Bojler elektrodowy - PARAT Halvorsen AS

Bojler elektrodowy - PARAT Halvorsen AS

Wysokonapięciowy bojler elektrodowy
Od MOCY do CIEPŁA – para wodna lub gorąca woda
1
Bojler elektrodowy wytwarzający gorącą wodę o mocy
25 MW z PARAT Halvorsen AS umieszczony w kotłowni
2 N-ERGIEs w Norymberdze (Niemcy).
Od ENERGII odnawialnej do
WYSOKIEJ TEMPERATURY
z bojlerem elektrodowym PARAT
PARAT; bojlery od 1920 roku
Bojler elektrodowy został zaprojektowany i opracowany przez
naszych wewnętrznych inżynierów i jest produkowany w naszym
zakładzie w Norwegii od 1990 roku. Nasza przygoda z bojlerami
sięga 1920 roku. Dzięki naszemu długiemu doświadczeniu
dostarczyliśmy pierwsze na świecie bojlery wytwarzające parę
wodną do regulacji sieci energetycznej.
Para wodna i gorąca woda
Bojler elektrodowy jest dostępny w wersji wytwarzającej parę
wodną i gorącą wodę. Energię odnawialną można wykorzystać
w sieciach parowych i okręgowych sieciach grzewczych. Bojler
elektrodowy może pełnić również funkcję bojlera pomocniczego.
Zobacz nasz plik wideo o bojlerze elektrodowym: www.parat.no/youtube
3
Regulacja sieci
Rosnąca ilość energii odnawialnej uzyskiwanej z systemów słonecznych
i wiatrowych zapewnia coraz więcej nadmiernej energii w sieci.
Moc trzeba wykorzystać, aby ustabilizować częstotliwość prądu na
poziomie 50 Hz. Jest to tzw. regulacja częstotliwości sieci.
Regulacja sieci
elektroenergetycznej
Rosnąca ilość energii wytwarzanej przez
systemy wiatrowe i słoneczne stworzyła zapotrzebowanie na szybką regulację częstotliwości sieci elektroenergetycznych. Bojler
elektrodowy PARAT może być używany do
pierwotnej regulacji w czasie krótszym niż
30 sekund z minimalnego do pełnego obciążenia. Przekształcanie energii elektrycznej na
ciepło umożliwia magazynowanie energii odnawialnej w okresach nadprodukcji.
Bojler elektrodowy PARAT to najbardziej
kompaktowy i najbardziej opłacalny sposób
przekształcania energii na ciepło.
4
Bojler pomocniczy
Ponieważ energia elektryczna będzie dostępna w przyszłości jako paliwo, bojler elektrodowy PARAT będzie również pełnił funkcję
bojlera pomocniczego w razie awarii kotłów
opalanych lub w systemie dystrybucji paliwa.
Niska cena energii
Nawet w krajach, w których udział energii
odnawialnej w sieciach energetycznych nie
jest znaczny, bojler elektrodowy może być
używany w okresach, kiedy cena energii jest
niska, np. w nocy. n
25,0 MW
Sygnał SRL z kontroli sieci
Wymagane obciążenie bojlera
Rzeczywiste obciążenie bojlera
12,5 MW
0 MW
11:20
11:40
Typowe krzywe regulacji SRL w Infraserv Höchst (Frankfurt).
5
Sieć parowa
Rozwiązania parowe
Sieć parowa to doskonałe miejsce na wykorzystanie nadmiaru mocy
z odnawialnych źródeł energii. Kiedy bojler elektrodowy działa,
tradycyjne bojlery mogą zmniejszyć obciążenie, co prowadzi do
oszczędności paliw kopalnych
Para jest wytwarzana w wodzie między
elektrodami. Wewnętrzny system obiegu
doprowadza wodę do elektrod w stosunku
10:1 w celu uzyskania parowania. Wyrzut jest
kontrolowany przez zawór dławikowy, który
reguluje poziom w górnej komorze.
Para gromadzi się w górnej części zbiornika
ciśnieniowego i jest uwalniana przez główny
zawór parowy. Jeżeli ciśnienie pary wzrasta
ponad wartość zadaną, moc jest automatycznie zmniejszana.
6
Ważnym parametrem powiązanym z optymalną
eksploatacją bojlera, jest przewodność wody.
Przewodność jest stale monitorowana, aby
zapewnić prawidłowy wyrzut z bojlera. Kiedy
przewodność przekracza wartość zadaną,
uruchamia się automatyczny wydmuch.
Przegrzewanie
Oddzielnie dostępne są niskonapięciowe
przegrzewacze elektryczne. n
Infraserv Höchst, Frankfurt
DOPROWADZENIE
WYSOKIEGO NAPIĘCIA
WYLOT PARY
CIŚNIENIOWY ZAWÓR
BEZPIECZEŃSTWA
KONTROLA CIŚNIENIA
BEZPIECZNE CIŚNIENIE
ZAWÓR
DŁAWIKOWY
KONTROLA
POZIOMU
BEZPIECZNY
POZIOM
PRZETWORZONA
WODA ZASILAJĄCA
KONTROLA
PRZEWODNOŚCI
SPUST
POMPA OBIEGOWA
Podstawowy diagram systemu wytwarzania pary w bojlerze elektrodowym
7
Magazynowanie
ciepła
Okręgowa
sieć cieplna
Gorąca woda
Okręgowa sieć cieplna zawsze będzie miała możliwość
odbioru nadwyżki energii z odnawialnych źródeł. Kiedy bojler
elektrodowy działa, tradycyjne bojlery mogą zmniejszyć obciążenie,
co prowadzi do oszczędności paliw kopalnych.
8
Instalacja zbiornika do magazynowania ciepła
zwiększa zdolność do odbioru dużych ilości
energii, kiedy działa regulacja sieci. Później
energia może zostać uwolniona ze zbiornika,
kiedy klient potrzebuje ciepła.
Jeżeli temperatura dostarczana do klienta
przekracza wartość zadaną, moc bojlera
zostaje automatycznie zmniejszona. Wylot jest
kontrolowany przez zawór dławikowy, który
reguluje poziom w górnej komorze bojlera.
Gorąca woda jest wytwarzana poprzez obieg
wody w bojlerze przez górną komorę, gdzie
zawieszone są elektrody. Zbiornik bojlera jest
utrzymywany pod ciśnieniem z wykorzystaniem
azotu lub podobnego systemu na gaz
obojętny, a w wyniku stosunkowo niskiego
poziomu wody bojler może również działać
jako zbiornik dodatkowy.
Ważnym parametrem powiązanym z optymalną
eksploatacją bojlera, jest przewodność wody.
Przewodność jest stale monitorowana, aby
zapewnić prawidłowy wyrzut z bojlera. Kiedy
przewodność przekracza wartość zadaną,
uruchamia się automatyczny wydmuch.
System przesyłowy obejmuje przewody, zawór
kontrolny i wymiennik ciepła zapewniające
dostarczenie ciepła do okręgowego obiegu
ciepła. n
Coca Cola Enterprises, Norwegia
DOPROWADZENIE
WYSOKIEGO NAPIĘCIA
CIŚNIENIOWY ZAWÓR
BEZPIECZEŃSTWA
KONTROLA CIŚNIENIA
N2
SYSTEM
CIŚNIENIOWY
BEZPIECZNE CIŚNIENIE
KONTROLA
TEMPERATURY
KONTROLA
TEMPERATURY
ZAWÓR
DŁAWIKOWY
BEZPIECZNY
POZIOM
PRZETWORZONA
WODA ZASILAJĄCA
KONTROLA
PRZEWODNOŚCI
POMPA
OBIEGOWA
BEZPIECZNA
TEMPERATURA
ZAWÓR
TRÓJDROŻNY
WYMIENNIK
CIEPŁA
KONTROLA
PRZEWODNOŚCI
SPUST
Podstawowy diagram systemu wytwarzania gorącej wody w bojlerze elektrodowym.
9
Specyfikacje techniczne
Kody projektowe
Dostarczane bojlery są opatrzone znakiem
CE z kodem EN12953 zgodnie z dyrektywą
w sprawie urządzeń ciśnieniowych 97/23/WE.
Opcjonalnie urządzenia mogą być dostarczane ze stemplem ASME. Bojler elektrodowy
jest również dostępny w wersji EX do instalacji
w strefie 2. obszarów niebezpiecznych. Przyłącze średniego napięcia jest zaprojektowane
zgodnie z normą EN 61936-1 dotyczącą instalacji elektrycznych.
Zasady działania bojlera
Bojler składa się ze kontenera zewnętrznego
i wewnętrznego. Wewnątrz kontenera wewnętrznego, który jest odizolowany elektrycznie od zewnętrznej obudowy, zawieszone są
elektrody. Napięcie bojlera wynosi 6 – 23 kV.
Ciepło jest generowane przez rezystancję w
wodzie między elektrodami. Bojler działa jako
rezystancja w głównym obwodzie. Woda i
kontener wewnętrzny tworzą izolowany punkt
zero w połączeniu gwiazdkowym między elektrodami. Firma PARAT stosuje tę udaną koncepcję elektrod od 1993 roku. Dzięki geometrii
elektrod przepływ prądu jest tak niski, że elektrody nie zużywają się.
System kontroli
Wykorzystaliśmy nasze doświadczenie do
opracowania nowoczesnego i solidnego
systemu kontroli bojlera w oparciu o platformę
Siemens S7 Fail-safe PLC, która jest prosta
w użyciu. Bojler jest również dostępny z
systemem zdalnego sterowania PARAT. W ten
sposób można zdalnie monitorować bojler
w sieci z dowolnego miejsca na świecie.
System obejmuje również diagnostykę online
i aktualizacje oprogramowania do kontroli z
centrum serwisowego PARAT w Norwegii.
Oprzyrządowanie może być 1oo2 lub 2oo3.
10
Ze stanu zimnego do pełnej temperatury
w mniej niż 5 minut
Czas reakcji od minimalnego obciążenia
do pełnego to 30 sekund
Minimalne obciążenie 0 %
Brak uziemienia
Kompaktowa konstrukcja – maksymalnie
60 MW w jednym urządzeniu
Transformator niskiego napięcia
nie jest wymagany
Elektrody nie podlegają zużyciu
Minimalny zakres konserwacji
Bojler elektrodowy ma wyjątkowo kompaktową konstrukcję. Nawet
bojler o pojemności 60 MW zmieści się w dotychczasowej kotłowni.
Obudowa bojlera jest wyposażona seryjnie w izolację z wełny mineralnej
2 x 75 mm i pokryta malowanymi proszkowo płytami aluminiowymi.
Części wizualne są malowane.
Wymiary zewnętrzne bojlerów do regulacji sieci obejmują płaszcz
izolacyjny. Producent zastrzega sobie prawo do wprowadzenia zmian:
Wysokość
Bojler wytwarzający parę wodną
Wydajność (MW)
0-50-150-300-60
Średnica (mm)
2100235027003500
Wysokość (mm) * 4800558058006350
Masa transportowa (kg) 6500 80001100016000
Masa eksploatacyjna (kg)9000120001620025000
Masa testowa (kg)
Średnica
14500220003000046000
Dane dotyczące masy dotyczą ciśnienia projektowego wynoszącego 16 barg.
* Jeżeli pompy obiegowe są umieszczone na tym samym poziomie co bojler,
należy przewidzieć dodatkową wysokość dla pompy NPSH.
Bojler wytwarzający gorącą wodę
Wydajność (MW)
0-50-150-300-60
Średnica (mm)
2100235027003500
Wysokość (mm)
4800558058006350
Masa transportowa (kg)45005000700011000
Masa eksploatacyjna (kg)7000 9000 12200 20000
Masa testowa (kg)
Średnica
12500190002600041000
Dane dotyczące masy dotyczą ciśnienia projektowego wynoszącego 6 barg.
11
PARAT Halvorsen AS
P.O. Box 173
NO-4402 Flekkefjord
Norwegia
Tel. +47 99 48 55 00
Faks +47 38 32 44 71
[email protected]
www.parat.no
12