Turbiny Gazowe czyli efektywna redukcja śladu węglowego i kosztów energii dla branży papierniczej

Klasyczną metodą wytwarzania energii cieplnej na potrzeby własne jest stosowanie kotłów gazowych lub olejowych. Energię elektryczną zakład zakupuje z sieci.

Przy zastosowaniu nowoczesnego układu kogeneracyjnego można zabezpieczyć zasilanie w media niezbędne do produkcji przy zachowaniu nawet do 95% sprawności układu.

Elektrownia kogeneracyjna może zwiększyć swoją rentowność poprzez różne zachęty regulacyjne i zwolnienia podatkowe, takie jak dofinansowania z NFOŚ czy Funduszy Szwajcarskich.

Kogeneracja w przemyśle papierniczym – po co ją wprowadzać?

W 2021 roku Unia Europejska ustanowiła ambitny cel redukcji CO2 o 55% netto do 2030 roku. Plan zakłada przekazanie 750 miliardów euro środków na poprawę efektywności energetycznej. Inwestycja w rozwiązania kogeneracyjne dla przemysłu energochłonnego, w tym przypadku – papierniczego, jest jedną z dróg do osiągnięcia tych ambitnych założeń.

Wiadome jest, iż przemysł papierniczy oprócz zasilania potrzebuje również ogromnych ilości ciepła technologicznego. Niezależnie od profilu produkcji: papier graficzny, tektura falista, ręczniki papierowe, czy papier toaletowy, niezbędne jest odparowanie wody z masy celulozowej, które generuje dużą konsumpcję energii, a co za tym idzie znaczącą emisję CO2 do atmosfery.

Dla turbin gazowych z kolei suma całkowitych emisji dwutlenku węgla do atmosfery jest najniższa w przeliczeniu na MWh, niezależnie od konfiguracji układu. Zarówno układ kogeneracyjny (CHP) jak i blok gazowo-parowy (CCGT) emitują najmniej zanieczyszczeń ze wszystkich dostępnych na rynku rozwiązań. A to z kolei prosta droga do dekarbonizacji przemysłu i zminimalizowania wpływu na środowisko.

Turbina gazowa jako część zakładu papierniczego

Celem instalacji turbiny gazowej jest zapewnienie zasilania w energię elektryczną i cieplną dla zakładu produkcyjnego papieru. Prąd wytwarzany jest w generatorze, gdzie energia mechaniczna obracającego się wału turbiny jest zamieniana w elektryczność. Strumień czystych i gorących spalin o dużym przepływie masowym może być użyty bezpośrednio lub zamieniony w parę przy użyciu kotła odzsysknicowego (wytwornicy pary) w zależności od potrzeb procesu technologicznego.

Zastosowanie jednostki turbinowej uniezależnia tym samym zakład od przerw w zasilaniu sieciowym. W przypadku generowania mocy większej niż potrzebna do procesu produkcyjnego, nadwyżki można odsprzedawać do sieci, które chętnie podłączają tak stabilne źródła wytwórcze.

Schemat przedstawia proces wytwarzania energii elektrycznej i pary przez Turbinę gazową.

Aby wprawić turbozespół w ruch potrzeba powietrza (1), które jest zasysane przez sprężarkę (2), tutaj następuje zmniejszenie objętości gazu. Sprężone powietrze jest podawane do komory spalania (4) gdzie mieszane jest z paliwem (3) (gazem sieciowym, olejem napędowym, LPG czy biogazem). W komorze spalania (4) następuje zapłon mieszanki paliwowej, gorący gaz powstający w wyniku spalania przechodzi przez kolejne stopnie turbiny (5) gdzie jest rozprężany. Spaliny przechodzące przez turbinę (5) zmniejszają swoje ciśnienie i temperaturę, ich energia kinetyczna jest odbierana przez łopatki co wymusza obrót wału turbiny gazowej. Obracający się wał napędza generator (6), w ten sposób energia mechaniczna zostaje zamieniona na energię elektryczną (7). Gorące spaliny o dużym przepływie masowym (energia cieplna) trafiają do wytwornicy pary (8). Woda zasilająca wytwornicę pary jest podgrzewana spalinami aż do wrzenia czyli zmiany stanu skupienia z ciekłego na gazowy. W ten sposób otrzymana jest para technologiczna (9). Ochłodzone spaliny (10) uchodzą do atmosfery przez komin.                                                                                                                                                                                                 Rozwiązania Caterpillar Solar Turbines dla branży papierniczej

Polski przedstawiciel Caterpillar, firma Eneria oferuje sprawdzone rozwiązania kogeneracyjne budowane w oparciu o Turbin Gazowych Caterpillar Solar Turbines. Firma może poszczycić się największą ilością zrealizowanych instalacji dla przemysłu papierniczego na świecie. Ponad 350 jednostek kogeneracyjnych, generujących ponad 2000 MW energii elektrycznej jest zainstalowanych w największych zakładach branży, zlokalizowanych na 6 kontynentach.

Pojedyncze turbiny gazowe CAT są oferowane z mocą elektryczną od 1,2 do 38 MW. Eneria oferuje przeprowadzenie całego procesu inwestycyjnego w modelu „pod klucz" w oparciu o sprawdzone technologie Caterpillar.

Obecnie w Polsce pracują w zakładach papierniczych dwa układy kogeneracyjne zbudowane na bazie turbin gazowych CAT. Klienci z branży chwalą sobie takie rozwiązania z racji na dużą dyspozycyjność, bardzo niskie poziomy emisji i hałasu oraz zaspokojenie zapotrzebowania na ciepło.

materiał sponsorowany