Jätteiden energiahyötykäyttö ja maakaasu Vantaan Energian jätevoimala

Transkriptio

1 Jätteiden energiahyötykäyttö ja maakaasu Vantaan Energian jätevoimala Petri Väisänen

2 Vantaan Energian jätevoimala Vantaan Energia solmi keväällä 2009 YTV:n ja Rosk n Roll Oy:n kanssa pitkäaikaisen palvelusopimuksen jätteiden energiahyötykäytöstä Vantaan Långmossebergeniin rakennettavassa jätevoimalassa tuotetaan vuodessa kaukolämpöä 750 gigawattituntia (GWh) ja sähköä 525 GWh Kaukolämmöntuotanto vastaa noin puolta Vantaan vuotuisesta lämmöntarpeesta Polttoaineena voimalassa tullaan käyttämään syntypaikkalajiteltua sekajätettä t/a Lisäksi polttoaineena käytetään maakaasua, jolla lisätään voimalan energiatehokkuutta ja sähköntuotantoa Voimalan rakentaminen ajoittuu vuosille Jätevoimala auttaa ilmastonmuutoksen hillitsemisessä, koska se vähentää ympäristöhaittoja ja kaatopaikalle päätyvän sekajätteen määrää Vantaan Energian hiilen käyttö sähkön ja lämmön tuotannossa vähenee noin 30 prosenttia. Myös yhtiön hiilidioksidipäästöt Vantaalla vähenevät noin 20 prosenttia 2

3 Voimalaitosalue Kehä-III:n ja Porvoonväylän risteyksessä Lån gmossebergenin sijoituspaikka 300 m 3

4 Jätemäärät t/a Muu jäte Rosk'n Roll YTV t/a = = 40 t/h

5 Vantaan Energian lämpökuormat DH-consumption in 2015 and Variation 2015 Duration 2015 Duration MW Day 5

6 Pöyryn tekemän konseptisuunnittelun vaihtoehdot GWh Sähkö Lämpö Sähkö Lämpö Sähkö Lämpö Sähkö Lämpö Vesikattilat (minimivaihtoehto) Maakaasuvoimalaitos (maksimisähkövaihtoehto) Jätevoimala Jätevoimala kombikytkennällä Martinlaakso Maakaasuvoimalaitos Jätevoimala Erillislämpö Martinlaakson voimalaitosten tuotanto pienenee kaikissa vaihtoehdoissa minimivaihtoehtoon nähden 6

7 Ominaispäästöt 450 Ominaispäästöt, tco 2/MWh tuotettu energia Vesikattilat (minimivaihtoehto) Maakaasuvoimalaitos (maksimisähkövaihtoehto) Jätevoimala Jätevoimala kombikytkennällä Hiili CO2, 1000 t Maakaasu CO2, 1000 t Jäte, CO2, 1000 t SO2 0 NOx Hiukkaset Päästöt päästökaupan ulkopuolella Jätevoimalan päästöinä käytetty YVA-selostuksessa esitettyjä maksimipäästöjä 7

8 Tutkitut vaihtoehdot sähköntuotannon lisäämiseksi 1. Kombivoimalaitoskytkentä Kaasuturbiinivaihtoehdot 12,6 MW ja 24,6 MW HRSG lisäpoltolla ja ilman lisäpolttoa 2. Maakaasua käyttävä erillistulistin 3. Välitulistus Erot tavanomaiseen jätteenpolttolaitokseen verrattuna Paineen nosto bar ->90 bar Lämpötilan nosto 400 C ->515 C Syöttövesijärjestelmän muutos Suuremmat kl-vaihtimet Suurempi höyryturbiini ja generaattori, sähköteho 28 MW e -> 42 MW e 8

9 Tuotannon vaihtoehtojen sähkö- ja lämpötehot (MW) Perusvaihtoehto Jätevoimalavaihtoehdot 1. Kombi 2. Maakaasukattilat 3. Jätteenpoltto 4. Jätteenpoltto +erillistulistin 5. Jätteenpoltto +kombi 6. Jätteenpoltto +kombi Kombivomalaitos - lämpö - sähkö ,9 3,9 12,6 7,9 24,6 Jätevoimala -lämpö - sähkö ,1 35,9 83,1 35, ,8 Lämpökeskukset Sähkö yhteensä Lämpö yhteensä

10 Vantaan Energian lämmöntuotanto vuonna Boilers K2+T2 500 GT+LTO+T2 GT + LTO + T2 + K2 400 WtE, auxl. cooling WtE plant 62.4/ Fuel consumption: Waste 980 GWh, CHP, natural gas 2154 GWh, Coal 200 GWh, Boilers 300 GWh Fuels, WtE plant: Waste 980 GWh, natural gas 574 GWh Energy production: Electricity 1168 GWh, Heat 1938 GWh WtE plant production: Electricity 500 GWh, Heat 753 GWh

11 Jätevoimalan sähkö- ja lämpötehot Maakaasu GT 1 Model G Sähköä 24 MW 86 bar(g), 515 C 90 bar(g), 400 C ST 1 G Sähkö 43 MW Air pre heater WtE 40,6 kg/s WtE 40,6 kg/s DH Kaukolämpö 100 MW 130 C, 3 bar(g) DH load 11

12 Design Basis Parameter Capacity (max.) Lines 100% MCR Thermal MCR Steam MCR Live steam parameter Unit t/a n t/h t/h MW t/h C/bar Value x 20 2 x 22 2 x 67,2 80,4(77,9) 400/90(50) 12

13 Jätteenpolttokattilan kapasiteettikaavio 80,0 70,0 67,2 MW (110 %) LCV - max 14,0 MJ/kg LCV - nom LCV - min 10,0 MJ/kg 11,0 MJ/kg 8,0 MJ/kg 60,0 61,1 MW (100 %) 50,0 42,8 MW (70 %) annual average operation 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 13,2 t/h = t/month 20,0 t/h 22,0 t/h = t/month Fuel flow, t/h Fuel flow, t/month 13

14 Jätteenpolttokattilan arina 14

15 Jätevoimalan virtauskaavio Water Natural gas Combustion air MSW Ammonia Water Quicklime Activated carbon Combustion air system MSW bunker Ammonia tank Quicklime silo AC Storage Start-up burner Incineration (grate) slag SNCR system Dry slaker Boiler water preparation Main steam Boiler Electrostatic Precipitator Raw gas District Heating Heat exchanger Turbine Emergency condenser Boiler ash Fly ash Wet slag extractor Fly ash silo Recirculation system Reactor Fabric filter Condensate system Metal separation Filter ash silo ID fan Generator Slag bunker Stack District heating Electricity Metals Waste for further treatment or disposal Clean gas to atmosphere 15

16 Jätevoimalan sivuleikkaus 16

17 Jätevoimalan layout 17

18 Yhteenveto maakaasun käytön hyödyistä Jätevoimalaitoksen rakennusaste nousee ja sillä voidaan korvata Martinlaakson voimalaitoksen tuotantoa Lämpökuorma hyödynnetään optimaalisesti Sähköntuotannon hyötysuhde nousee huomattavasti tavanomaista jätteenpolttolaitosta korkeammaksi ( 20% ->34 %) Jätteenpolttokattilan korroosion riski on paremmin hallittavissa Erillinen höyryn tulistus tasapainottaa tuotantoa 18

19 Contact Information: Petri Väisänen tel