Termodynamiczne oraz ekologiczne skutki zintegrowania elektrociepłowni węglowej z instalacją separacji dwutlenku węgla

• Autorzy: Bartela Ł. , Skorek-Osikowska A. , Kotowicz J.

Warianty tytułu

EN

Thermodynamic and ecological effects of integratoion of a coal-fired combined heat and power plant with carbon dioxide separation installation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz termodynamicznych oraz ekologicznych integracji elektrociepłowni na parametry nadkrytyczne z absorpcyjną instalacją separacji CO2. Rozpatrzono dwa warianty integracji różniące się pomiędzy sobą sposobem zasilania w ciepło procesu desorpcji. W pierwszym wariancie rozpatrzono pobór pary z upustu turbiny parowej. Drugi wariant zakładał dodatkowe zintegrowanie bloku z zewnętrznym źródłem ciepła jakim jest układ turbiny gazowej. Dla zobrazowania efektów integracji analizy przeprowadzono również dla bloku, który nie został zintegrowany z instalacją separacji. Niezależnie od rozpatrywanego wariantu obliczenia projektowe prowadzone były dla uzyskania mocy brutto na poziomie 320 MW dla warunków pracy w czystej kondensacji. Dla każdego analizowanego w pracy wariantu określono średnioroczne wskaźniki oceny efektywności termodynamicznej oraz wskaźniki emisji dwutlenku węgla. Wszystkie wskaźniki zdefiniowane zostały na dwa sposoby, tj. wyłącznie z uwzględnieniem bilansu bloku elektrociepłowni oraz z uwzględnieniem prócz bloku również pozostałych źródeł ciepła pracujących na potrzeby sieci ciepłowniczej.

EN

This paper presents the results of a thermodynamic and economic analysis of the integration of a supercritical combined heat and power plant with an absorption CO2 separation installation. Two variants of integration were considered differing from each other in the way of heat supply for the stripping process. In the first variant the use of steam extracted from a steam turbine was examined. The second variant of the unit included additional integration of the system with an external heat source, i.e. the gas turbine system. To illustrate the effects of the integration, the analysis was also performed for the block that was not integrated with the separation installation. Regardless of the variant, the calculations were carried out to obtain a gross electric power of 320 MW for the pure condensation conditions. For each variant analyzed in the paper an average annual indicators of the thermodynamic effectiveness and emission of carbon dioxide were determined. All indicators were defined in two ways, i.e., taking into account only the balance of the heat and power plant and also, taking into account additionally, apart the unit, other heat sources working for the district heating network.

Słowa kluczowe

PL

elektrociepłownia; parametry nadkrytyczne; instalacja absorpcyjna; separacja CO2; analiza termodynamiczna

EN

supercritical parameters; power plant; CO2 absorption; thermodynamic analysis

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 6
• Strony: 97--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Bartela Ł.

autor

Skorek-Osikowska A.

autor

Kotowicz J.

Bibliografia

• [1] Kjaer S.: Status and future of advanced PF Power plants. Energy Conversion and Management 1996;6-8:897-902.
• [2] Kaliski M., Siemek J., Sikora A., Staśko D., Janusz P., Szurlej A.: Wykorzystanie gazu ziemnego do wytwarzania energii elektrycznej w Polsce i UE – szanse i bariery. Rynek Energii 2009;4(83):2-7.
• [3] Chmielniak T., Kosman G., Łukowicz H.: Integracja instalacji wychwytu CO2 z kondensacyjnymi blokami energetycznymi. Rynek Energii 2008;6(79):75-81.
• [4] Johanssona D., Sjöblomb J., Berntssona T.: Heat supply alternatives for CO2 capture in the process industry. International Journal of Greenhouse Gas Control 2012;8:217–32.
• [5] Bartela Ł., Skorek-Osikowska A.: Ekologiczny efekt sprzężenia nadkrytycznego bloku węglowego z instalacją turbiny gazowej. Rynek Energii 2010;2(87):8-13.
• [6] Bartela Ł., Kotowicz J.: Wpływ wprowadzenia membranowego procesu separacji CO2 na efektywność nadkrytycznej elektrociepłowni węglowej. Rynek Energii 2011;6(97):12-19.
• [7] Bartela Ł., Skorek-Osikowska A.: Analiza termodynamiczna wybranej struktury elektrociepłowni węglowej na parametry nadkrytyczne. Rynek Energii 2010;5(90):62-68.
• [8] Kotowicz J., Bartela Ł.: Optimisation of the connection of membrane CCS installation with a supercritical coal- fired power plant. Energy 2012;38:118-127.
• [9] Kotowicz J, Bartela Ł.: The influence of the legal and economical environment and the profile of activities on the optimal design features of a natural-gas-fired combined heat and power plant. Energy 2011, 36(1):328-338.
• [10] Milewski J., Lewandowski J.: Separating CO2 from Flue Gases Using a Molten Carbonate Fuel Cell. IERI Procedia 2012;1:232-7.
• [11] Wiciak G., Kotowicz J.: Experimental stand for CO2 membrane separation. Journal of Power Technologies, 2011;91(4):171-178.