Voimalaitos- ja prosessipolttimet

Transkriptio

1 Voimalaitos- ja prosessipolttimet Ryhmä 6 Teho 2-90 MW

2 Voimalaitokset Kaukolämpölaitokset Sellu- ja paperiteollisuus Kemianteollisuus Metallurgiset prosessit Yhdyskuntajätteen poltto Hajukaasujen poltto Leijukattilat Soodakattilat Laivakattilat Hyörykattilat Vesikattilat Kuumaöljykattilat Prosessiuunit Kuumailmakehittimet Muut sovellukset

3 Kehittynyttä polttoteknologiaa voimalaitoksiin ja teollisuusprosesseihin Oilon toimittaa voimalaitos- ja prosessipolttimia moniin erilaisiin käyttökohteisiin. Ydinosaamiseen kuuluvat myös venttiilikeskukset, pumppausasemat ja poltinautomaatio, mikä mahdollistaa polttoprosessin kokonaisjärjestelmien toimituksen. Ryhmän 6 polttimissa käytetään nestemäisten polttoaineen sumutuksessa hajotusaineena höyryä tai paineilmaa. Palamisilmapuhallin on oma erillinen yksikkö, joka voi myös olla osa toimitustae. Todellisia hyötyjä laitoksen omistajalle Oilonilla on pitkä kokemus polttoteknologiasta, sillä yhtiö on perustettu jo vuonna Tutkimuksen ja tuotekehityksen painopistealueita ovat korkea hyötysuhde, alhaiset päästöt, vaativien polttoaineiden poltto, luotettava toiminta sekä ympäristöystävällisyys. Polttoprosessin ideaalinen ja turvallinen toiminta viimeistellään oikein toteutetulla automatiikalla, jossa voidaan hyödyntää Oilonin pitkäaikaista kokemusta. Nämä tekijät yhdessä takaavat laitoksen optimaalisen toiminnan ja käyttövarmuuden. Monia käyttökohteita Oilonin poltinosaamista hyödynnetään voimalaitoksissa ja erilaisissa teollisuusprosesseissa, esimerkkeinä höyry- ja kuumavesikattilat, kaukolämpölaitokset, sellu- ja paperiteollisuus, öljyteollisuus, metallurgiset prosessit, ongelmajätelaitokset, yhdyskuntajätteen polttolaitokset, kuumailmakehittimet, jne. Polttoaineet Markkinoilla olevien perinteisten nestemäisten ja kaasumaisten polttoaineiden lisäksi Oilonilla on pitkäaikainen kokemus monien muidenkin polttoaineiden hyödyntämisestä. Näitä ovat esimerkiksi erilaiset biopolttoaineet, pyrolyysiöljyt, prosessikaasut, kaasut, joilla on matala lämpöarvo, teollisuuden sivuvirrat ja monenlaiset jätteet. Kaikissa tuoteperheissäe on mahdollisuus varustaa poltin useaalle polttoaineelle, jolloin erilaisia nesteitä ja kaasuja voidaan polttaa joko erikseen tai samanaikaisesti. Metallurgiset prosessit Sellu- ja paperiteollisuus Kansainvälistä osaamista Oilonilla on kansainvälisesti tunnettua ja tunnustettua erityisosaamista sekä laitetoimituksia kaikkiin maanosiin. Toimituksissa noudatetaan kunkin maan paikallista lainsäädäntöä ja voimassa olevia standardeja. Laitoksen ympäristöluvan vaatimukset huomioidaan laitteiden ja prosessien suunnittelussa. Oilonin asiantuntijat tuntevat erilaisten laitosten olosuhteet sekä erityisvaatimukset ja osaavat valita kuhunkin polttoprosessiin parhaiten soveltuvat ratkaisut. Ongelma- ja yhdyskuntajätteen polttolaitos Alumiinintuotanto 3

4 S-polttimet lukuisiin käyttökohteisiin S-polttimia käytetään tyypillisesti vesi- ja höyrykattiloissa, mutta ne soveltuvat myös moniin muihin käyttökohteisiin. Ensiö- ja toisioilman määrä ja keskinäinen suhde on säädettävissä. Toisioilman pyörteen voimakkuuteen voidaan vaikuttaa säädettävällä siivistöllä, jolloin tuloksena on oikean muotoinen ja tulipesän mittojen mukainen liekki. Säädettävyydellä voidaan oleellisesti vaikuttaa haluttujen päästöarvojen saavuttamiseen erikokoisissa ja -muotoisissa tulipesissä. Tarpeen mukaisesti S-polttimen varustukseen voi kuulua yhden tai kahden nestemäisen polttoaineen lanssi, kaasulanssi ja kaasurengas. Painehäviö 3,5 kpa. * ) KT- S = kevytöljypoltin RT- S = raskasöljypoltin GT- S = kaasupoltin GKT- S = kaasu-/kevytöljypoltin GRT- S = kaasu-/raskasöljypoltin K1 (tyyppi GT-...S) K2 (tyyppi RT-...S, KT-...S) K3 (tyyppi GRT-...S, GKT-...S) 4 Poltin Nimellis- A B C Di Ei F H K1 K2 K3 teho *) Tyypill. MW GT/RT/KT/GRT/GKT -5S 0,9-4, GT/RT/KT/GRT/GKT -8S 1,4-7, GT/RT/KT/GRT/GKT -12S 2,2-11, GT/RT/KT/GRT/GKT -18S 3,2-16, GT/RT/KT/GRT/GKT -25S 4,4-22, GT/RT/KT/GRT/GKT -35S 6,2-31, GT/RT/KT/GRT/GKT -50S 9,0-42, GT/RT/KT/GRT/GKT -70S 12,6-63, *) Arvot voimassa, kun palamisilman lämpötila on +35 C, λ = 1,17 ja ilmanpaine 1,013 bar a.

5 LITEX kompakti muotoilu ja matalat päästöt Litex-polttimessa suunnittelun keskipisteenä on ollut polttimen ilmakaapin muotoilu. Polttimen muodot optimoivat ilmavirtaukset ilmakaapissa ja palopäässä. Tämä etu, joka on saavutettu palamisen mallintamisen eli ns. CFD-laskennan avulla (CFD), tulee esille tasaisena palamisena ja matalina NOx-päästöinä. Jotta NOx-päästöt vähenisivät vielä entisestään Litex-polttimeen voi yhdistää ulkoisen savukaasujen uudelleen kierrätyksen (FGR): pieni savukaasujen määrä merkitsee huomattavia NOx-päästövähennyksiä. Poltin on pienikokoinen ja erittäin kevyt tehoonsa nähden. Litex-polttimen asennus on helppoa, esimerkiksi polttimen muuraus on suoran sylinterin muotoinen. Litex-polttimia käytetään tyypillisesti vesi- ja höyrykattiloissa, mutta ne soveltuvat myös moniin muihin käyttökohteisiin. Painehäviö 2.5 kpa.*) KT-...E = kevytöljypoltin RT-...E = raskasöljypoltin GT-...E = kaasupoltin GKT-...E = kaasu-/kevytöljypoltin GRT-...E = kaasu-/raskasöljypoltin ØB K1 (tyyppi GT-...E) K2 (tyyppi KT-...E, RT-...E) K3 (tyyppi GRT-...E, GKT-...E) 5 C ØH**) 10 Ei A Di Poltin Nimellisteho *) MW A min. ØB C Di Ei ØH **) KT/RT/GT/GKT/GRT-35E KT/RT/GT/GKT/GRT-45E *) Arvot voimassa, kun palamisilman lämpötila on +35 C, λ = 1,17 ja ilmanpaine 1,013 bar a. **) ØH = Palopään sisähalkaisija K1 min. K2 min. K3 min.

6 K-polttimet moniin eri prosesseihin K-poltin on oikea valinta monenlaisiin teollisuusprosesseihin, kuten ongelma- ja yhdyskuntajätteen polttolaitoksiin. Palamisilma syötetään tangentiaalisesti ilmakaappiin, millä aikaansaadaan voimakas palamisilman pyörre ja stabiili liekki. Polttimen rakenne mahdollistaa korkean käytettävyyden vaativissa prosessiolosuhteissa. K-poltin voidaan varustaa useilla lansseilla sen mukaisesti, kuinka monta polttoainetta on käytössä. Painehäviö 3,5 kpa. * ) KT- K = kevytöljypoltin RT- K = raskasöljypoltin GT- K = kaasupoltin GKT- K = kaasu-/kevytöljypoltin GRT- K = kaasu-/raskasöljypoltin Ø B K1 (tyyppi GT-...K) K2 (tyyppi RT-...K, KT-...K) K3 (tyyppi GRT-...K, GKT-...K) A 6 Ø H Fr Di 10 C Fx Ei Poltin Nimellis- A B C Di Ei Fx Fr H K1 K2 K3 teho *) Tyypill. MW GT/RT/KT/GRT/GKT -3K 0,5-2, GT/RT/KT/GRT/GKT -5K 0,9-4, GT/RT/KT/GRT/GKT -8K 1,4-7, GT/RT/KT/GRT/GKT -12K 2,2-11, GT/RT/KT/GRT/GKT -18K 3,2-16, GT/RT/KT/GRT/GKT -25K 4,4-22, GT/RT/KT/GRT/GKT -35K 6,2-31, *) Arvot voimassa, kun palamisilman lämpötila on +35 C, λ = 1,17 ja ilmanpaine 1,013 bar a.

7 Lanssipolttimet erityisesti leijukattiloihin Lanssipoltin soveltuu hyvin vaativiin voimalaitossovelluksiin, esim. leijukattiloiden startti-, tuki- ja kuormapolttimeksi. Tällaisissa käyttöolosuhteissa on tärkeää, että polttimen osat kestävät leijutushiekan kuluttavat vaikutukset. Polttimen rakenneratkaisut ja optimaalinen jäähdytysilmamäärä takaavat hyvän käynnistyvyyden ja toimintakyvyn. Polttimen ollessa valmiustilassa kriittiset osat vedetään pneumatiikalla taka-asentoon suojaan. Kooltaan pienet lanssipolttimet mahdollistavat pienet putkiohitukset kattiloiden seinissä. Painehäviö on 2,5 kpa tai eneän riippuen olosuhteista ja määritetään sen vuoksi tapauskohtaisesti. KL- = kevytöljypoltin RL- = raskasöljypoltin GL- = kaasupoltin GKL- = kaasu-/kevytöljypoltin GRL- = kaasu-/raskasöljypoltin Huoltotila riippuu polttimen kurkun muurauksen pituudesta ja määritetään tapauskohtaisesti. 7 Ø B C Ø H Fx Di A I Ei 10 Poltin Nimellis- A B C Di Ei Fx H I teho *) Tyypill. MW GL/RL/KL ,6-6, GL/RL/KL/GRL/GKL-350 3,1-12, GL/RL/KL/GRL/GKL ,3-21, GL/RL/KL/GRL/GKL ,8-31, GL/RL/KL/GRL/GKL ,8-43, *) Arvot voimassa, kun palamisilman lämpötila on +35 C, λ = 0,8 ja ilmanpaine 1,013 bar a.

8 Vakiopolttimen valinta Alla oleva kooditus kattaa vakiopoltinvaihtoehdot. Niiden lisäksi tuotevalikoimassae on lukuisia muita poltinmalleja ja tarvittaessa teee räätälöityjä ratkaisuja erilaisiin tarpeisiin. GRT-35S-abcde GRT-35S poltintyyppi (sivuilta 4-7) a ATEX-luokitus a=1 ei-atex a=2 ATEX, Tilaluokka 2, EN-mukaisesti b Säätötapa ja ilmapellin toimilaite b=1 sähköinen suhdesäätö, pneumaattinen toimilaite, soveltuu WiseDrive 2000:lle b=2 mekaaninen suhdesäätö, sähköinen toimilaite (vain ei-atex) b=3 sähköinen suhdesäätö, sähköinen toimilaite, soveltuu WiseDrive 1000:lle (vain ei-atex) b=4 sähköinen suhdesäätö, sähköinen toimilaite, soveltuu WiseDrive 2000:lle 8 c Palamisilman lämpötila c=1 palamisilman lämpötila < 120 C c=2 palamisilman lämpötila 120 C < t < 320 C d Sekundääri-ilman dralli d=1 vastapäivään d=2 myötäpäivään Esim. e Sytytyspolttimen polttoaine e=1 maakaasu e=2 propaani e=3 kevytöljy GRT-35S ATEX, Tilaluokka 2 - sähköinen suhdesäätö, pneumaattinen ilmapellin toimilaite - palamisilman lämpötila < 120 C - sekundääri-ilman dralli vastapäivään - sytytyspolttimen polttoaineena maakaasu

9 Venttiilikeskukset Hyvin suunnitellut varusteet ovat polttimen optimaalisen toiminnan edellytys. Komponenttien, putkimateriaalien ja prosessiarvojen valinta perustuu pitkäaikaiseen kokemukseee. Poltinvarusteet kootaan tehtaalla asennusvalmiiksi yksiköiksi, jotka sisältävät tarvittavat kaapeloinnit ja instrumenttiilmaputkitukset. Kaikki laitekokonaisuudet testataan tehtaalla (FAT) nopean ja häiriöttömän käyttöönoton varmistamiseksi. Venttiilikeskukset prosessikaasuille Kaasujen ominaisuudet ja määrät vaihtelevat merkittävästi erilaisissa prosesseissa. Syövyttävät kaasut, vaativat olosuhteet sekä muut käyttöympäristön vaikuttavat tekijät huomioidaan komponentti- ja materiaalivalinnoissa. Venttiilikeskukset nestemäisille polttoaineille Useampia venttiiliryhmiä voidaan tarvittaessa asentaa yhteiseen runkoon isoaksi yksiköksi. Samaan yksikköön voidaan yhdistää myös useita eri polttoaineita. 9 Venttiilikeskukset maakaasulle Maakaasun mittaus- ja säätöryhmä voi olla poltinkohtainen tai useaan polttimen sovelluksissa myös yhteinen keskenään samantehoisilla polttimilla.

10 Vakio-PSR:t (Pikasulkuryhmät) Tällä aukeamalla oleva kooditus kattaa vaihtoehdot vakio-psr:lle ja vakio-msr:lle. Niiden lisäksi tuotevalikoimassae on lukuisia muita malleja ja tarvittaessa teee räätälöityjä ratkaisuja erilaisiin tarpeisiin. YXXPSR-abcde 10 Polttoaine Y K=kevytöljy R=raskasöljy G=maakaasu Putkikoko (DN) XX Kevyt- ja raskasöljylle 15 < 1000 kg/h kg/h kg/h kg/h Maakaasulle (kaasumäärä lasketaan tapauskohtaisesti) Pikasulkuryhmä PSR a ATEX-luokitus a=1 ei-atex a=2 ATEX, Tilaluokka 2, EN-mukaisesti b Säätötapa ja automatiikan yhteensopivuus b=1 sähköinen suhdesäätö, pneumaattinen säätöventtiili (kaasu), soveltuu WiseDrive 2000:lle b=2 sähköinen suhdesäätö, sähköinen säätöventtiili soveltuu WiseDrive 1000:lle (vain ei-atex) b=3 sähköinen suhdesäätö, sähköinen säätöventtiili (kaasu), soveltuu WiseDrive 2000:lle c Kätisyys c=1 vasealta oikealle c=2 oikealta vasealle d Sytytyspolttoainevarusteet d=1 ei sytytyskaasuvarusteita d=2 sisältää sytytyskaasuvarusteet kaasulle (propaani tai maakaasu) d=3 sisältää sytytyskaasuvarusteet kevytöljylle (öljyn syöttöpaine 20 bar g) Esim. e Sähkökaapit e=1 kytkentäkotelo K25PSR e=2 paikallisohjauskeskus öljy tai kaasu - Polttoaineena kevytöljy e=3 paikallisohjauskeskus öljy ja kaasu - Putkikoko DN 25 - ATEX, Tilaluokka 2 - sähköinen suhdesäätö, pneumaattinen säätöventtiili (kaasu) soveltuu WiseDrive 2000:lle - kätisyys: vasealta oikealle - sisältää sytytyskaasuvarusteet kaasulle (soveltuu propaanille ja maakaasulle) - paikallisohjauskeskus öljylle

11 Vakio-MSR:t (Mittaus- ja säätöryhmät) YXXMSR-abc Polttoaine Y K=kevytöljy R=raskasöljy G=maakaasu Putkikoko (DN) XX Kevyt- ja raskasöljylle 15 < 1000 kg/h kg/h kg/h kg/h Maakaasulle (kaasumäärä lasketaan tapauskohtaisesti) Mittaus- ja säätöryhmä MSR a ATEX-luokitus a=1 ei-atex a=2 ATEX, Tilaluokka 2, EN-mukaisesti b Säätötapa ja automatiikan yhteensopivuus b=1 sähköinen suhdesäätö, pneumaattinen säätöventtiili (öljy), soveltuu WiseDrive 2000:lle b=2 sähköinen suhdesäätö, sähköinen säätöventtiili (öljy) soveltuu WiseDrive 1000:lle (vain ei-atex) b=3 sähköinen suhdesäätö, sähköinen säätöventtiili (öljy) soveltuu WiseDrive 2000:lle c Kätisyys c=1 vasealta oikealle c=2 oikealta vasealle 11

12 Poltinautomaatio Oilonilla on pitkäaikainen kokemus polttoprosessien automaation (Burner Management System, BMS) suunnittelusta ja valmistuksesta. Turvallisuuden ja hallitun palamisen kannalta on tärkeää, että ohjaukset ja säädöt on optimoitu, tapahtuvat oikeassa järjestyksessä sekä oikealla ajoituksella. Palamisen optimointi merkitsee korkeaa hyötysuhdetta ja käytettävyyttä sekä alhaisia päästöjä. Tyypillisiin käyttösovelluksiin Oilonilla on vakio BMS-paketit. Erityistarpeisiin automatiikka sekä sen laajuus räätälöidään tapauskohtaisesti asiakkaan tarpeet huomioiden. Usein poltinautomatiikka integroidaan laitoksen pääautomaatiojärjestelmään (DCS). Poltinautomatiikka toteutetaan joko ohjelmoitavalla logiikalla (PLC), poltinohjaimella tai releohjauksella. Turvallisuus ja käytettävyys ovat tärkeitä tekijöitä automaation suunnittelussa ja toteutuksessa. Oikea turvallisuustaso ja varmennusjärjestelmien tarve määritetään aina koko prosessin vaatimusten mukaisesti. Jokaiselle Oilonin toimittamalle automaatiojärjestelmälle tehdään tehdastestaus (FAT), jolla varmistetaan nopea ja häiriötön käyttöönotto laitoksella. 12 BMS kosketusnäytöllä neljälle polttimelle. BMS:n turvalaitteita. Kosketusnäytön näkymä polttoprosessista.

13 Vakioautomatiikat Ryhmän 6 polttimille tarkoitetut vakioautomatiikat ovat WiseDrive 1000 ja WiseDrive Niissä kuassakin on seuraavat ominaisuudet: Sisältävät polttimen tarvitsemat ohjaukset, lukitukset, valvonnat ja säädöt. Enintään kaksi polttoainetta. Käynnistys ja pysäytys pääautomaatiojärjestelmästä tehdään binäärisillä HW-signaaleilla ja / tai paikallisohjauskaapista. Tehonsäätö perustuu tulevaan 4-20 ma -tietoon (esim. höyryn paine, kattilaveden lämpötila, polttimen teho). Automatiikkoihin voidaan liittää O 2 -säätö. Automatiikka voidaan sijoittaa joko erilliseen automaatiotilaan tai kattilan läheisyyteen. Korkein sallittu ympäristön lämpötila on +40 C ilman erillistä jäähdytystä. Korkeampi lämpötila edellyttää instrumentti-ilmapursotusta tai jäähdyttimiä. Jäähdytys voidaan toimittaa optiona. WiseDrive 1000 Poltinohjausyksikkö on EN 298, EN 230 ja TÜV-hyväksytty. Polttoaineen / palamisilman suhdesäätö toteutetaan säätötoimilaitteiden asentoviesteihin perustuen. Automatiikkaan voidaan liittää CO-säätö O 2 -säädön rinnalle. Ulkopuolisille lukituksille on varattu 5 binääristä laukaisupiiriä. Syöttöjännite 230 VAC, sisäiset ja ulkoiset ohjaukset 230 VAC. Sisältää tehonsyöttöyksikön 230 VAC / 24 VDC. Maalattu teräskaappi 800 x 1200 x 400 (L x K x S), IP55, ei ATEX-luokiteltu. Koko järjestelmä on aina ei-atex luokiteltu. WiseDrive Perustana ohjelmoitava logiikka Siemens S7-315F. Logiikka on turvakäyttöön hyväksytty normin EN mukaisesti. Polttoaineen / palamisilman suhdesäätö toteutetaan polttoaineen ja palamisilman virtausmittauksiin perustuen. Logiikka voidaan liittää Profibus-väylällä pääautomaatiojärjestelmään. Väylän toiminnan keskeytyminen ei estä polttimen toimintaa. Ulkopuolisille lukituksille on varattu 6 binääristä laukaisupiiriä. Syöttöjännite 230 VAC, sisäiset ja ulkoiset ohjaukset 24 VDC. Sisältää tehonsyöttöyksikön 230 VAC / 24 VDC. Maalattu teräskaappi 800 x 1000 x 300 (L x K x S), IP55, ei ATEX-luokiteltu. Järjestelmä voi olla joko ATEX tai ei-atex luokiteltu. Sisältää liityntämahdollisuuden kosketusnäytölle, kosketusnäyttö voidaan toimittaa optiona. Näiden vakioautomaatioiden lisäksi räätälöie poltinautomatiikkoja erilaisiin asiakkaan ja laitosten tarpeisiin.

14 Pumppausyksiköt Pumppausyksiköt nestemäisille polttoaineille Pumppausyksiköillä hoidetaan polttoaineen suodatus, pumppaus ja esiläitys tarpeiden mukaisesti. Korkean käytettävyyden varmistamiseksi vakioratkaisussae on kaksi rinnakkaista linjaa. Korkean viskositeetin nesteet läitetään höyryllä tai vedellä optimaaliseen sumutuslämpötilaan. Laitoksen kylmäkäynnistystä varten pumppausyksiköt voidaan varustaa sähköläönvaihtimella. Alla oleva kooditus kattaa vakiopumppausyksiköt. Niiden lisäksi tuotevalikoimassae on lukuisia muita malleja ja tarvittaessa teee räätälöityjä ratkaisuja erilaisiin tarpeisiin. X2000PK-abc 14 Polttoaine X K=kevytöljy R=raskasöljy Nettokapasiteetti Polttoainemäärä polttimille Kevytöljylle (kg/h) Raskasöljylle (kg/h) Pumppauskeskus PK a ATEX-luokka a=1 ei-atex a=2 ATEX, tilaluokka 2, EN-mukaisesti b Paineensäätö b=1 omavoimainen paineensäätö (säätösuhde 1:5) b=2 sähköpneumaattinen paineensäätö c Kätisyys c=1 vasealta oikealle c=2 oikealta vasealle

15

16 FI6/6.00/ Oilon panostaa tutkimukseen ja tuotekehitykseen yli 5 % liikevaihdosta. Nykyaikainen, euronormit täyttävä poltinlaboratorio mahdollistaa tehokkaan polttolaitteiden tuotekehityksen sekä nestemäisillä että kaasumaisilla polttoaineilla. Numeerinen virtauslaskenta (CFD) on oleellinen osa Oilonin tutkimusta ja tuotekehitystä. CFD:llä nopeutetaan uusien tuotteiden kehitystä, mallinnetaan ja varmistetaan vaativien projektien kriittiset kohdat (palamisilmakanavat, poltinsijoittelu, tulipesän lämpötilat jne.) sekä tutkitaan palamisen ilmiöitä uusien sovellusten kehittämiseksi. Tuotantokapasiteettie mahdollistaa isojenkin toimitusten toteuttamisen ja nopean läpimenon. Laitekokonaisuuksien kattava toimintatestaus (FAT) tehdään jo tehtaallae, jonka ansiosta polttojärjestelmän käyttöönotto laitoksella on sujuvaa. OILON OY ENERGY Metsä-Pietilänkatu 1 PL Lahti Puh. (03) Fax (03) info@oilon.com