■ Optymalizacja pracy układu wody surowej (technologicz-nej):
przebudowano układ według nowego projektu, (dobór nowych pomp, regulatora), wykonano optymalizację pracy układu regulacyjnego utrzymującego stałe ciśnie-nie, w pełnym zakresie obciążenia układu wody surowej. ■ Optymalizacja pracy odkraplaczy spalin w celu
wyelimi-nowania problemu powstawania osadów:
dobór wielkości ciśnienia mycia odkraplaczy w celu otrzymania prawidłowego spektrum dysz uszczelnienie rurociągów.
■ Optymalizacja pracy regeneracyjnego obrotowego pod-grzewacza spalin GAVO:
układ czyszcząco-myjący – przebudowano układ lanc wed-ług nowego projektu, dzięki czemu zmniejszono awaryj-ność układu czyszczącego (nieszczelności, awaryjawaryj-ność napędu lanc), wykonano dokładną optymalizację pracy układu czyszczącego, mającą na celu zminimalizowanie ilości powstających osadów na powierzchni wypełnień wirnika; dzięki optymalizacji zmniejszono opory przepły-wu na drodze spalin (zmniejszenie zużycia energii elek-trycznej na potrzeby własne IOS) oraz zminimalizowano zjawisko korozji wymiennika, zmniejszono do minimum postoje IOS związane z czyszczeniem wypełnień wymien-nika Gavo.
■ Przebudowano układ schładzania powietrza natleniające-go zawiesinę absorbera według nowenatleniające-go projektu oraz przeprowadzono optymalizację pracy tego układu. ■ Optymalizacja pracy układu wody powrotnej;
wykonano wstawki rewizyjne i króćce, dzięki którym zidentyfikowano przyczynę występowania problemów z uzyskaniem pełnej wydajności układu;
wyczyszczono układ z zalegających osadów i wykonano pomiary ruchowe, po wykonaniu obliczeń określono sposób rozwiązania problemu;
zaprojektowano i uruchomiono układ cyrkulacji zapobie-gający powstawaniu osadów.
Optymalizacje technologiczne
■ Optymalizacja pracy oczyszczalni ścieków mająca na celu utrzymanie maksymalnej wydajności:
zabudowano i uruchomiono instalacje dozowania anty-skalanta, który zapobiega powstawaniu osadów, zbudo-wano układ do samoregeneracji i kasowania złoża filtrów piaskowych.
■ Optymalizacja IOS przez dozowanie kwasu adypinowe-go. Przeprowadzone próby dowiodły, że można uzyskać dodatkowe efekty wynikające z:
oszczędności energii elektrycznej na potrzeby własne wynikające ze zwiększenia skuteczności odsiarczania spalin, oszczędności sorbentu wynikającej ze zmniejsze-nia ilości nieprzereagowanego sorbentu w gipsie a ponadto stwierdzono:
odporność IOS na zwiększone zapylenie spalin, wpływ kwasu adypinowego na chemizm absorbera, który korzystnie przesuwa równowagę rozpuszczania i dyso-cjacji węglanu wapnia. W związku z powyższym wybudo-wano i uruchomiono instalację do ciągłego dozowania kwasu adypinowego.
■ Dozowanie szlamów podekarbonizacyjnych jako sorben-tu do IOS. Przeprowadzone testy ruchowe potwierdziły możliwość zastosowania szlamów podekarbonizacyj-nych w IOS, dzięki czemu uzyskano:
zmniejszenie zużycia sorbentu na IOS, zmniejszenie kosz-tów związanych z zagospodarowaniem szlamów, uprosz-czenie układu technologicznego.
■. Dozowanie ścieków z IOS jako wody technologicznej do instalacji odsiarczania spalin metodą półsuchą NID, dzię-ki czemu uzyskano zmniejszenie ładunku chloru odpro-wadzanego ze ściekami z elektrowni.
Poniżej omówiono szerzej trzy optymalizacje technolo-giczne.
Optymalizacja procesu przez dozowanie kwasu adypinowego do IOS
Kwas adypinowy jest słabym kwasem organicznym z dwo-ma grupami karboksylowymi (wzór półstrukturalny C4H8(COOH)2). W związku z budową chemiczną kwas ten wykazuje w roztworach wodnych określone właściwości buforujące i kompleksujące w stosunku do jonów wodoro-wych. Pierwszy rodzaj właściwości ma istotne znaczenie w procesie rozpuszczania gazowego SO2w kropli opadającej mieszaniny reakcyjnej.
Układ buforowy wytworzony przy udziale kwasu adypino-wego stabilizuje pH w kropli zapobiegając jego gwałtownemu obniżaniu w miarę rozpuszczania dwutlenku siarki. Powoduje to utrzymanie szybkości rozpuszczania SO2(które praktycznie ustaje przy niskich wartościach pH) na całej drodze spadku kropli. Zastosowanie kwasu adypinowego podnosi skuteczność procesu odsiarczania spalin oraz zmniejsza zawartość węglanu wapnia w gipsie, co pozwala na pracę instalacji z ograniczoną liczbą pomp cyrkulacyjnych, a w wyprodukowanym gipsie na zmniejszenie nieprzereagowanego sorbentu. W związku z tym w grę wchodzi zmniejszenie kosztów eksploatacji IOS. Stwierdzono również pozytywny wpływ kwasu adypinowego na stabilizację zawiesiny sorpcyjnej i przeciwdziałanie blokowa-niu sorbentu.
Optymalizacja procesu przez dozowanie szlamów podekarbonizacyjnych jako sorbentu do IOS Szlamy podekarbonizacyjne są produktem odpadowym procesu dekarbonizacji i koagulacji mieszanki wód kopalnia-nych prowadzonego w akcelatorach. Proces ten polega na wytrąceniu jonów wodorowęglanowych i węglanowych sta-nowiących tzw. twardość węglanową oraz jonów magnezo-wych za pomocą wodorotlenku wapnia.
HCO3-+CO32-+2Ca(OH)2→ 2CaCO3 ↓+H2O+3OH
-Mg2++Ca(OH)2 →Mg(OH)2 ↓+Ca2+
Wytrącone kryształy węglanu wapnia i wodorotlenku magnezu zostają zsedymentowane z pomocą flokulanta w akcelatorze, a następnie usuwane w postaci ok. 9% zawie-siny na składowisko szlamów podekarbonizacyjnych.
Skład chemiczny szlamów wskazuje na możliwość zastoso-wania ich jako sorbentu w procesie mokrego odsiarczania spalin. Przeprowadzono analizę parametrów fizykochemicz-nych, które w znacznym stopniu odbiegają od parametrów stosowanej jako sorbent mączki kamienia wapiennego oraz wpływu proponowanego rozwiązania na proces technolo-giczny w zakresie oddziaływania na chemizm w mieszaninie absorpcyjnej i jakość produktu końcowego.
Przeprowadzone analizy i próby ruchowe wykazały, że:
● możliwe jest zastosowanie szlamów podekarbonizacyj-nych w IOS;
● substancje towarzyszące węglanowi wapnia w szlamach podekarbonizacyjnych nie pogorszają jakości gipsu. Rys. 3. Schemat układu dozowania kwasu adypinowego
Rys. 4. Schemat układu dozowania szlamów podekarbonizacyjnych
Prognozowane efekty:
● zmniejszenie zużycia sorbentu przez instalację, oraz kosz-tów wynikających z zagospodarowania szlamów podekar-bonizacyjnych na składowisku.
Możliwe do osiągnięcia korzyści techniczne:
● uproszczenie układu technologicznego dotyczącego gospodarki szlamami podekarbonizacyjnymi poprzez wyeliminowanie składowania pośredniego na składowi-sku Gostyń i wykorzystanie ich bezpośrednio w procesie technologicznym IOS.
● zapewnienie bezproblemowego prowadzenia procesu dekarbonizacji wody niezależnie od odbiorców zewnętrz-nych szlamów podekarbonizacyjzewnętrz-nych.
● ograniczenie ilości sorbentu zużywanego i rozładowywa-nego dla potrzeb IOS.
Optymalizacja procesu przez dozowanie ścieków z IOS jako wody technologicznej
dla półsuchego odsiarczania spalin NID
W procesie technologicznym mokrego odsiarczania spalin dla bloków 225 MW Elektrowni „Łaziska” powstaje do 20 m3/h ścieków technologicznych o zawartości chlorków do 20000 mg/l oraz zawartości siarczanów do 2000 mg/l. Ścieki z IOS po oczysz-czeniu w oczyszczalni chemiczno-mechanicznej są kierowane do oczyszczalni ścieków przemysłowych, gdzie po rozcieńczeniu ściekami przemysłowymi są zrzucane do rzeki Gostynki.
Jako woda procesowa dla instalacji półsuchego odsiar-czania spalin NID bloków 125 MW wykorzystywane są od-muliny z układu wody chłodzącej bloków 125 MW, w ilości około 9 m3/h (dla jednego bloku 125 MW).
Przeprowadzono długookresowy test związany z wyko-rzystaniem ścieków do zasilania Ľ instalacji NID, w trakcie którego realizowany był program kontroli chemicznej.
Wykonano analizy chemiczne wody technologicznej, ścieków z IOS oraz analizy porównawcze produktów z NID. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że w porównaniu z dotychczas stosowaną wodą technologiczną ścieki z IOS w nieznacznym stopniu wpływają na podstawowy skład tlenkowy produktu z NID oraz na większość parametrów oznaczanych w wyciągu wodnym, a określonych w PN-G-11011. Jedynym parametrem, który nie spełnia wymagań norm jest stężenie jonów chlorkowych w eluacie wodnym.
Podczas badań wykazano, że aby nie przekroczyć do-puszczalnego stężenia jonów chlorkowych w wyciągu wod-nym 1000 mgCl-/l, stężenie chlorków w wodzie procesowej powinno być niższe od 13500 mg/l.
Obecność chlorków w produkcie NID (a tym samym w wy-ciągu wodnym, gdyż prawie wszystkie znane chlorki są roz-puszczalne w wodzie) zależy od zawartości chloru w paliwie oraz od stężenia jonów chlorkowych w wodzie procesowej NID.
W celu uniknięcia przekroczeń wartości dopuszczalnych stężenia chlorków w wyciągu wodnym (1000 mgCl-/l) opraco-wano koncepcję instalacji mieszania ścieków z odmulinami, oraz algorytm regulacji udziału ścieków w wodzie procesowej do NID w zależności od ich parametrów.
W skład układu przedstawionego na rysunku 5 wchodzą następujące podzespoły:
– zbiornik retencyjny wraz z opomiarowaniem i armaturą, – rurociąg transportowy ścieków z IOS wraz z armaturą
odcinającą i regulacyjną,
– rurociąg transportowy wody z odmulania chłodni wraz z armaturą odcinającą i regulacyjną,
– rurociągi zasilania pomp wody technologicznej NID wraz z armaturą odcinającą,
– układ automatycznej regulacji poziomu wody proceso-wej w funkcji ścieków z IOS i odmulin z chłodni.
Podsumowanie
Przedstawione optymalizacje wykazały wymierne korzy-ści ekonomiczne wynikające ze zmniejszenia zużycia sorben-tu, ograniczenia energii elektrycznej na potrzeby własne oraz kosztów remontów i czyszczeń urządzeń, a także ekologiczne – poprzez wykorzystanie szlamów podekarbonizacyjnych i ścieków w instalacjach odsiarczania spalin.
Nasuwa się przy tym dodatkowy wniosek: nawet stosu-jąc najnowsze technologie w procesach energetycznych, należy prowadzić działania optymalizacyjne w celu uzyskania Rys.5. Schemat instalacji dozowania ścieków z IOS do NID
Gospodarka żużlem jest nieodłącznie związana z energe-tyką produkującą energię elektryczną i ciepło opartą na spalaniu węgla. Natomiast transport żużla pozostaje prawdo-podobnie jednym z najbardziej odpornych na postęp techno-logiczny elementów energetyki.
Dopiero zwrócenie szczególnej uwagi na ochronę środo-wiska i usystematyzowanie gospodarki odpadami zwiększy-ło tempo zmian w tej części energetyki. Elektrownia „Łazi-ska” ze swoją 90-letnią historią jest typowym przykładem transformacji gospodarki żużlowej w energetyce: od trans-portu ręcznego, mechanicznego, hydraulicznego i ich od-mian aż do rozpatrywania koncepcji systemu zamkniętego i doszczelnionego (zbliżonego do rozwiązań stosowanych przy gospodarce popiołami).