Göteborgs viktigaste miljöprojekt
badlarsdiagram Göteborgs viktigaste miljöprojekt Utvecklingen av Göteborgs fjärrvärmeförsörjning är stadens största miljöprojekt någonsin. Grunden för detta lades redan under början av 1980-talet. Nu fortsätter utvecklingen med den nya anläggningen Rya Kraftvärmeverk. Anläggningen kommer att tillgodose cirka 35 procent av göteborgarnas fjärrvärmebehov och 30 procent av elbehovet. Kraftvärmeverket är en naturgaseldad gaskombianläggning. Genom att kombinera en gasturbinprocess för elproduktion med en ångprocess för el- och värmeproduktion kan man få en mycket effektiv anläggning med hög totalverkningsgrad. Tack vare denna anläggning kommer stadens värme- och elförsörjning att vara tryggad för lång tid framöver. Anläggningen ger ökad leveranssäkerhet och vi kommer att kunna försörja viktiga funktioner i Göteborg också vid större elavbrott i riksnätet. Fotomontage: Liljewall arkitekter ab Fotomontage: Liljewall arkitekter ab Koldioxidutsläpp per producerad kWh från Rya Kraftvärmeverk i jämförelse med kol- och oljeeldade kondenskraftverk: Olja En flexibel lösning för framtiden Stor vinst för miljön inte bara i Göteborg Kol Rya Kvv NG Göteborg Energi producerar i dag mycket lite el med Välplacerad i infrastrukturen Lokalt i Göteborg blir miljöpåverkan mycket låg. Driften Närmiljön tanke på det stora värmeunderlag som kan utnyttjas för Genom sin placering i Ryahamnen ligger Rya Kraft- i äldre fjärrvärmeanläggningar, med sämre miljöprestan- Ett miljökontrollprogram för Rya skog genomförs före och kraftvärme (alltså samtidig produktion av både el och värmeverk bra till, sett ur infrastruktursynpunkt. Det lig- da, minskar som en följd av att Rya Kraftvärmeverk tas i efter drifttagningen av anläggningen, avseende grund- värme). Genom effektiv kraftvärmeproduktion med na- ger nära anslutningar till befintliga fjärrvärme- och natur- bruk. Trots att elproduktionen i Göteborg ökar minskar vattennivåer, luftkvalitet, flora och fauna. turgas kan vi minska våra inköp av el från utlandet ”på gasledningar. Närheten till ett starkt elnät på Hisingen är utsläppen av försurande ämnen, svavel och kväveoxider. marginalen”, vilket vi gör i Sverige under hela året. Rya också en klar fördel. Mycket arbete läggs ner för att utfor- Anläggningen smälter väl in i befintligt industriområde Kraftvärmeverk kan därmed ersätta andra anläggningar i ma de anslutande systemen på ett optimalt sätt. Närheten och närliggande naturområden. Låga emissioner ger bättre luft i Göteborg höjning av vattentemperaturen sker, men bara i en vara i fjärrvärmenätet. Elproduktionen kan då ske i s. k. mycket begränsad del av älven. surande ämnen. Anläggningen ligger också helt i linje Rökgasreningen av kväveoxid (NOx) sker med katalysa- ödrift vilket är en viktig del i en trygg elförsörjning. tor (s.k. SCR-teknik) till väl under 20 mg/MJ eldad naturgas. Naturgas som bränsle ger i princip inga svavel- I och med byggandet av Rya Kraftvärmeverk minskar utsläpp och, tillsammans med de låga emissionerna av Göteborgs beroende av externa leveranser av el. Göteborg kväveoxider, blir detta alltså ett viktigt bidrag till mins- möjligheter att i framtiden komplettera med biogas eller syntetgas, men detta kräver i så fall en viss modifiering. Anläggningen kan köras i flera olika driftfall, beroende på hur mycket el respektive värme som önskas. 30 kad försurning. Framtida värmeproduktion i Göteborg, inklusive Rya KVV Avfallsförbränning 29% Spillvärme raffinaderier 26% Rya Kraftvärmeverk 29% Naturgas i övrig kraftvärme 5% Biobränsle 6% Värmepumpar 4% Naturgas i hetvattenpannor ca. 1% Olja <1% Rörlig prod. kostnad öre/kWh Kraftvärme (fjärrvärme) 20 Kraftvärme (industri) 10 Vattenkraft 1200,0 Kolkondenskraft Kärnkraft Gasdriften innebär att ingen hantering av aska behö- Olja Naturgas 1000,0 Fjärrvärme MW har valt att använda naturgas som primärbränsle, med 150 200 250 300 350 Nordens totala elförbrukning 400 450 Hur vet vi att det är just kolkraft som är “på marginalen”? När vi ökar vår elproduktionsförmåga med en effektivare och billigare produktion från kraftvärmeanläggningar trycker denna undan dyrare el producerad med kolkondensanläggningar (åt höger i diagrammet). värmeverk inte att tillföra någon ökning. Som en jämfö- inversionsproblem som vissa tider uppträder i Göteborg. Utsläppet av koldioxid blir större i Göteborg som en Rya Kraftvärmeverk krävs inga transporter för detta. Kväveoxidreningen med SCR-teknik innebär hantering av ammoniak (25%-ig Spillvärme raffinaderier Avfallsförbränning Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Så här kan behovet av fjärrvärme se ut under ett år i Göteborg. Rya Kraftvärmeverk kan drivas i flera olika driftfall beroende på behovet. vattenlösning) inom anläggningen och transport med lastbil. Hanteringen säkras med tanke på personsäkerhet och skydd mot skada på den yttre miljön. 3000 3000 2000 2000 1000 1000 0 0 1973 1978 1984 1988 1992 1997 2001 Diagrammet visar klart och tydligt den positiva miljöeffekt utbyggnaden av fjärrvärmen har i Göteborg. följd av den ökade elproduktionen. En ökning som mer än väl kompenseras av minskade drifttider för den kolba- Villkor i miljöprövningen serade elproduktionen i norra Europa. I ett nordeuropeiskt perspektiv minskar utsläppen med ca 500 000 ton koldioxid per år. 5000 4000 63 dB(A), ett vanligt samtal 50 dB(A). Koldioxidemission i ett större perspektiv Eftersom bränslet, gasen, levereras via rörledning Fjärrvärmeleverans Egen produktion av fjärrvärme 4000 relse kan nämnas att en köksfläkt avger mellan 40 och Den höga skorstenen gör att rökgaserna inte bidrar till de 600,0 0,0 I denna redan bullerutsatta miljö kommer Rya Kraft- Biobränsle 0 0 50 100 Elproduktionsförmåga TWh/år 100 m från anläggningen inte skall överskrida 50 dB(A). farliga tungmetaller och förbränningen är mycket ren. Naturgas kraftvärme 200,0 Ett villkor i Miljödomstolens tillstånd är, att bullernivån Värmepumpar 800,0 400.0 ver ske. Naturgasen innehåller praktiskt taget inga miljö- Tillför inget buller Emissioner (ton, CO2 i kton) men från elproduktionsprocessen, vilken normalt tas till miljösynpunkt med tanke på utsläpp av koldioxid och för- anläggningen kylas med vatten från Göta Älv. En liten Svavel NOX CO2 5000 • • • • 100 meter hög skorsten Max 20 mg NOx/MJ tillfört bränsle Max 5 ppm ammoniakslip Kylvatten mot älven – max flöde 5 m3/s – max 10°C temperaturförhöjning i kylvattnet 2008 Energi (GWh) Vid de tillfällen som fjärrvärmebehovet är lågt kan denskraftverk. Denna produktion är mindre önskvärd ur ett ökat inslag av kraftvärmeanläggningar. g/kWh 900 600 samheter (bl.a. från oljehaltig jord). till älven ger också möjlighet att kyla bort överskottsvär- Rya Kraftvärmeverk vänder sin fasad mot Göta älv. De generösa glasytorna ger insyn till maskinhallen och särskilt kvällstid blir den upplysta anläggningen med släpljus utefter skorstenen ett ståtligt inslag i Hisingens stadssiluett. 300 Utvecklingen av minskade emissioner sedan 1973 Det förfallna närområdet är sanerat från tidigare verk- norra Europa, där elproduktionen sker i koleldade kon- med Sveriges riksdags och EU:s ambitioner att verka för 0 Gasturbinprocess Bränsle Elverkningsgrad 37% Totalverkningsgrad 37% Gasturbin 63% förlust Producerad el Vad produceras i Rya Kraftvärmeverk och varför? Ångprocess Elverkningsgrad 35% Totalverkningsgrad 94% Alfavärde 0,59 Förlust 6% Ångturbin Rya Kraftvärmeverk är en av Skandinaviens största gas- Alfavärdet är kvoten mellan den eleffekt och den vär- – Bättre totalverkningsgrad genom bättre värmeåter- kombianläggningar. meeffekt som en anläggning producerar, alltså ett mått vinning, d.v.s. en minskning av värmeförlusterna till Anläggningen omfattar två processer; en för gastur- på fördelningen av produktionen. I en anläggning som är omgivningen. Detta görs bl.a. genom att tillgodogöra binerna och en för ångturbinerna. Genom att utnyttja rest- optimerad för elproduktion får man ett alfavärde på cirka värme som normalt kyls bort, t ex värmeåtervinning ur värmen i rökgaserna från gasturbinen som drivande kraft 1,2 och en totalverkningsgrad på 88%. Rya Kraftvärm- smörjoljesystemet. Detta ger 0,5% ökad verkningsgrad, i ångcykeln kan man höja den totala verkningsgraden. everk har i stället optimerats för att ge en så hög total- vilket innebär 3 MW eller motsvarande uppvärmning av verkningsgrad som möjligt – 92,5% – och alfavärdet blir ytterligare 250-300 villor. Detta ger stort elutbyte och anläggningen har en totalverkningsgrad på hela 92,5%. Tekniskt sett bygger den på produkter från Siemens med känd och beprövad teknik. då lite lägre; 0,9. Flexibiliteten i anläggningen är stor och här finns Var för sig är elverkningsgraden i en gasturbinprocess respektive ångturbinprocess inte så hög. Men genom att kombinera de två processerna kan man få en mycket högre verkningsgrad. Producerad el Panna Producerad värme Fjärrvärmekondensor – Väl anpassad ångturbin av modern konstruktion, med små strypförluster. goda möjligheter till lastanpassning. Två viktiga faktorer – Rökgaserna slutkyls i ett sista steg i avgasångpannor- gör flexibiliteten möjlig. Den första är lösningen med de na med en fjärrvärmeekonomiser, vilket därmed sänker Hur resonerade vi för att nå vårt mål? tre gasturbinerna i stället för en stor, den andra är till- rökgastemperaturen maximalt till förmån för ökad fjärr- Göteborg Energi ville skapa en anläggning som kunde ge satseldning i avgasångpannorna. Då kan man maximera värmeproduktion. stor, stabil och varaktig produktion av fjärrvärme och el. elproduktionen vid varje given värmeproduktion. Vad händer med de 600 MW som vi matar in i anläggningen? Elproduktion (261 MW) 43,5% Anläggningens flexibilitet med avseende på fjärrvärmebehovets variation prioriterades. Den valda optimering- En verkningsgrad långt över det vanliga en uttrycks i ett alfavärde och en totalverkningsgrad. Denna anläggning, som är optimerad för fjärrvärmeproduktion, utnyttjar energiinnehållet i bränslet mycket Bränsle • • • • • 92,5% el och värme 5% förlust i rökgaserna 0,7% förlust i generatorerna 0,5% förlust via ventilation 1,3% övriga förluster, t ex läckage, varmvatten Värmeproduktion (294 MW) 49% effektivt. Här är några orsaker: – Förbränningen sker i två steg, varav det första i gas- Förluster 7,5% turbinerna och det andra i avgasångpannorna. Samma förbränningsluft utnyttjas, vilket ger mindre avgasförluster. Mindre luftmängd medför alltså mindre förluster. Definitioner Verkningsgrad Elverkningsgrad Alfavärde är förhållandet (uttryckt i %) mellan total nyttig effekt, el + värme och tillförd bränsleeffekt: Eleffekt = ηel Bränsleeffekt Eleffekt =α Värmeeffekt Total effekt Bränsleeffekt =η 30 MW förlust Några tekniska data Inmatad naturgas: 600 MW Samlad eleffekt 261 MW Samlad värmeeffekt 294 MW Hur producerar vi? 1 1. Gasen levereras i rörledningar från Danmark. Den har vid leverans till Rya Kraftvärmeverk ett tryck som passar gasturbinerna utan särskild tryckhöjning, 26-28 bar. 2. Luften tas in via luftintag på taket till respektive gasturbin. För att ge hög verkningsgrad och förhindra isbildning i luftintaget finns värmeväxlare i intagen för att förvärma luften. Luftförvärmningen använder spillvärmen från smörjoljesystemet för att ge en god ekonomi och högre totalverkningsgrad. 3. Gasturbinens kompressordel höjer trycket på ingående luft i 15 delsteg. Temperaturen höjs till 400°C. 4. I brännkammaren förbränns gas-/luft-blandningen till rökgaser med en temperatur på 1 200°C med hjälp av 30 st låg NOx-brännare. I detta skede innehåller rökgaserna 30 mg NOx per MJ eldad naturgas. Ju högre temperatur man har desto högre blir verkningsgraden i gasturbinprocessen. Nackdelen blir bl.a höga materialtemperaturer och NOx-generering vilket gör att man måste kompromissa. 5. Rökgasen expanderar i turbindelen, två luftkylda och ett okylt steg, vilket ger drivkraft åt turbinaxeln som driver elgeneratorn (och kompressorn). Rotorvarvtalet är 6600 r/min. De rökgaser som släpps ut ur turbinen har en temperatur på 538°C och innehåller ca 15 vikt-procent syre. 7. De rökgaser som till slut släpps ut till omgivningen via skorstenen håller en temperatur på ca 70°C. Efter katalysatorn innehåller rökgaserna avsevärt mindre än 20 mg NOx /MJ eldad naturgas. Anledningen till att man kan sänka avgastemperaturen så lågt, utan att få oönskade bieffekter, såsom korrosion, är att anläggningen drivs med ett rent bränsle. Den andra anledningen är att fjärrvärmenätet kan utnyttjas för att ta emot värmen från rökgaserna. Man kan alltså på ett ekonomiskt sätt hålla låg temperatur på avgaserna och tillgodogöra sig ett stort energiinnehåll. Detta är det främsta skälet till att anläggningen kan ha en verkningsgrad på hela 92,5%. Ångprocessen 8. Vattnet i ångprocessen pumpas upp till rätt tryck, ca 100 bar, i matarvattenpumpen. 9. I avgaspannan värms vattnet upp i flera steg i ekonomiser 1 och 2. Uppvärmningen sker med hjälp av rökgaserna från gasturbinerna vilka löper motströms vattnet. 10. I ångdomen, avskiljs ånga från vatten. Det vatten som ännu inte blivit ånga leds genom falltuber ner till botten av kokaren för att återcirkuleras i förångningstuberna genom ett självcirkulationssystem. 11. Ångan överhettas till 540°C i tre överhettare. 6. Rökgaserna leds till avgaspannan, där man genom tillsatseldning hettar upp dem till ca 1 000°C. Då det finns 15% syre kvar i rökgaserna efter gasturbinen behöver ingen extra luft tillföras. Tack vare en relativt stor andel tillsatseldning kan Rya Kraftvärmeverk producera mer värme till låg kostnad än andra motsvarande anläggningar. Elproduktion: c:a 1250 GWh Värmeproduktion: 1450 GWh 7 10 Verkningsgrad η=92,5% Elverkningsgrad ηel=43,5% Alfavärde α=0,9 Ångdom Naturgas 600MW 150 000 ton Luft 6 4 9 11 2 3x44 MW el 3 5 ÖH3 ÖH2 ÖH1 Kokare SCR-katalysator EKO2 EKO1 FJV 16 8 12. Den överhettade ångan från de tre avgasångpannorna, leds till ångturbinen. 13. I ångturbinen träffar ångan turbinens skovlar med en hastighet av ca 700 km/h. Skovlarna omvandlar hastigheten till mekanisk energi i över 20 delsteg och driver därmed turbinens rotor. Ångturbinens rotor driver i sin tur generatorn. 12 137 MW el 13 14. Den från ångturbinen utströmmande ångan kondenseras i värmekondensorer för att leda värmen vidare till systemet för fjärrvärme. Kondenseringen sker i två kondensorer. Fördelen med att ha två kondensorer är att man kan låta halva ångmängden fortsätta att expandera genom ytterligare ett steg i ångturbinen. Eftersom Rya Krafvärmeverk är optimerat för fjärrvärme med en stor andel tillsatseldning, jämfört med liknande anläggningar, ger detta stor värmeproduktion till låg kostnad. 16. Kondensatet renas, avgasas och går till slut tillbaka genom matarvattenpumpen för att påbörja en ny cykel genom pannan och vidare. 17. För ökad flexibilitet finns en dumpkondensor, som används för värmeproduktion om driftstörningar skulle uppstå så att ånga inte kan köras genom ångturbinen. Dumpkondensorn används också vid start av anläggningen. 294 MW värme 75-110˚C 15 14 17 18 15. Ångan har nu övergått i vattenfas, s.k. kondensat. 18. Distributionspumpar för fjärrvärmenätet. 40-60˚C Fotomontage: Liljewall arkitekter ab Luft Naturgas Hur ser Rya Kvv ut? Renad rökgas Automatisering, fjärrstyrning, drift och underhåll Rya Kraftvärmeverk är byggt för fjärrövervakning, ett Systemet för övervakning innehåller, utöver säkerhets- unikt förhållande med tanke på anläggningens storlek. systemet, ett passagekontroll- och inbrottslarmsystem som Det överordnade driftövervakningssystemet för hela inkluderar kameraövervakning. Göteborgs fjärrvärme finns på driftledningscentralen i Övervakning sker i det automatiserade säkerhetssyste- Sävenäs som är bemannad dygnet runt. I Rya Kraftvär- met. Utöver detta skall manuell kontroll av rondperso- meverk finns ett lokalt styrsystem för gaskombianlägg- nal utföras minimum en gång per dygn. Ett ackrediterat ningen som också fjärrstyrs från Sävenäs. kontrollorgan måste säkerställa att säkerhetsutrustning Ett service- och reservdelsavtal är tecknat med anlägg- och larmhantering fungerar tillfredställande. ningsleverantören, som innebär att Siemens svarar för underhåll av gas- och ångturbiner samt styr- och hjälp- Elsystem system. Elen från generatorerna levereras via transformatorerna Siemens har även beredskap för att kunna ge hjälp på plats samt telefonsupport. Gasturbin med generator till ett högspänningsställverk, 130 kV, för vidare överföring till Göteborgs elnät. Ställverket är gasisolerat och I leveransen ingår utbildning av drift- och underhålls- tar mycket liten plats. I Göteborgs klimat är gasisolerade personal. För driftpersonal leder utbildningen till en cer- ställverk dessutom mera driftsäkra jämfört med konven- tifiering. Personal från Göteborg Energi deltar i slutfasen tionella. Lindningskopplare på transformatorerna gör av anläggningsbyggets provperiod och driftsättning. elproduktionen mindre sårbar för yttre spänningsvariationer. Avgaspanna El Fjärrvärme Ångturbin med generator Kondensorer Det innebar en teknisk utmaning att hålla taket så rent som möjligt från teknisk utrustning och att få fläktarna att harmoniera med byggnaden. Åskledarna ägnades särskild omsorg, liksom integreringen av det redan existerande cisternfundamentet i byggnadskroppen. Styr- och övervakningssystem Anläggningens styr- och kontrollsystem bygger på ett Fjärrvärmesystemet standardsystem med tre operatörsstationer. Systemet Returvattnet från fjärrvärmenätet förs med hjälp av samarbetar med Sävenäs överordnade system som tar in returpumpar till värmekondensorerna där värme från information om förhållandena i Göteborg. Med denna ångcykeln växlas över till fjärrvärmenätet. Vattnet förs information som stöd kan man bestämma driften av Rya ut till fjärrvärmenätet igen med hjälp av framlednings- Kraftvärmeverk. Data lagras också som grund för progno- pumpar som upprätthåller ett differenstryck mellan ser och simuleringar. Databasen är distribuerad och framledning och returledning i fjärrvärmenätet. redundant. Dessutom ingår ett separat och oberoende Dessutom finns ett system för tryckhållning av fjärr- processäkerhetssystem som automatiskt vidtar åtgärder värmenätet. Trycket regleras genom att vatten matas in vid händelser som påverkar säkerheten. eller tappas ut ur fjärrvärmesystemet. Siemens gasturbin SGT-800 strax före leverans från verkstäderna i Finspång. Siemens gasturbin SGT-800 Luftintag Kompressor Brännkammare Avgaskanal Turbin Gasturbin Gasturbinerna Gasturbinen Siemens SGT-800 är tekniskt avancerad, driftsäker och konstruerad med väl beprövad teknik enligt senaste rön. Den är mycket lämpad att köras i anläggningar för kombinerad el- och värmeproduktion där låg livscykelkostnad, miljöhänsyn och driftsäkerhet är avgörande faktorer. SGT-800 finns idag i drift i många Skovlarna i första steget har enkristallin struktur. De är utförda i precisionsgjutgods med kylning. applikationer över hela världen. Underhållskostnaderna för denna turbin är låga. Ett skäl är att maskinen är moduluppbyggd och konstruerad med förhållandevis få delar. Servicekonceptet är ett annat. Kablage, rör och anslutningar är samlade i en hjälpsystemmodul på maskinens ena sida vilket skapar mycket god åtkomlighet för inspektion och åtgärder. Detta är faktorer som tillsammans ger långa serviceintervaller och låga underhållskostnader. Kompressorrotorn är uppbyggd av skivor som är sammanfogade till en robust enhet. Elektronstrålesvetsning ger homogena svetsar fria från tillsatsmaterial. Då maskinen endast har en axel är den optimerad att köras mot avgaspanna – kraftuttaget för generatorn sitter Låg-Nox-brännare på den kalla sidan istället för den varma, där avgaskanalen sitter. Eftersom inloppet till pannan därigenom kan Förbränningsvägg Blandningsrör Kona Huvudinjektor för flytande bränsle ha rak utformning bidrar det till en högre verkningsgrad. SGT-800 är utrustad med låg-NOx-brännare för både Så fungerar gasturbinen Några tekniska data Förbränningshuv olja och naturgas. På sin väg in i turbinen filtreras luften för att bli så ren som möjligt. Luften kompri- • Nominell effekt: 45 MW/turbin meras sedan i 15 kompressorsteg, och redan i det första steget överskrider den • Verkningsgrad: 37% ljudhastigheten. Efter brännkammaren expanderar avgaserna i 3 turbinsteg. Av • Luftkompressor: 15-stegs axiell effekten som utvecklas i turbinen går två tredjedelar åt till att driva kompressorn • Tryckförhållande: 19:1 vid Gasbränsle eller flytande bränsle Flamma Kompressorluft Huvudinjektor för gasbränsle och resterande tredjedel till att driva generatorn, som är ansluten till kompressor- luftflödet 130 kg/s inloppet på maskinens kalla sida. Generatorn är fyrpolig och kopplad till turbinen • Avgastemperatur: 538°C via en parallell reduceringsväxel. Avgaspannan ligger efter avgaskanalen på den • Rotationshastighet: 6.608 r/m varma sidan. • Gastryck: 27 bar(a) Pilotbränsle Förbränningen sker i 30 st DLE-brännare av tredje generationen. DLE – Dry Low Emission – är en nyutvecklad teknik som ger mycket låga emissioner, ca 30 mg NOx/MJ bränsle vid gasdrift. Ångturbin Siemens ångturbin SST-900 Ångturbin Ångturbinen SST-900 i fjärrvärmeutförande är konstruerad för att kunna skräddarsys för olika kunders specifika behov. Varje turbin är moduluppbyggd av beprövade komponenter som alla bidrar till en mycket hög tillförlitlighet. Turbinhuset är symmetriskt, horisontellt delat och byggt för att ge en hög termoflexibilitet. Genom små dimensioner i heta delar klarar SST-900 DH korta uppstarttider och snab- Utlopp ba laständringar. Beskovlingen i SST-900 DH är av impulstyp med 21 turbinsteg efter varandra och är tillverkade enligt den senaste tekniken, vilket ger hög verkningsgrad. Turbinen är en av marknadens mest kompakta och har därför små inbyggnadsmått. Siemens SST-900 DH är en flexibel och effektiv ångturbin, som klarar det breda lastområde som Rya Kraftvärme- Så fungerar ångturbinen Några tekniska data Ångan, som kommer från avgasångpannorna, expanderar och leds med hög hastighet genom turbinens skovelsystem. Vid expansionen länkas ångan om i en serie löpskovlar, som är fästa på rotorn. Omlänkningen ger rotationskraft till turbinaxeln, som i sin tur driver generatorn. Mellan löpskovlarna finns fast monterade ledskovlar, som har till uppgift att länka tillbaka ångan igen. Nominell effekt: 137 MW verks tre separata linjer med gasturbiner och avgaspannor kräver Enkelheten i konstruktionen tillsammans med lågt underhållsbehov ger dessutom hög tillgänglighet och driftsäkerhet. Turbinen är kopplad till en egen tvåpolig generator Turbinhus och levererar en eleffekt på 137 MW. Uppvärmningen av fjärrvärmevattnet sker i två värmekonInlopp densorer, vilket ger en bättre verkningsgrad än om hela temperaturhöjningen åstadkommits av en enda värmekondensor. Generator Ångtryck: 100 bar (a) Ångtemperatur: 540ºC Ångavtappning till matarvattentank: ca 3 bar (a) Rotationshastighet: 3.000 r/m Rökgas Avgaspanna NOx O2 NOx NH3 O2 H2O NOx O2 NH3 H2O N2 H2O NOx N2 H2O Renad rökgas Efter tillsatseldningen vidgas pannkanalen uppåt till sin rande typ. Rökgasflödet är alltså horisontellt med häng- fulla tvärsnittsarea. Denna vidgning är ovanligt brant ande vertikala tuber. Panntypen har en enkel design, vilket ger en avsevärt kortare panna med mindre utrym- Avgasrening med SCR-teknik vilket ger lägre underhållskostnader. Pannorna produ- meskrav som följd. Risken vid för brant vidgning är cerar högtrycksånga med 540°C temperatur vid 100 ojämn temperaturfördelning i pannans tvärsnitt, vilket bars tryck. leder till sned värmebelastning i ångpannan. Detta har SCR-teknik (Selective Catalytic Reduction) är idag den mest effektiva kommersiella metoden för reduktion av kväveoxider (NOx). Katalysatorn i Rya Kraftvärmeverk är dimensionerad för ca 70% NOx-reduktion. Kväveoxiderna reduceras genom att till rökgasen tillsätta förångad ammoniak (NH3). Med hjälp av katalysatorn reagerar kväveoxiderna med ammoniaken och bildar ofarligt naturligt förekommande kväve (N2) och vattenånga (H2O). Avgaskanal Fjärrvärmeekonomiser Brännare för tillsatseldning avhjälpts med en perforerad fördelningsplåt, som bättre fördelar rökgaserna över hela kanalens tvärsnittsarea. binens ljuddämpare ansluter pannan via en bälg. Varje Fördelningsplåt för spridning av rökgaser Kyld rökgas till skorsten Varje panna är uppbyggd av fem stycken prefabrice- Ångdom N2 De tre pannorna är horisontellt stående av självcirkule- rade moduler, vilket ger enklare montering. Mot gastur- Ekonomiser H2O N2 SCR-enhet NH3 N2 O2 Förångare NH3 Överhettare NH3 Vattenkyld panelvägg Katalysator NOx Inloppskanal Pannan Ljuddä mpare Ammoniakinsprutning (NH3) panna är konstruerad för att tillsammans med gasturbinen elda 200 MW naturgas. Het rökgas från gasturbin På grund av den kraftiga tillsatseldningen med naturgas är kanalen och väggarna kring pannornas överhet- Avgaspannans uppbyggnad tare försedda med vattenkylda tubpanelväggar med yttre isolering. Den stora tillsatseldningen ger ett stort ångflöde och medger ett stort energiuttag. 927 900 839 800 770 700 668 600 542 500 421 420 400 401 321 350 300 Förångare 200 Ekonomisern, som är indelad i två steg, ligger längst bak i avgaspannan för att bäst utnyttja värmen i rökgaserna. Överhettningen ger också fördelar under expansionen i turbinen; ångan förblir torr (dvs utan vattendroppar) vilket minskar erosionen på turbinskovlarna. Fjärrvärmeekonomiser Därför blir avgaspannan effektiv Överhettarmodul till Rya Kvv. 997 1000 Temperatur (°C ) Diagrammet visar i vilken omfattning värme överförs från de heta rökgaserna till vattnet i ångcykeln i avgaspannans respektive delar. 100 321 321 274 85 90 Överhettare Förångare Ekonomiser 61,6 70 55 0 0 Avgaspannan till Rya Kvv under byggnation. 10 20 30 40 50 60 70 80 Överförd värme (MW) 90 100 11 0 120 130 140 Rökgastemperatur Vattenångtemperatur 150 Angeredscentralen Hjällbo Driftsäkerhet Bergsjön Tuve Rya Kraftvärmeverk har ett lastområde som är 20-100% av Säkrare elförsörjning maximal värmeproduktion. Fördelningen mellan el- och vär- Göteborgs elnät är indelat i ca 25 sektioner. Sektionering är meproduktionen kan inom vissa gränser varieras. Exempelvis en förutsättning för att kunna spänningssätta nätet från dött kan elproduktionen öka oberoende av fjärrvärmeproduktion När Rya Kraftvärmeverk är i drift och ett strömavbrott in- av den extra fjärrvärmekylaren kopplad till älven. Anlägg- träffar går anläggningen ner i husturbindrift och tomgång. ningen kan också startas oberoende av om det finns tillgång Anläggningen övergår därefter i ödrift och börjar leverera el. till elförsörjning utifrån eller inte. För att åter starta elleveranser till det döda nätet, eller förde- Hög flexibilitet när det gäller lastområde handlar inte Preem raffinaderi Rosenlund KVV Rya HVC VP Rya KVV Shell raffinaderi Kallebäck Högsbo KVV Mölndal Riskullaverket la el under långvarigt avbrott, tillämpas ett roterande schema för sektionerna. temperatur, det är också en fråga om att säkerställa en trygg I de fall anläggningen inte är under drift, t.ex. under som- el- och värmeproduktion till Göteborg även under besvärliga maren, och ett strömavbrott skulle inträffa kan man starta förhållanden anläggningen med nödkraftdieselaggregatet för att därefter övergå i husturbindrift. Eftersom anläggningen har tre paral- Olika driftfall Biskopsgården nät och för ödrift. eller helt övergå till enbart elproduktion genom utnyttjande enbart om en anpassning till varierande värmelast och ute- Renova avfallsförbränning Sävenäsverken Askim Lindome Produktionsanläggningar av el och/eller värme i Göteborg. Anläggningarna är fördelade över stan vilket ökar förutsättningarna för säker leverans. lella linjer ökar förutsättningarna för säkert idrifttagande. Den normala driften inkluderar flera olika lastfall. Här inkluderas också störningsrelaterade driftfall: Tryggare värmeförsörjning • Ödrift möjliggör att man kan producera el för delar av elnä- Rya Kraftvärmeverk, Rosenlund, Angeredscentralen och tet i Göteborg utan att behöva vara kopplad till det stora Sävenäs har alla utrustning för tryckhållning av Göteborgs svenska kraftnätet. En förutsättning för detta är egen utrust- fjärrvärmenät, vilket är en förutsättning för att distributio- ning som kan hålla spänning och reglera frekvensen till 50 Hz. nen i fjärrvärmenätet skall fungera. • Husturbindrift innebär att anläggningen kan försörja sig Fjärrvärmenätet är indelat i fyra zoner; öster, väster, cen- själv och gå på tomgång utan att leverera el eller fjärrvärme trum och nord. Vid driftstörningar i en eller flera av zonerna oberoende av yttre elförsörjning. kan dessa stängas av för att säkerställa leverans till övriga. • Vid dött nät finns ett nödkraftdieselaggregat som gör att Västra zonen har tidigare inte haft tillfredställande egen anläggningen kan startas oberoende av yttre elförsörjning. tryckhållning och har därför inte kunnat drivas separat. Skulle man behöva stänga ner fjärrvärmenätet i övriga Göteborg kan man nu med Rya Kraftvärmeverk fortsätta att leverera i väster. Brun färg: befintligt fjärrvärmenät Orange färg: planerad utbyggnad
© Copyright 2024