Zautomatyzowane suwnice dla elektrociepłowni opalanych drewnem

Elektrociepłownie opalane drewnem z układem kogeneracji wnoszą istotny wkład na rzecz ochrony klimatu. Magazynowanie paliw i sterowane zaopatrywanie paleniska w drewno opałowe odbywa się za pomocą w pełni zautomatyzowanych urządzeń dźwignicowych firmy Demag Cranes.

• Niezawodna eksploatacja elektrociepłowni w trybie pracy 24/7
• Oszczędność powierzchni dzięki magazynowaniu w bunkrach
• Czysta gospodarka energetyczna bez emisji
• Zautomatyzowane procesy mieszania paliwa gwarantują równomierne wartości opałowe

Elektrociepłownia Hamburg-Lohbrügge

Instalacja o innowacyjnym znaczeniu

Stosowanie odpadów drewnianych oznacza nie tylko wytwarzanie czystej energii, lecz również wysoką efektywność. Skutkuje to redukcją emisji CO₂ i oszczędnym gospodarowaniem paliwami kopalnymi. Przykładem tych ekologicznych i ekonomicznych rozwiązań systemowych jest elektrociepłownia opalana drewnem w Hamburgu-Lohbrügge, która wytwarza rocznie prawie 13 mln kilowatogodzn z surowców odnawialnych. Stosuje się przy tym wyłącznie naturalne ścinki drewniane pochodzące z gospodarki leśnej i parków krajobrazowych. Powstające przy tym ciepło – około 60 000 MWh – jest kierowane do sąsiedniej ciepłowni zaopatrującej w ciepło ponad 8 000 gospodarstw domowych. Dzięki skojarzonej gospodarce energetycznej energia zawarta w spalanym drewnie jest optymalnie wykorzystywana – stopień wykorzystania wynosi 85%.

Inwestor, firma KWA Bioenergie GmbH i Co. Kraftwerk Lohbrügge KG zainwestował kwotę 13 mln Euro w budowę hamburskiej elektrociepłowni. Obiekt zaprojektowany przez biuro inżynierskie Schuler z Bietigheim-Bissingen przynosi roczną redukcji emisji dwutlenku węgla o około 23 000 ton.

Również w drugiej elektrowni w Ludwigsburgu, zaprojektowanej przez biuro Schuler, suwnica procesowa Demag służy do bezpiecznego składowania materiału i sprawnego zaopatrywania w paliwo.

Zautomatyzowane rozwiązanie suwnicowe

Automatyzacja w centrum zainteresowania

W elektrociepłowni opalanej drewnem (HHKW) Hamburg Lohbrügge procesowa technologia dźwignicowa przejmuje jedną z kluczowych funkcji w centralnym sterowaniu. Automatyzacja zapewnia dyspozycyjność i maksymalną efektywność instalacji - przy jednoczesnej wysokiej elastyczności działania.

W pełni zautomatyzowana suwnica pomostowa dwudźwigarowa jest precyzyjnie sterowana przez niezależnie pracujący system Demag do zarządzania magazynem (LVR). Zadania suwnicy procesowej:

• Szybkie opróżnianie stanowisk wyładunkowych
• Składowanie paliwa w trzech określonych strefach magazynowych
• Zasilanie paleniska odpowiednią mieszanką paliwową

Charakterystyka suwnicy w skrócie:

• Udźwig: 11 t
• Rozstaw suwnicy: 16 400 mm
• Wysokość podnoszenia: 24 500 mm
• Płynne prędkości przesuwu suwnicy / wózka / wciągnika: 50 / 40 / 50 m/min
• Chwytak wielołupinowy: 8 m³ pojemności

Chwytak wielołupinowy z napędem silnikowym jest przystosowany specjalnie do specyficznych wymagań drewna, gdyż materiał jest dostarczany w stanie naturalnym. Bardzo rozdrobnione drewno jest równie sprawnie przejmowane, jak i małe gałęzie lub zagęszczony materiał.

Wymagana wydajność przeładunkowa: co najmniej 140 m³ materiału na godzinę. Dół wyładunkowy musi być szybko opróżniany, aby uniknąć zatorów i długich czasów oczekiwania pojazdów dostarczających materiał.

Czyste rozwiązanie

Projektowanie palenisk ze zintegrowanym silosem przebiegało z uwzględnieniem optymalnego wykorzystania powierzchni. Dlatego wybrano rozwiązanie z suwnicą automatyczną zamiast np. magazynu obsługiwanego przy użyciu ładowarek kołowych. To drugie rozwiązanie oznaczałoby nie tylko wyższą emisję spalin i hałasu, lecz również wyższe zapotrzebowanie na personel  do obsługi magazynu.

Procedury procesowe

Bezpieczne manewrowanie ładunkami w procesie zasilania paliwem

Drewniane ścinki dostarczane do elektrociepłowni HHKW mają łączną wagę około 32 000 ton rocznie. Dostęp do dołu wyładunkowego o pojemności 300 m³ jest regulowany przez zintegrowany czytnik kart magnetycznych. Gdy samochód ciężarowy przejedzie przez stację ważenia, otwiera się barierka; obszar nad stanowiskiem wyładunkowym jest blokowany dla pracy suwnicy, aby uniknąć uszkodzenia chwytaka przez spadający materiał. Po rozładowaniu samochodu ciężarowego suwnica otrzymuje sygnał do  opróżnienia dołu wyładunkowego. Dostarczony materiał jest wstępnie sprawdzany przez personel pod kątem jakości, a następnie przydzielany jednej z trzech określonych wcześniej klas jakości, dla których utworzono trzy strefy składowania. Suwnica automatyczna składa posortowane paliwo w silosie na drewno.

Wibracje pochodzące z ruchu suwnicy i wózka są regulowane przez układ aktywnego tłumienia wahań ładunku Demag. Gwarantuje to bezpieczną pracę, zapobiegając uderzeniom chwytaka o ściany.

Czujnik poziomu napełnienia w  silosie dziennym

Oprócz magazynu o pojemności 900 m³ materiału, dostępny jest silos dzienny na około 700 m³ paliwa. Stąd paliwo jest transportowane przez przesuwane dno do pieca. Poziom napełnienia silosa dziennego jest monitorowany przez stacjonarne sondy radarowe. Po uzyskaniu minimalnego poziomu napełnienia sterowanie suwnicy automatycznej wyzwala ponowne uzupełnienie silosa dziennego do wymaganej ilości paliwa.

Procedury mieszania i magazynowania

Oprócz zadań transportowych suwnica procesowa wykonuje też mieszanie materiałów. Proces ten jest wykonywany wtedy, gdy w ramach kontroli jakości obsługa stwierdzi, że np. kawałki drewna pochodzące z parków krajobrazowych są za wilgotne do dalszej obróbki bądź mają za niską wartość opałową, i dlatego należy je wymieszać z drewnem leśnym dobrej jakości. Po ustawieniu w systemie Demag LVR wymaganej proporcji mieszanki suwnica przejeżdża automatycznie trzy odpowiednie strefy, przechwytuje materiał i umieszcza go w silosie dziennym.

Demag zintegrował też inne procedury ze sterowaniem systemowym. Przykład: Po zanurzeniu chwytaka w materiale i pobraniu szczęki chwytaka nie są na początku całkowicie zamykane. Suwnica przesuwa się lekko, po czym niewielka ilość materiału wysypuje się z chwytaka. Teraz optymalnie napełniony chwytak jest zamykany.