoktól. A két párhuzamosan üzemelő vízkezelő egység kapacitása 45 kg/s (160 t/h). A tápvíz-tartályhoz már a gáztalanítón keresztül jut a gőztermeléshez kész oxigénmentes víz, mely alkalmas a kazánba történő betáplálásra.
Az erőmű kivitelezését - a kazánra és a turbinára feladott rendeléssel - 1987-ben kezdték meg. A felépült létesítmény Finnország második legnagyobb tőzegtüzelésű erőműve. A hat hónapos sikeres próbaüzemet befejezve 1990. október 1-től az erőmű üzemeltetését 60 ember látja el, a tőzegtermelés, beszállítás teljes vertikumában 320 fő vesz részt.
