Tehnologie

 

Prezentarea continutului

  • Centrale ORC CHP
  • Centrale CHP cu abur
  • Mici dispozitive de incalzire agro
  • Proiect de centrala personalizat pentru diversi clienti
  • Incalzire de cvartal
  • Producerea de peleti
  • Industria procesatoare de hrana
  • Industria prelucratoare a lemnului

 

Tehnologia agro-biomasei

technology agropower energy

 

Datorita proprietatilor lor speciale (continut mare de clor, punct jos de topire al cenusei), combustibilii agricoli necesita tehnologie de combustie speciala. In acest domeniu companiile daneze sunt cele mai avansate, pentru ca au acum peste 20 de ani de experienta.



 

Pentru o lunga perioada de timp utilizarea paielor drept combustibil regenerabil a fost mai mult sau mai putin in centrul atentiei in Danemarca. In prezent, insuficienta combustibililor regenerabili si preturile lor in crestere, impun cautarea de alternative. Din moment ce combustibilii agricoli sunt in general neutilizati si sunt larg disponibili la preturi rezonabile, tehnologia de ardere a paielor se raspandeste in prezent in multe alte tari, cu o viteza in crestere. Astfel o companie daneza a construit peste 25 de centrale in ultimii cinci ani numai in China.

 

 

technology agropower energy

 

 

Pana in prezent, majoritatea furnizorilor de astfel de centrale au oferit fie centrale foarte mari (70.000 tone de paie saumai mult) sau centrale relativ ineficiente. Acest fapt a incetinit dezvoltarea in Europa, datorita urmatoarelor motive:

  • Este aproape imposibil sa se asigure suficienti combustibili pentru centralele mari, pe termen lung, fara a implica sute de furnizori.
  • Cantitatea imensa de caldura produsa de centralele mari le face sa nu fie fezabile.
  • Productia mica de electricitate a centralelor mai mici, le face sa nu fie fezabile.

Acesta este motivul pentru care AGROPOWER a dezvoltat noi modele de centrale cu o companie daneza producatoare de cazane pe baza de paie:

  • CHP pe baza ORC (700kW – 1.000kW)
  • CHP pe baza de abur (2.500 – 3.000kW)

Toate aceste sisteme pot fi livrate de catre furnizorul danez ca solutii la cheie.

 

technology agropower energy

 

In acest grafic se poate vedea productia potentiala de energie electrica si termica a acestor centrale si necesarul de teren agricol. Aceste centrale noi dezvoltate, combina inalta eficienta cu dimensiunile mai mici ale centralelor, la preturi foarte competitive. In plus, combustia poate fi alimentata cu multi combustibili diferiti (paie, coceni de porumb, tocatura din lemn, dejectii de la pasari, etc.) – doar sectiunea de admisie trebuie modificata.

 

Adtfel, acestea sunt perfect potrivite pentru productia de energie din agro-combustibili, pentru ca:

  • Este usor de contractat necesarul de combustibil. Sunt chiar ferme care pot sa aprovizioneze aceste centrale cu propria productie de paie.
  • Costul transportului si al combustibilului scade. Flexibilitatea combustiei usureaza si ea aprovizionarea cu combustibil
  • Flexibilitatea in utilizarea duala face ca si mai multe asezari sa se intereseze de astfel de centrale.
  • Utilizarea caldurii este mai flexibila si am dezvoltat mai multe solutii posibile (producerea de peleti, sera, grajduri, incalzirea sau racirea de cvartale, etc.).
  • Investitia poate fi gestionata individual de catre marii fermieri.

Centrale ORC CHP

Tehnologia ORC este binecunoscuta de multi ani si si-a aratat fiabilitatea pe parcursul multor ani de functionare. Am combinat aceasta tehnologie cu bine testata combustie a paielor de la partenerul nostru danez. Sistemul poate fi combinat, de asemenea, cu sectii de uscare, pentru a creste eficienta generala, in special la folosirea lemnului.



 

technology agropower energy

 

Prezentare proces

1. Buncar/admisie biomasa

- Admisie automata a biomasei

- Podea cu apasare sau cargo

- Depozitare combustibil pentru 2-3 zile

2. Uscator

- Uscare prealabila biomasa

- Uscator inovativ de biomasa cu vibratii

- Reducerea consumului de combustibil

- Optimizarea eficientei electrice

- Mare flexibilitate in sistemul de apa calda

3. Focar/combustie

- Focar si gratar optimizate pentru diferite tipuri de biomasa

- Sisteme moderne de control al combustiei

- Emisii reduse si utilizare eficienta a combustibilului

4. Cazan termic cu ulei

- Inalta temperatura a uleiului (310 - 3200C)

- Doua circuite de incalzire (temperatura inalta/joasa)

- Cel mai inalt randament posibil,( aproximativ 80%)

5. ORC

- Productia de energie si caldura

- Randament bun si abilitate de incarcare partiala

6. Dispozitiv de curatire a aerului

- Sistem multi-ciclon si ESP

- Respecta toate regulamentele UE si nationale

7. Retea de distributie

- Retea de distributie si consumatorii de caldura ai clientului

8. Dispozitiv de racire

- Productie mare de energie atunci cand cererea de caldura este mica (de exemplu vara)

- Randament electric mare (reducerea temperaturii apei pe retur)


technology agropower energy

 

Avantaje ORC

- tehnologie dovedita a fi usor de utilizat (de 40 ani)

- operare 100% automata – fara supervizare permanenta

- aproape fara costuri de intretinere, personal sau service

- randament electric bun si in sarcina partiala

- timp de functionare mare

- nici un vas de presiune în sistem - mai puține reglementari

- cost de investitie scazut

 

ORC 6

Agro-biomasa

Necesarul de teren

Productia de energie

Productia de apa calda

Paie grau 2.500 ha 617 kW 2.600 kW
Strujeni porumb 1.000 ha 2.600 kW
Coceni porumb 3.100 ha 2.600 kW
Arbori energetici 350 ha 1.800 kW

ORC 7

Agro-biomasa

Necesarul de teren

Productia de energie

Productia de apa calda

Paie grau 3.000 ha 700 kW 3.000 kW
Strujeni porumb 1.200 ha 3.000 kW
Coceni porumb 4.200 ha 3.000 kW
Arbori energetici 420 ha 2.100 kW

ORC 10

Agro-biomasa

Necesarul de teren

Productia de energie

Productia de apa calda

Paie grau 4.000 ha 1000 kW 4.200 kW
Strujeni porumb 1.600 ha 4.200 kW
Coceni porumb 5.600 ha 4.200 kW
Arbori energetici 560 ha 2.900 kW

In sistemul multi-combustibil, agro-biomasa se poate combina. Sunt necesare diferite sisteme de admisie.

 

Centrale CHP cu aburi

 

technology agropower energy

Aici partenerii nostri danezi au translatat in jos pe scara puterii, inalta eficienta a centralelor cu aburi mai mari si le-au combinat cu bine-testata lor tehnologie de combustie a paielor. Centrala are cateva dispozitive pentru minimizarea pierderii de caldura si cresterea eficientei. De aceea purjorul cazanului este folosit pentru pre-incalzirea condensului iar apa de alimentare este si ea pre-incalzita cu aburi de la turbina. Parametrii aburului direct sunt optimizati pentru a genera cea mai mare cantitate de energie, fara a aparea probleme de coroziune la super incalzitoare (proeict special).

 

 

 

 

 

 

 

technology agropower energy

 

Centrala de mare eficienta

Agro-biomasa

Necesarul de teren

Productia de energie

Productia de apa calda

technology agropower energy

Paie grau 8.000 ha 2.470 kW
-
2.970 kW
6.500 kW
Strujeni porumb 3.100 ha 6.500 kW
Coceni porumb 11.000 ha 6.500 kW
Arbori energetici 1.100 ha 4.500 kW

 

Un alt avantaj al acestui sistem este flexibilitatea caldurii produse. Aceasta poate fi sub forma de apa calda sau aburi, la temperaturi si presiuni reglabile. Acesta este foarte important pentru multe industrii care au nevoie de aburi ca sursa de incalzire (de exemplu industria procesatoare de hrana, etc).



Dispozitive mici de incalzire AGRO

technology agropower energy

350 kW
650 kW
950 kW

Solutia perfecta de incalzire pentru ferme

  • Potrivita pentru uscarea boabelor si incalzirea grajdurilor, serelor, etc.
  • Utilizare flexibila a combustibililor AGRO
  • Usor de folosit si eficient din punct de vedere costuri
  • Depozitul mare de apa permite incalzirea peste noapte fara manipularea combustibilului
  • Control automat 100% cu arzator de pornire/suport pe baza de petrol
  • Solutie la cheie

ECONOMIE DE COST

ECONOMIE DE COST

COST COMBUSTIBIL*

COST INCALZIRE

Paie 25 €/t 0,8 Centi/kWh
lemn 35 €/t 1,5 Centi/kWh
Gaze naturale 0,25 Cent/m³ 2,8 Centi/kWh
GPL 75 Cent/l 8,3 Centi/kWh
Petrol pentru incalzire 115 Cent/l 12,8 Centi/kWh

* Sursa: EU statistics December 2012

 

Diferite materiale biomasa

technology agropower energy

1x Balot paralelipipedic de paie

Dimensiuni maxime:

d= 1,2 x 1,2 x 2,5m

Masa ~500kg


 

 

 

 

 

technology agropower energy

2 x baloti rotunzi de paie

Dimensiuni maxime:

d =1,5m / B = 1,2m

Masa ~2x 300kg

Lemn de foc / busteni

Dimensiuni maxime: L = 2,5m


 

technology agropower energy

 

 

 

1. Cos de fum
2. Ventilator ID
3. Extragere cenusa fina
4. OPTIIUNE: Multi ciclon
5. conducta de gaz evacuare
6. Aer secundar
7. Aer primar
8. Arzator de aprindere
9. Balot de paie
10. Rezervor depozitare apa
11. Camera de combustie
12. Paci de otel profilate
13. Izolatie
14. Cutie gaz evacuare
15. Tuburi foc
16. Camera intoarcere
17. Clapeta control temperatura
18. Usa cuptor
19. Vas de expansiune

 

 

 

 

 

CAPACITATE ACUMULARE

 

350 kW

650 KW

950 kW

Baloti 2,0 – 2,4MWh
5,7 – 6,9 h
2,0 – 2,4MWh
3,1 – 3,7 h
2,0 – 2,4MWh
2,1 – 2,5 h
Rezervor de apa* 3,1 MWh
8,9 h
5,0 MWh
7,7 h
6,3 MWh
6,6 h
Max. time without
bale feed-in
14,6 – 15,7 h 10,8 – 11,4 h 8,7 – 9,2 h

* Rezervorul de apa este integrat in proiect. Baza de calcul este pe o cadere de temperatura de la 105°C la 50°C.

 

Proiect centrala personalizat pentru diversi clienti

Proiectam centrala pe baza de agro-biomasa conform necesitatilor de energie ale clientului si disponibilitatii resurselor locale de biomasa.

technology agropower energy

 

Oportunitati de utilizare a caldurii

Incalzire cvartale

technology agropower energy

 

Multe centrale CHP sunt conectate la retelele de incalzire ale cvartalelor. O problema in acest caz este consumul redus de caldura din timpul verii (~ 10 – 20% din cel de iarna). Din acest motiv centralele CHP profitabile fie au nevoie de o retea mare de incalzire, cu unitati de incalzire suplimentare pentru iarna fie au nevoie in retea de clienti industriali cu consum pe tot parcursul anului.

 

In orice caz, retelele de incalzire ale cvartalelor sunt cel mai important consumator de caldura pentru centralele CHP si acest domeniu va fi chiar extins in viitor. Chiar si in Europa de Sud-Est, potentialul este foarte mare din moment ce chiar si orasele mai mici au retele de incalzire de cvartal (in Romania, spre exemplu, circa un sfert din toate gospodariile sunt conectate). Urmatorul tabel prezinta faptul ca centralele CHP proiectate sunt fezabile chiar si pentru orasele mai mici.

 

 

Cererea de incalzire pentru gospodarii

Marimi de orase fezabile*

Tara

kWh/m²

kWh/persoana

ORC10

sCHP30

Europa de Sud-Est 390 kWh/m² 7.800 >9.000 >12.000
Germania 140 kWh/m² 5.600 >12.000 >19.000

* … Estimare: o treime din persoane sunt conectate la reteaua de incalzire de cvartal.

 

Vanzarile de caldura pot fi crescute daca se genereaza energie de racire in timpul verii (de exemplu pentru centre de logistica, etc.). Acest fapt este tehnic posibil cu masini de absorbtie bine testate.

 

Producerea de peleti

technology agropower energy

In ultimii ani au fost construite in numar mare fabrici de peleti si brichete din lemn. Aceste procese sunt mari consumatoare de energie pentru ca materialul trebuie uscat mai intai. Din acest motiv, fabricile de peleti si centralele CHP sunt o combinatie obisnuita in multe tari.


 

 

 

 

 

 

 

Urmatorul tabel prezinta faptul ca industria de producere a peletilor necesita cantitati de energie destul de mari:

 

Marime fabrica*

Necesar de caldura

Marimi de centrala fezabile

30.000 t ~ 4.8MW ORC10, sCHP30
60.000 t ~ 9.6 MW sCHP50
90.000 t ~ 14.4 MW sCHP80
120.000 t ~ 19.2 MW sCHP100

* … productia de peleti..

 

Un alt avantaj in acest domeniu este posibilitatea de a utiliza o buna parte din energia de temperatura joasa in proces, fapt ce se poate realiza cu ajutorul sistemelor de recuperare de caldura din gazele de evacuare ale CHP. Restul de energie trebuie livrata ca apa calda.

 

Mai mult, AGROPOWER a dezvoltat un concept in care productia clasica de peleti poate fi combinata cu productia de agro-peleti din plante furajere cum este alfa alfa. Acest concept este optimizat pentru fermele mai mari, care pot utiliza caldura pe tot parcursul anului pentru uscarea boabelor, productia de hrana sub forma de peleti, incalzire grajduri / sere, etc.

 

Industria procesatoare de hrana

Industria procesatoare de hrana, consuma multa energie in urmatoarele domenii:

  • Aburi de proces pentru sterilizare
  • Energie de incalzire – in prezent mai mult aburi / pot fi partial inlocuiti cu apa calda
  • Energie de racire – in prezent mai mult electricitate / poate fi partial inlocuita cu apa calda

Pe fondul cresterii preturilor pentru energie din ce in ce mai multe companii din domeniu si-au schimbat sursa de caldura in biomasa. Aceasta tendinta va continua in viitor si ofera oportunitati interesante.


Exemplul I – ferme de vaci de lapte

technology agropower energy

In prezent, majoritatea fermelor de vaci de lapte functioneaza doar cu aburi (~ 5bar). Cu investitii mici in productie, cea mai mare parte a acestei energii poate fi livrata si sub forma de apa calda. Un alt mare potential este trecerea productiei de enrgie de racire pe centrala CHP.

Urmatorul tabel prezinta o estimare bruta a necesarului de energie din fermele de vaci de lapte (incalzire si o parte din racire) pe baza a doua marimi de referinta. Se poate observa ca si fermele de vaci de lapte medii sunt interesante pentru centrale CHP.

 

 

 

Marime instalatie*

Necesar de caldura

Marimi de centrala fezabile

150.000 t ~ 4.8MW sCHP30
300.000 t ~ 9.6 MW sCHP30
450.000 t ~ 14.4 MW sCHP50

* … lapte procesat in tone, intr-o ferma de vaci de lapte integrata.

 

 

Examplul II – fabrici de bere

technology agropower energy

Urmatorul tabel ofera o estimare bruta a necesarului de energie al fabricilor de bere (incalzire si racire) Acesta demonstreaza ca aceste unitati ar trebui sa aiba o productie de cel putin 500.000hl.

 

 

 

 

 

 

 

Marime instalatie*

Necesar de caldura

Centrale fezabile

250.000 hl ~ 1.7MW Prea mica
500.000 hl ~ 3.4 MW sCHP30
750.000 hl ~ 5.1 MW sCHP30

* … producatoare de bere, in hl.

 

Industria prelucratoare a lemnului

technology agropower energy

Din moment ce centralele CHP pot fi alimentate si cu biomasa pe baza de lemn si aceasta industrie ofera posibilitati interesante. In general aceste fabrici ofera conditii bune de amplasare a centralelor CHP, pentru ca ele isi produc propriul combustibil si pot folosi caldura in procesul propriu.

 

In Europa de Sud-Est, industria de prelucrare a lemnului a decazut odata cu caderea comunismului si a lasat in urma fabrici invechite si destul de ineficiente. Dar, in ultimii ani din ce in ce mai multi investitori internationali construiesc fabrici moderne in aceste tari. Astfel, industria de prelucrare a lemnului inca se dezvolta foarte bine in aceste tari, oferind bune oportunitati si pentru centralele CHP.

Urmatorul tabel prezinta o situatie a productiei de combustibil si a necesarului de caldura al gaterelor. Se poate vedea ca aceste instalatii pot alimenta centrale CHP mult mai mari decat ar avea nevoie ca sa-si acopere propriul necesar de caldura. Acest fapt ofera posibilitati interesante de cooperare pentru livrarea caldurii altor consumatori (de exemplu orase, etc.).


Marime fabrica*

Necesar de combustibil

Necesar de caldura

50.000 m³ 6.75 MW ORC10 1.0 – 1.5 MW ORC7
100.000 m³ 13.5 MW sCHP30 1.9 – 3.1 MW ORC7
250.000 m³ 33.7 MW sCHP80 4.7 – 7.7 MW sCHP30
500.000 m³ 67.5 MW sCHP160 9.3 – 15.3 MW sCHP80

* … m³ de busteni prelucrati in gater.

 

Alte industrii consumatoare de caldura

In afara de industriile mentionate, mai sint multe alte ramuri ale productiei cu un necesar interesant de incalzire.