Dansk kraftvarmeteknologi baseret på fast biomasse Den 15. Juni 2010 Flemming Skovgaard Nielsen Group Burmeister & Wain Energy A/S · Lundtoftegaardsvej 93A · DK-2800 Lyngby · Denmark · Tel/fax +45 39 45 20 00/+45 39 45 20 05 · [email protected] BWE historisk • Grundlagt i 1843 • Første kedel leveret i 1852 • Første Benson once-through kedel i 1952 • Verdensrekord: > 47% virkningsgrad ved kulfyring Nordjyllandsværket 400 MW 1998 • Kontrakt Porto Tolle 3x660 MW USC 2008 • Kontrakt Hazira Indien 2x150 MW 2010 Seneste BWE anlæg med biomasse • Avedøreværket blok-2 400 MW (støv fyring træpiller) • Shanxian (ristefyring) • Herningværket (rist + støvfyring træflis) • Amagerværket blok-1 (støvfyring træ og halmpiller) • Porto Tolle 3 x 660 MW (tilsatsfyring træflis) Dansk kraftvarme historie • Danmark har fra starten af energi krisen i 70erne fokuseret på miljø, brændsels fleksibilitet og effektivitet. • BWE har i samarbejde med den danske kraftværkssektor udviklet kedel teknologi med kompetencer indenfor • brændsler • materialer • forbrænding • tilsatsfyring • høj virkningsgrad • fleksibilitet • BWE har med udgangspunkt i den danske model for kraft- og varme produktion baseret på biomasse påbegyndt eksport • BWE ønsker har et stærk ønske om forsættelse af biomasse udviklingen i Danmark og bygning af nye effektive demonstrationsanlæg med henblik på styrkelse af eksport muligheder. Driv kraft for biomasse udvikling Incitamenter for biomasse • CO2 neutral. CO2 bidrag fra biomasse anses for 0 biomasse giver kraftværkerne en grøn profil • Politisk vedtage minimums mængder • Stats støtte til kraftvarmeproduktion baseret på biomasse • Lokal støtte til landbruget • Mulighed for handel med CO2 kvoter • Biomasse giver forøget brændsels flexibilitet Anlægsvirkningsgrad ved el-produktion: • Riste fyret kedel: 33-35% Ingen mellem overhedning af dampen. Biomasse 100%. Backup fossile brændsler begrænset. Sikker biomasse forsyning er påkrævet. • Støvfyret kedel: 45% (48-49% på fossile brændsler) Optimeret kredsprocess, dog med reducerede dampdata og reduceret kedelvirkningsgrad grundet forøget lufttilførsel. Biomasse andel 70-100%. • Tilsatfyring: 47-48% (48-49% på fossile brændsler) Biomass andel begrænset til 5-15% grundet krav til flyveaske sammensætning. DeNOx og kedel anlægs levetid reduceres ved stigende biomasse større andel. Emlichheim 50MJ/s ristefyret kedel 100 % biomasse (halmballer) Indfyret effekt 50 MJ/s (anlægsvirkningsgrad 33,5%) Brændsels flow pr. kedel 12,17 ton/h (14% vand, LHV 14,77) 16,75 MWe fra biomasse per kedel. CO2 besparelse op til 100.000 t/år (8000 driftstimer, i forhold til kulkedel på 45% virkningsgrad) Porto Tolle 3 x 660 MW tilsatsfyring 5% tilsatsfyring (træflis eller RDF) Nominel indfyret effekt ved 100% 1400 MJ/s Brændsels flow pr. kedel 4 kg/s 14,4 ton/h (biomasse) 33 MWe fra biomasse per kedel. CO2 besparelse op til 191.500 t/år (pr. kedel, ved 8000h) Avedøreværket blok-2 400 MW støvfyring 70 % indfyret effekt (træpiller) Nominel indfyret effekt ved 100% last 800 MJ/s Brændsels flow på træpiller 36kg/s ~ 130 t/h (biomasse) 250 MWe fra biomasse CO2 besparelse op til 1.500.000 t/år (70 % last, 8000 driftstimer, i forhold til kul) Reel CO2 besparelse 400.000 t/år (reelt lastprofil, i forhold til gas fyring) 7 år succesfuld drift med biomasse fyring Typisk brændselsforbrug pellets 250,000 t/år Svarende til 30% af brændselsforbruget Avedøreværket blok 2 Multi fuel koncept Damp turbine Avedøreværket blok 2 design: • 100% på kul • 100% på natur gas • 100% på olie (HFO) • 70% på biomasse (træpiller) • USC boiler (gas/oil/ wood) Bio Boiler (straw) USC på gas kombineret med 2 x 50MW gas turbiner Øget output 150MWe Anlægsvirkningsgrad 51% FV-forvarmer Gas-turbine Anlægskoncept udviklet af DONG Energy Herning værket kombineret rist og støv 90 % last (træflis + træpiller) nominel indfyret effekt ved 100% last 288 MJ/s brændsels flow på træpiller 7 kg/s ~ 26 t/h 85 MWe fra biomasse CO2 besparelse op til 630.000 t/år (ved 8000 timer, i forhold til kulkedel på 45% virkningsgrad) Mulig indfyret effekt: •Rist træflis (45% moisture) •Støv træpiller •Natur gas 130 MJ/s 125 MJ/s 288 MJ/s (100% load) BWE potentiale for biomasse anlæg Riste fyrede anlæg 50-125 MJ/s indfyret effekt Spanien, Tyskland, England, Polen, Rumænien, Bulgarien, Ungarn og Tjekkiet Tilsats fyring Nordjyllandsværket 400 MWe USC kedel Polen 480 MWe Støvfyring 250 MWe Avedøreværket blok 1 250 MWe Amagerværket blok 3 (multi brændsel) 125 MJ/s kedel Sverige 125 MJ/s kedel Irland 300 MWe kedel England Nuværende udfordringer Ristefyring: Emissionskrav (CO og NOx) Ristefyring: Lav virkningsgrad Ristefyring: Træflis højt vandindhold, uhensigtsmæssig transport Samfyring kul: begrænset til 10-15% grundet flyve aske Samfyring og støvfyring: ustabil brændselsflow Støvfyring: ”Un-attached” flamme og manglende flamme signal (AMV-1, Herning) Støvfyring: Ustabil i lav last (AMV-1) Støvfyring: Uensartet brændselsfordeling til brændere (AVV-2) Næste step Forbedre virkningsgrad på riste fyrede anlæg ved forbedring af kredsproces og turbine. Forbedre tørringsproces for flisfyrede kedler Yderligere test og forbedring af fyringsanlæg for støvfyring (møller og brændere) Mere info – www.bwe.dk