Kogeneracja (CHPCombined Heat and Power), zgodnie z definicją, jest to równoczesne wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej w trakcie tego samego procesu technologicznego. Takie rozwiązanie pozwala na zwiększenie sprawności układu i zmniejszenie ilości zużytego paliwa w porównaniu do produkcji rozdzielnej, a co za tym idzie zmniejszenie zużycie energii pierwotnej.

W elektrowniach silnik cieplny nie jest w stanie przekształcić całego ciepła w energię elektryczną. Większość silników cieplnych traci ponad połowę mocy cieplnej co stanowi stratę wylotową. Elektrociepłownia wychwytuje ciepło odpadowe, które zostałoby zmarnowane w konwencjonalnej elektrowni. Znaczy to, że elektrociepłownia zużywa mniej paliwa do wyprodukowania tej samej ilości energii co elektrownia.

Schemat przedstawiający strukturę zużycia energii pierwotnej
kogen vs trad

Informacja o procentowym udziale ciepła wytworzonego z odnawialnych źródeł energii, ciepła z instalacji termicznego przekształcania odpadów oraz ciepła odpadowego z instalacji przemysłowych, w łącznej ilości ciepła dostarczonego do  miejskiej sieci ciepłowniczej w 2017 roku.

Na podstawie art. 116 ust. 13 ustawy z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz.U. poz. 478, z późn. zm.) Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej „Legionowo”  Sp. z o.o. informuje, że:

  • udział ciepła wytworzonego z odnawialnych źródeł energii, ciepła z instalacji termicznego przekształcania odpadów oraz ciepła odpadowego z instalacji przemysłowych, w łącznej ilości ciepła dostarczonego do miejskiej sieci ciepłowniczej w roku 2017 wyniósł: UDH= 0%

 

Wskaźnik obliczono zgodnie z art.116 pkt 14 13 ustawy z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz.U. poz. 478,).

Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej „Legionowo” Sp. z o.o., zgodnie ze swoją strategią, dbając o rozwój i rozszerzenie zakresu działalności, prowadziło od wielu lat działania zmierzające do wybudowania bloku kogeneracyjnego w Ciepłowni położonej przy ul. Olszankowej 36. Zarząd i Rada Nadzorcza PEC „Legionowo” Sp. z o.o. rozważali wiele wariantów źródła kogeneracyjnego w oparciu o różne rodzaje paliwa, począwszy od węgla kamiennego, poprzez biomasę i kończąc na paliwie gazowym. Powyższe analizy znalazły odzwierciedlenie w opracowywanych Strategiach działania na lata 2006-2010, 2011-2017 i Koncepcjach rozbudowy Ciepłowni PEC „Legionowo” Sp. z o.o. Powyższe opracowania wskazały jako najbardziej korzystny wariant polegający na rozbudowie Ciepłowni PEC „Legionowo” Sp. z o.o. poprzez budowę źródła kogeneracyjnego w postaci 4 silników gazowych zasilanych gazem ziemnym GZ50.

Od 2011r. PEC „Legionowo” Sp. z o.o. rozpoczęło proces inwestycyjny dla projektu „Budowa źródła kogeneracyjnego w postaci 4 silników gazowych 2MWt na terenie Ciepłowni Miejskiej w Legionowie”. Przeciągu dwóch lat uzyskano warunki przyłączenia do sieci elektroenergetycznej i gazowej, przygotowano raport oddziaływania na środowisko i uzyskano decyzje o środowiskowych uwarunkowaniach przedsięwzięcia, opracowano projekt budowlany i uzyskano decyzje udzielające pozwolenia na budowę. Dodatkowo PEC „Legionowo” Sp. z o.o. uzyskało promesę koncesji na wytwarzanie energii elektrycznej w kogeneracji.

W wyniku prowadzonych dalszych analiz opłacalności inwestycji oraz sposobu pozyskania jego finansowania, PEC „Legionowo” Sp. z o.o. ostatecznie w dniu 27.06.2014r. podpisało z Bankiem Gospodarstwa Krajowego umowę inwestycyjną dotycząca finansowania projektu pn. „Budowa źródła kogeneracyjnego w postaci 3 silników gazowych oraz kotłowni gazowej na terenie Ciepłowni Miejskiej w Legionowie” w ramach Inicjatywy JESSICA postaci nisko oprocentowanej pożyczki w wysokości 75% kosztów kwalifikowanych. Pozostałe źródła finansowania to środki własne, pożyczki i kredyty komercyjne.

W wyniku przeprowadzonego przetargu nieograniczonego PEC „Legionowo” Sp. z o.o. w dniu 02.07.2014r. dokonało wyboru najkorzystniejszej oferty i w dniu 03.09.2014r. podpisało umowę z Generalnym Wykonawcą, tj. Konsorcjum:

  • Lider konsorcjum: Eneria Sp. z o.o., ul. Modlińska 11, Izabelin Dziekanówek,
    05-092 Łomianki,
  • Partner: Introl – Energomontaż  Sp. z o.o., ul. 16 Lipca 12, 41-506 Chorzów.

W dniu 24.09.2014r. rozpoczęto budowę źródła kogeneracyjnego w postaci 3 silników gazowych oraz kotłowni gazowej na terenie Ciepłowni Miejskiej w Legionowie.

Poniżej przedstawiono dokumentację fotograficzną z najważniejszych etapów prac.

1.Budynek agregatów przed rozpoczęciem budowy – pomieszczenie po kotłach

KW-5 i KW-6

2.Prace rozbiórkowe budynku

3.Budowa kotłowni gazowej

4.Prace w budynku agregatów kogeneracyjnych

5.Dostawa silników gazowych, kotła gazowo – olejowego, chłodni wentylatorowych

6.Budowa kominów

7.Montaż technologii

8.Wykonanie elewacji budynków

Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej „Legionowo” Sp. z o.o. na terenie istniejącej Ciepłowni przy ul. Olszankowej 36 realizuje budowę nowego źródła kogeneracyjnego ciepła i energii elektrycznej w postaci trzech silników gazowych o łącznej mocy elektrycznej ok. 6,0 MWe i mocy cieplnej ok. 5,7 MWt oraz kotła gazowego o mocy ok. 8MWt. Układ silników gazowych z pełnym wyposażeniem zostanie zainstalowany w budynku Ciepłowni, w miejscu specjalnie do tego wydzielonym po zlikwidowaniu kotłów K5 i K6. Kocioł gazowy będzie zlokalizowany w nowo wybudowanym budynku kotłowni gazowej.

W wyniku przeprowadzenia inwestycji PEC „Legionowo” Sp. z o.o. będzie mogło wytwarzać rocznie ok. 48 000 MWh energii elektrycznej oraz ok. 160 000 GJ ciepła.

W ramach powyższej inwestycji zostanie również wybudowana linia gazowa
o długości ok. 5 000 mb ze stacji Wieliszew oraz sieć instalacji gazowych w zakresie umożliwiającym przyłączenia do tej sieci innych odbiorców.

 

Uproszczony schemat Ciepłowni PEC „Legionowo” Sp. z o.o. po rozbudowie o źródło kogeneracyjne

schemat_ogolny

Schemat Elektrociepłowni PEC „Legionowo” Sp. z o.o. – główny ekran synoptyczny

synoptyka

Planowane przedsięwzięcie polega na zabudowie w Ciepłowni Miejskiej w Legionowie układu trzech tłokowych silników spalinowych z zapłonem iskrowym z układem odzysku ciepła, do pracy całorocznej w podstawie obciążenia Ciepłowni Miejskiej w Legionowie.

Planuje się, że elektrociepłownia, oparta na trzech czterech agregatach kogeneracyjnych, pracować będzie w trybie pracy ciągłej, przez cały rok, produkując energię elektryczną i cieplną. W okresie letnim elektrociepłownia stanowić będzie autonomiczne źródło ciepła na potrzeby podgrzewania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) dla miasta Legionowo. W okresie grzewczym, praca elektrociepłowni wspomagana będzie przez istniejące kotły węglowe, z uwzględnieniem priorytetu pracy zespołu kogeneracyjnego. W zależności od parametrów pracy sieci cieplnej, elektrociepłownia włączana będzie szeregowo lub równolegle w stosunku do kotłów węglowych, będących na wyposażeniu ciepłowni. Wybór trybu pracy odbywać się będzie za pomocą armatury regulacyjnej, zabudowanej przy rozdzielaczu zasilającym zespołu kogeneracyjnego i uzależniony będzie od temperatury na zasilaniu sieci cieplnej.

Dzięki strukturze odbioru ciepła, silniki gazowe będzie można eksploatować w sposób ciągły przez 24 h/dobę (z wyłączeniami na potrzeby serwisowe). Eksploatacja silników gazowych, jako źródła podstawowego, pozwoli na osiągnięcie sprawności wytwarzania ciepła i energii elektrycznej łącznie na poziomie ok 85%. Pozostałe zapotrzebowanie będzie zaspokajane przy pomocy istniejących urządzeń.

Przewiduje się zabudowę 16-cylindrowych silników w układzie V o prędkości znamionowej 1 500 obr/min każdy. Źródłem energii elektrycznej będzie samoregulujący, trójfazowy generator synchroniczny średniego napięcia, sprzęgnięty z wałem napędowym silnika poprzez elastyczne sprzęgło izolujące generator od głównych drgań harmonicznych. Wartość wynikowej mocy cieplnej agregatów będzie zależna od ich obciążenia.

Odbiór ciepła realizowany będzie poprzez separacyjne wymienniki ciepła z następujących obiegów: układu chłodzenia silnika, układu chłodzenia oleju, układu chłodzenia mieszanki gazowej, układu odbioru ciepła z gorących spalin.

Projektowana elektrociepłownia będzie zasilać istniejącą Ciepłownię w czynnik grzewczy w postaci wody gorącej o parametrach 90/70°C. Do głównego kolektora powrotnego Ciepłowni, za pompami obiegowymi, wspawany zostanie przewód doprowadzający wodę do kolektora wejściowego projektowanej elektrociepłowni. Dalej woda sieciowa kierowana będzie na separacyjne wymienniki ciepła. Po podgrzaniu czynnik grzewczy tłoczony będzie do kolektora zasilającego elektrociepłownię. W zależności od temperatury wystawianej do miejskiej sieci cieplnej, projektowane źródło kogeneracyjne włączane będzie szeregowo lub równolegle w stosunku do kotłów węglowych.

Odbiór ciepła z projektowanej elektrociepłowni realizowany będzie poprzez wymienniki ciepła. Wymienniki separować będą obiegi odzysku ciepła z silników i spalin od sieci cieplnej. W projekcie przewidziano płytowe, skręcane wymienniki ciepła, które będą zlokalizowane w pomieszczeniu wymiennikowni (w budynku agregatów).

Odbiór ciepła ze spalin realizowany będzie w kotłach odzysknicowych zlokalizowanych w pomieszczeniu wymiennikowni na poziomie +10,26 m. Osobny kocioł dla każdego agregatu. W projekcie przyjęto kotły o mocy ok. 1000 kW. Przez kocioł przepływać będą spaliny z silnika gazowego w ilości ok. 10 500 kg/h i temperaturze ok. 400°C. Spaliny schładzane będą do temperatury 115-120°C. Po stronie wodnej przepływać będzie czynnik grzewczy w postaci mieszaniny wody z glikolem etylenowym w stężeniu 50%. Czynnik grzewczy podgrzany zostanie w kotle do temp. ok. 95-100°C.
Dalej poprzez wymienniki separacyjne ciepło przekazane będzie do systemu ciepłowni. Każdy silnik będzie wyposażony w tłumik hałasu oraz odrębny ciąg kominowy.

Agregaty wyposażone będą w chłodnice robocze, służące do chłodzenia czynnika
w obiegu chłodzenia mieszanki gazowej. Wymagana moc pojedynczej chłodnicy wynosi
ok. 220 kW. Instalacja chłodzenia pracuje w sposób ciągły. Czynnik chłodnicy stanowi mieszanina wody z glikolem etylenowym w stężeniu 50%. Zaprojektowano poziome chłodnice wentylatorowe. Przypływ czynnika chłodniczego w jednym obiegu ok. 45 m3/h. Chłodnice robocze zlokalizowano na stalowej konstrukcji wsporczej umieszczonej na dachu budynku kotłowni gazowej.

Oprócz wyposażenia istniejącej ciepłowni w blok kogeneracyjny, w planie projektu jest również budowa kotłowni gazowej. Projektowana moc cieplna kotłowni będzie wynosiła Q = 8 000 kWt. Kocioł zostanie wyposażony w palnik gazowo-olejowy. Podstawowym paliwem w kotłowni będzie gaz GZ-50, a paliwem rezerwowym oraz pokrywającym szczytowe zapotrzebowanie cieplne będzie olej opałowy. Olej opałowy magazynowany będzie w nadziemnym zbiorniku dwupłaszczowym o pojemności 30 m3. Kocioł pracować będą ze stałym parametrem na zasilaniu 120/80°C. Regulacja wydajności cieplnej odbywać się będzie poprzez odpowiednie modulowanie pracy palnika w kotle w funkcji temperatury zewnętrznej oraz płynną zmianę wydajności pomp obiegowych. Planowane parametry wody obiegowej wynoszą 120/80°C. Zmiana parametrów czynnika grzewczego na wyjściu z ciepłowni w zależności od temperatury zewnętrznej odbywać się będzie przy pomocy istniejącego układu regulacyjnego odpowiedzialnego za „zmieszanie zimne”. Odprowadzanie spalin z kotła będzie odbywać się przez indywidualny komin.