Elektrociepłownia Lublin - Wrotków Sp. z o.o.

PRZYKŁAD DOBRYCH PRAKTYK - CIEPŁOWNICTWO
MODERNIZACJA NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO POMPOMPOWNI WODY SIECIOWEJ
ELEKTROCIEPŁOWNI LUBLIN – WROTKÓW
1. Prezentacja przedsiębiorstwa
Elektrociepłownia Lublin–Wrotków powstała
w strukturze organizacyjnej Zakładu Energetycznego
Lublin w 1973 roku, kiedy zapadła decyzja
o rozpoczęciu jej budowy, natomiast od 1976 roku
rozpoczęła
swoją
działalność
polegającą
na
wytwarzaniu energii cieplnej na potrzeby systemu
ciepłowniczego miasta Lublina. Od 2002 roku,
w wyniku oddania do eksploatacji bloku gazowoparowego, działalność podstawowa Elektrociepłowni
Lublin-Wrotków uległa poszerzeniu i obejmuje obecnie
produkcję i sprzedaż energii elektrycznej oraz ciepła.
Elektrociepłownia
dysponuje
235
MW
mocy
elektrycznej (blok gazowo-parowy) oraz 592 MW mocy
cieplnej (150 MW - blok oraz 442 MW - cztery kotły
wodne).
Od maja 2008 r. Spółka funkcjonuje
w strukturach Grupy PGE Polska Grupa Energetyczna S.A. Elektrociepłownia podejmuje szereg
działań dla zminimalizowania niekorzystnego oddziaływania na środowisko naturalne i spełnia
wszystkie obowiązujące w UE normy w tym zakresie.
2. Wprowadzenie do projektu, zrealizowane przedsięwzięcia
Postępujący proces automatyzacji węzłów cieplnych w magistralach ciepłowniczych zasilających
odbiorców na terenie miasta Lublina oraz dążenie do zwiększenia udziału regulacji ilościowej
w dostawie energii cieplnej powodują, że dobowe wahania przepływów sieciowych w magistralach
ciepłowniczych dochodzą w skrajnych przypadkach do 40 % ich wydajności nominalnej.
Duża zmienność przepływów sieciowych powoduje z kolei znaczne zmiany w wymaganych
parametrach zasilania sieci, głównie temperatury i ciśnienia zasilania np.: dwukrotnemu zmniejszeniu
przepływu sieciowego towarzyszy 4-krotne zmniejszenie wymaganego ciśnienia.
Układ pompowy źródła ciepła musi nadążyć za tymi zmianami, w przeciwnym przypadku powstaną
duże straty energetyczne.
Pompownia wody sieciowej to największy układ pompowy EC Wrotków o łącznej mocy zainstalowanej
5,8 MW. Składa się z 3 pomp typu 35W50 o wysokości podnoszenia 150 m oraz 4 zmodernizowanych
pomp 35W50M o wysokości podnoszenia 135 m dostosowanej do aktualnych potrzeb. Pompownia
pracuje na potrzeby systemu ciepłowniczego o następujących parametrach technicznych:
− moc cieplna :około 560 MW
− długość sieci : 400 km w tym:
o sieci ciepłownicze 227 km
o zewnętrzne instalacje odbiorcze 172 km
− liczba węzłów : 1431 (w tym 854 własnych)
− udział węzłów w pełni zautomatyzowanych – 90%
Pompy pracują w układzie równoległym na wspólny kolektor. Kotły zasilane są poprzez wymiennik
ciepłowniczy i kotłowy, lub bezpośrednio z kolektora tłocznego pomp sieciowych. Przed modernizacją
dwie pompy były regulowane poprzez zmianę prędkości obrotowej, jedna za pomocą przemiennika
częstotliwości, druga poprzez zespół kaskady podsynchronicznej. W tej konfiguracji, przy średnich
wartościach przepływów przez pompy sieciowe wynoszących około 3600 m3/h (okres grzewczy),
układ pracował w przeciążeniu hydraulicznym 2 pompami regulowanymi, lub 3 pompami, w tym 1
pompa bez regulacji tzw, "sztywna".
Dla dalszej poprawy warunków pracy pompowni wody sieciowej podjęto decyzję o modernizacji
kolejnej pompy i wyposażenie jej w napęd falownikowy.
Modernizacja pompowni wody sieciowej wiązała się z realizacją następujących zadań:
− modernizacją napędu pompy wody sieciowej PWS 6 (nowy silnik, zastosowanie przemiennika);
− zabudową klap dławiących na pozostałych pompach nieregulowanych PWS1 i PWS7;
− uruchomieniem blokady od minimalnego ciśnienia na ssaniu pomp;
− wdrożeniu oprogramowania pozwalającego na optymalizację pracy pomp sieciowych.
Zastosowanie techniki regulacji zmiennoobrotowej wymagało też wcześniejszego przygotowania
urządzeń i technologii pracy. Przeprowadzono tu następujące usprawnienia:
− modernizację pomp i dostosowanie ich charakterystyk energetycznych do potrzeb parametrowych
układu,
− zoptymalizowanie kotłów wraz z instalacją hydrauliczną pod kątem zmniejszenia oporów
hydraulicznych,
− wprowadzenie pływających blokad minimalnego dopuszczalnego ciśnienia na kotłach wodnych.
Modernizacja napędu pompy wody sieciowej PWS 6 polegała na wymianie silnika serii SCDdm z 1979
roku na silnik energooszczędny niskiego napięcia o mocy 1 MW regulowany przemiennikiem
częstotliwości. Modernizacja napędu wiązała się również z przejściem na inne napięcie zasilające
z 6 kV na 690 V, co wymagało przebudowy układu zasilania i zastosowania dodatkowego
transformatora. Po wprowadzeniu pełnej regulacji zmiennoobrotowej, przeważającą konfiguracją przy
przepływie pompowym 3600 m3/h jest praca 3 pompami regulowanymi.
3. Finansowanie i efekty projektu
Na realizację projektu łącznie poniesiono nakłady w wysokości 812 tys. PLN z finansowaniem
zewnętrznym w ramach mechanizmu Fundacji EKOFUNDUSZ na poziomie 30% całkowitych kosztów
przedsięwzięcia w postaci dotacji. Szczegółowe informacje odnośnie poniesionych nakładów i
wskaźniki ekonomiczne dla modernizacji układów napędowych pokazano poniżej.
Zadanie
Modernizacja napędu pompy wody sieciowej
nr 6 poprzez wymianę silnika oraz
wprowadzenie regulacji częstotliwościowej
Modernizacja napędu pompy wody sieciowej
nr 6 poprzez wymianę silnika oraz
wprowadzenie regulacji częstotliwościowej
(nakłady pomniejszone o dotację)
PLN
Osiągnięte oszczędności
energii
MWh/rok
811 600
980
5,5
577 600
980
3,9
Nakłady
SPBT
lata
Rysunek 1 Wartość bieżąca netto dla inwestycji przy różnej stopie dyskonta dla dwóch wariantów
finansowania
Efekt energetyczny i efekt ekologiczny
W wyniku wdrożenia projektu efekt ekologiczny uzyskano poprzez zmniejszenie zużycia energii
elektrycznej. Jako rok bazowy na potrzeby określania efektu energetycznego i ekologicznego przyjęto
rok 2006. Dla danych z roku 2008 roczne oszczędności odniesione do roku bazowego kształtują się
następująco:
− oszczędność energii elektrycznej: 980 MWh/rok
− efekt ekologiczny wynikający z oszczędności energii elektrycznej:
Wyszczególnienie
Jednostka
Obniżenie emisji
Zmniejszenie emisji pyłu
kg/rok
1 774
Zmniejszenie emisji SO2
kg/rok
2 156
Zmniejszenie emisji NOx
kg/rok
1 205
Zmniejszenie emisji CO2
kg/rok
951 580
4. Podsumowanie
Modernizacja pompowni wody sieciowej stanowiła najważniejszą część szerszego programu zmniejszania
energochłonności napędów w EC Wrotków. Program ten objął również przedsięwzięcia dotyczące
modernizacji napędów w układzie odgazowania i uzupełniania wody sieciowej. Zakres tych działań
i ostateczna decyzja o ich realizacji podejmowana była zawsze w oparciu o analizy techniczno-ekonomiczne
pozwalające na określenie najbardziej efektywnych obszarów modernizacji.
Inwestycja dotycząca modernizacji pompowni charakteryzowała się dobrymi wskaźnikami
ekonomicznymi a sukces w postaci pozyskania dla projektu dotacji w wysokości 30% całkowitych
nakładów dodatkowo je znacznie poprawił. EC Lublin-Wrotków wystąpiła o finansowanie zewnętrzne
w ramach mechanizmu Fundacji EkoFundusz związanego z modernizacją napędów elektrycznych
o mocy powyżej 200 kW. Mechanizm ten powstał z inicjatywy Fundacji na rzecz Efektywnego
Wykorzystania Energii, jako jednej z agencji wdrażających Polski Program Efektywnego
Wykorzystania Energii w Napędach Elektrycznych (PEMP), we współpracy z EkoFunduszem i był
dostępny dla przedsiębiorstw zainteresowanych modernizacją użytkowanych przez nie napędów
elektrycznych w latach 2005 – 2008. Przyznano w tym okresie dotacje w wysokości około 2 mln PLN.
.