Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia

Załącznik nr. 1 do Zapytania Ofertowego - Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia
Przedmiotem niniejszego zapytania ofertowego jest dostawa wyposażenia 4 stanowisk
badawczych do laboratorium Termicznych Technologii Biomasy – L2/5, które znajdować się będzie
w budowanym Centrum Badawczym PAN „Konwersja Energii i Źródła Odnawialne” w gminie
Jabłonna.
PRZEDMIOT ZAMÓWIENIA
W ramach niniejszej dostawy należy wykonać projekty stanowisk oraz zbudować i zamontować:
1. Instalację zgazowania biomasy,
2. Instalację katalitycznego oczyszczania syngazu,
3. Małoskalową komorę spalania,
4. Stanowisko maszyn cieplnych na syngaz.
1. Instalacja zgazowania biomasy
Badania eksperymentalne procesu zgazowania w reaktorze współprądowym mają na celu
analizę procesu zgazowania pod kątem zastosowania różnych czynników zgazowujących takich jak
powietrze, para wodna, ditlenek węgla oraz układy mieszane. Reaktor powinien mieć wydajność do 20
kg paliwa na godzinę.
Reaktor zgazowujący powinien posiadać prostą konstrukcję. Jednym z najważniejszych założeń
konstrukcyjnych jest możliwość dozowania czynnika zgazowującego w postaci pary wodnej, ditlenku
węgla lub układów mieszanych (np. powietrze-para wodna) w różne strefy reaktora, tak aby
optymalizować proces pod kątem jakości otrzymanego syngazu, a także stopnia konwersji paliwa.
Czynnik zgazowujący powinien podawany być poprzez układ dysz dolotowych o średnicy 10-15mm.
Istotne znaczenie ma sposób podawania paliwa. Przykładowy układ, który może składać się z
podajnika ślimakowego oraz zasobnika powinien móc dozować zrębki o różnej granulacji 2-20mm, w
trybie 5-20kg/h paliwa, przy jednorazowym zasypie zasobnika wsadem o masie 10 kg. Poprzez
falownik podajnik ślimakowy powinien mieć możliwość regulacji obrotów.
Elementy instalacji zgazowania biomasy, wymogi techniczne wykonania urządzeń i montażu
1.
•
•
•
•
•
•
Wykonanie i montaż modułu reaktora (Rysunek 1)
kształt zbiornika cylindryczny,
grubość ścianki reaktora min 4,0mm
całość wykonana ze stali o podwyższonej odporności na temperaturę i korozję,
wysokość reaktora min. 1.0 mb,
układ rozpałkowy,
system doprowadzenia powietrza, z uwzględnieniem wentylatora nadmuchowego wydajn. max.
m3/h, ciśnienie stat. 25000Pa,
Rysunek 1 Schemat zgazowarki na biomasę małej mocy
urzą
załadunku paliwa
2. Wykonanie i montażż urządzeń
• moduł ciągłego
głego zasypu biomasy, ze zbiornikiem max. 5kg
3. Wykonanie i montażż układu kontroli i sterowania
• Czujnik termoelektryczny płaszczowy z termoelementem typu S klasy 1 szt. 3,
zakończony
czony głowicą aluminiową, materiał płaszcza stal żaroodporna pyrosil D, średnica
płaszcza D=6mm, spoina pomiarowa odizolowana od osłony, długość
długo czujnika L=300,
mierzący
cy temperaturę
temperatur w trzech strefach reaktora
• Przepływomierz , oparty na masowym natężeniu
nat eniu przepływu, zasilanie 24 VDC, zakres 00
20m/s
• Rejestrator,, 16 wejść
wej
analogowych
wych pomiarowych. Powinien on współpracować
współpracowa z
czujnikami:
•
•
•
Pt100, Pt1000, Ni100,
termoelementami typu K, N, S,
przetwornikami z wyjściem
wyj
w standardzie pętli prądowej
ądowej 4-20mA
4
/ 0-
20mA,
•
Komputer pomiarowy szt1.
2. Instalacja katalitycznego oczyszczania syngazu
Instalacja katalitycznego oczyszczania syngazu składa sie z pionowego reaktora
wysokotemperaturowego ogrzewanego oporowo, wyposażonego w trzy niezależnie sterowane strefy
grzewcze. W reaktorze będą znajdowały się dwa złoża. Pierwsze, znajdujące się na górze, będące
obojętnym nośnikiem np. ceramika lub kulki stalowe będzie miało na celu ogrzanie wchodzącego
strumienia gazu zawierającego smoły do temperatury wymaganej do zajścia reakcji. Tak ogrzany
gaz trafi na podgrzane złoże katalizatora na którym smoły ulegną rozpadowi.
Elementy instalacji oczyszczania, wymogi techniczne wykonania urządzeń i montażu
1.
•
•
•
•
•
Wykonanie i montaż modułu reaktora (Rysunek 2)
kształt zbiornika cylindryczny,
grubość ścianki reaktora min 4,0 mm
całość wykonana ze stali o podwyższonej odporności na temperaturę i korozję, zgodnie z
podanym rysunkiem
wysokość reaktora 1.0 mb,
panel sterujący z blatem drewnianym.
Rysunek 2 Schemat reaktora do katalitycznego oczyszczania syngazu
2. Wykonanie i montaż układu kontroli i sterowania
• grzanie przy pomocy 12 grzałek patronowych o długości 100 mm, średnicy 12,5 mm i
mocy 1 kW
•
Regulacja temperatury trzystrefowa przez trzy niezależne regulatory typu PID
wyposażone w wyjście analogowe podłączone z regulatorami fazowymi umożliwiające
regulację temperatury z dokładnością 1°C.
Termoelementy typu K Ø6 wraz z króccami przesuwnymi z gwintem M12x1,5, szt. 12
Rejestracja danych powinna odbywać się przy pomocy rejestratora danych, który posiada
8 wejść analogowych pomiarowych. Powinien on współpracować z czujnikami:
•
•
•
•
•
Pt100, Pt1000, Ni100,
termoelementami typu K, N, S,
przetwornikami z wyjściem w standardzie pętli prądowej 4-20mA / 0-
20mA,
Ponadto rejestrator powinien komunikować się z komputerem przez port RS-485, protokół
ASCII lub ethernet, protokół Modbus TCP, serwer WWW
3. Małoskalowa komora spalania
Wnętrze komory paleniskowej (Rysunek 3) wyłożone musi być materiałem niepalnym
przynajmniej do 1150˚C, przy czym minimalna jego grubość to 3cm. Od strony czoła płomienia zaleca
się stosowanie grubszej warstwy materiału o przewodności cieplnej 0,05W/mK. Komorę należy
zaizolować również od zewnątrz.
Rysunek 3 Rysunek koncepcyjny stanowiska do badania procesów spalania.
Z uwagi na zaleganie dużej ilości żaru na spodzie obszaru spalania, zaleca się wykonać podłoże
z betonu ognioodpornego. Działanie to ma na celu przedłużenie żywotności spodu popielnika.
Dodatkowo, zaleca się rozważenie zainstalowania przenośnika ślimakowego do automatycznego
usuwania popiołu z popielnika oraz stałego rusztu żeliwnego pozwalającego paliwu dopalać się
całkowicie poza palnikiem.
Ze względu silnie reaktywne środowisko w strefie spalania właściwego należy zastosować
termoelement płaszczowy jako miernik temperatury płomienia z dodatkową osłoną w postaci warstwy
korundu. Jako element pomiarowy zastosować termoparę typu S. Czujnik powinien być zamontowany
na ściance od czoła płomienia i zakończony głowicą typu DAN ze zintegrowanym przetwornikiem 420mA, co umożliwi wykluczenie zakłóceń przy przesyle sygnału na większe odległości. W przypadku
niewielkich odległości (3-4m) wystarczającym rozwiązaniem jest kabel kompensacyjny z ekranem.
Dodatkowo, biorąc pod uwagę, że komora obsługiwać ma szeroką gamę palników o bardzo
zróżnicowanej geometrii zarówno urządzenia jak i płomienia, trzeba uwzględnić możliwość regulacji
położenia złącza termoparowego w strefie spalania. Umożliwić to może wykonanie kilku (3-4) rurek
jedna nad drugą, co pozwoli przemieszczać termoelement w dwóch osiach niezależnie (Rysunek 4,
Rysunek 5). Spasowany do rurki stalowy kołnierz termopary zapewnia szczelność w trakcie pomiaru.
Rurki aktualnie nieużywane powinny być zaczopowane (gwint zewnętrzny, nakrętka).
Dodatkowo sugeruje się zastosować termoelement typu K w cienkim płaszczu φ 3 mm do
pomiaru temperatury spalin trafiających do części wymiennikowej oraz do komina.
Aby umożliwić obserwację pola temperatur płomienia za pomocą np. kamery termowizyjnej,
należy przewidzieć instalację drzwiczek na obu stronach komory spalania celem uzyskania widoku na
palnik oraz kontrastu. Uszczelnienie drzwiczek i korpusu wykonane powinno być na sznurze z
materiału niepalnego.
Rysunek 4 Elementy składowe stanowiska pomiarowego.
Wewnątrz przewodu kominowego należy przygotować złącze zaciskowe pod sondę analizatora
spalin φ8mm.
Rysunek 5 Przekrój pionowy stanowiska pomiarowego z Rys.2.
Wyposażenie dodatkowe stanowiska :
•
Termopara ogniowa termoelement typu S, zakres pomiarowy od -40 do 1800˚C, klasa I, długość
płaszcza 300mm, wbudowany przetwornik głowicowy 4-20mA,
• Termopara spalin 5szt. termoelement typu K, zakres pomiarowy od -40 do 1250˚C, klasa I,
długość płaszcza 200mm, wykonanie z przewodem oraz wtyczką miniaturową,
• Złącza miniaturowe (wtyczka/wtyk) typ K - 15par ,
• Kabel typ SLSLP dla termopary typu K, 2x0.5mm2, ilość – 40mb,
• Kabel typ SLSLP dla termopary typu S, 2x0.5mm2, ilość – 40mb,
• Wielokanałowy rejestrator temperatury i sygnałów standardowych - 1szt, 4 uniwersalne wejścia
pomiarowe nie izolowane galwanicznie:
- termorezystancyjne: Pt100, Ni100 (2- i 3-przewodowe z kompensacją rezystancji linii),
-termoparowe: J, K, S, B, R, T, E, N, kompensacja temperatury zimnych końców,
- analogowe: prądowe 0/4÷20mA, napięciowe 0÷10V, 0÷60mV, rezystancyjne 0÷850Ω
- RS485, MODBUS-RTU SLAVE, izolowany galwanicznie,
- USB (do współpracy z komputerem i obsługi pamięci USB typu pendrive),
-Ethernet, 10base-T, TCP/IP,
• Palnik na pelet z rusztem stałym, moc znamionowa 25kW, pełna automatyka: rozpalania, palenia,
wygaszania, czuwania,
• Palnik na pelet z rusztem schodkowym ruchomym, moc znamionowa 25kW, pełna automatyka:
rozpalania, palenia, wygaszania, czuwania, itp. ,
• Palnik na pelet z rusztem rotacyjnym ruchomym, moc znamionowa 25kW, pełna automatyka:
rozpalania, palenia, wygaszania, czuwania, itp. ,
• Palnik jednostopniowy gazowy, moc znamionowa 18 - 25kW, palnik gazowy jednostopniowy,
pełna automatyka: rozpalania, palenia, wygaszania, czuwania, itp. ,
• Zasobnik na pelet 360l,
• Podajnik do peletu.
4. Stanowisko maszyn cieplnych na syngaz
Stanowisko posłuży do oceny możliwości wykorzystania syngazu powstałego podczas procesu
zgazowania do zasilania silnika spalinowego agregatu prądotwórczego oraz wykonania pomiarów pracy
silnika spalinowego w agregacie.
Agregat prądotwórczy powinien być do zasilania gazem LPG z butli gazowej. Agregat posiada:
gniazdo jednofazowe 220 V oraz wyjście 12 V do zasilania urządzeń elektrycznych, wskaźnik napięcia,
licznik motogodzin, reduktor ciśnienia z butli do ciśnienia zasilania silnika spalinowego.
Rysunek 6 przedstawia schemat ideowy stanowiska maszyn cieplnych na syngaz. Na schemacie
uwzględniono elementy pomiarowe i podstawowe elementy stanowiska.
Rysunek 6 Schemat opomiarowania instalacji podłączenia agregatu prądotwórczego do instalacji wytwarzania syngazu
W opisywanym stanowisku wszystkie pomiary są zapisywane przy pomocy rejestratora danych
(1). Bezpośrednio do wału silnika podłączony jest generator prądotwórczy (5). Na wyjściu z generatora
należy umieścić miernik mocy elektrycznej z wbudowanym pomiarem częstotliwości napięcia (4).
Pomiar mocy pozwoli sporządzić charakterystykę pracy całego agregatu oraz jego sprawność, natomiast
pomiar częstotliwości napięcia wskaże prędkość obrotową wału silnika.
W układzie wydechowym należy umieścić sondę analizatora spalin (2), przy pomocy którego
będzie możliwe uzyskanie dodatkowych informacji o przebiegu procesu spalania. Układ dostarczania
paliwa składa się z dwóch nitek. Oznaczona kolorem niebieskim nitka dostarczania gazu LPG powinna
być wyposażona w butlę z gazem LPG (14), zawór odcinający (13), reduktor ciśnienia (11)
(umieszczony w układzie agregatu prądotwórczego) oraz termiczny miernik natężenia przepływu gazu
(7), dla zminimalizowania oporów przepływu.
Linia zielona przedstawia nitkę dostarczania syngazu. Powinna być podłączona do układu
zgazowania biomasy i wyposażona w zawór odcinający (12), wskaźnik ciśnienia (9), filtr gazu dla
odseparowania cząstek smolistych powstałych w procesie zgazowania (10) oraz czujnik ciśnienia (9).
Układ dostarczania powietrza do gaźnika silnika spalinowego powinien być wyposażony w
fabryczny filtr powietrza.
Rury przyłączeniowe dla nitek dostarczania gazów o średnicy DN 25 powinny zostać
zakończone przejściówkami na węże przystosowane do przesyłu gazów łatwopalnych.
Elementy składowe stanowiska maszyn cieplnych na syngaz
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Wielokanałowy rejestrator danych
Agregat prądotwórczy silnikiem iskrowym moc 3kW
Miernik mocy elektrycznej i częstotliwości napięcia
Przepływomierz termiczny do pomiaru natężenia przepływu syngazu
Przepływomierz termiczny do pomiaru natężenia przepływu LPG
Przetwornik ciśnienia do ogólnych zastosowań przemysłowych
Filtr gazu
Filtr do odseparowania cząstek smolistych z syngazu
Zawór odcinający dopływ syngazu
Zawór odcinający dopływ LPG
Butla LPG
Komputer typu laptop
Elementy te należy połączyć w jeden układ badawczo-pomiarowy.
OGÓLNE WARUNKI ZAMÓWIENIA
Wykonawca zobowiązuje się do zapewnienia serwisu gwarancyjnego w przypadku uszkodzenia
elementów stanowisk w czasie co najwyżej jednego dnia roboczego (24h) od otrzymania zgłoszenia,
okres gwarancji musi wynosić co najmniej 24 miesiące. Wszelkie koszty związane z serwisem w
okresie objętym gwarancją ponosi Wykonawca. Oferta musi zawierać wszystkie koszty związanie z
dostawą i montażem zamawianych stanowisk w miejscowości Jabłonna w woj. mazowieckim na
terenie budowanego Centrum Badawczego PAN „Konwersja Energii i Źródła Odnawialne”.