The use of waste heat from flue gas in the system of regeneration of steam boiler supply water

• Autorzy: Zarzycki R.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.17.102.6578

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie ciepła odpadowego ze spalin w układzie regeneracji wody zasilającej kocioł parowy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study presents an analysis of the process of the use of waste heat from flue gas for the purposes of heating water in the regeneration system of a steam power unit fuelled with brown coal with a power of 900 MW_e. Preparation of flue gas and its initial moistening (increasing the dew point temperature) followed by cooling (condensation of the moisture contained in the flue gas) can ensure intensive heat exchange in the process of heat recovery. Replacing a first regeneration exchanger with the heat recovered from flue gas allows for an increase in steam power unit efficiency by 0.22% and limitation of CO₂ emissions by 22,810 t/year, while reducing the fuel demand by 26,727 tonnes per annum. Depending on the prices of CO₂ emissions permits and prices of brown coal, the proposed heat recovery allows for saving from €500,000 to €1,000,000 per year.

PL

W pracy przedstawiono analizę procesu wykorzystania ciepła odpadowego ze spalin na potrzeby podgrzewu wody w układzie regeneracji bloku parowego opalanego węglem brunatnym o mocy 900 MW_e900 MW_e. Poprzez odpowiednie przygotowanie spalin, ich wstępne nawilżenie (podniesienie temperatury punktu rosy), a następnie ochłodzenie (kondesację zawartej w spalinach wilgoci) można uzyskać intensywną wymianę ciepła w procesie odzysku ciepła. Zastąpienie pracy pierwszego wymiennika regeneracyjnego ciepłem pozyskanym ze spalin pozwala na wzrost sprawności bloku parowego o 0.22% oraz ograniczenie emisji CO₂ w ilości 22 810 ton/rok, dodatkowo zmniejsza zapotrzebowanie na paliwo w ilości 26 727 ton/rok. W zależności od ceny uprawnień do emisji CO₂ i ceny węgla brunatnego proponowany odzysk ciepła pozwala na oszczędności od 0.5 do 1 miliona euro/rok.

Słowa kluczowe

EN

waste heat; regeneration system; steam power unit

PL

ciepło odpadowe; układ regeneracji; blok parowy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Technical Transactions
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 6(114)
• Strony: 209--217
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., il.

Twórcy

autor

Zarzycki R.

• Department of Energy Engineering, Częstochowa University of Technology

Bibliografia

• [1] Panowski M., Klajny R., Analiza termodynamiczna wstępnego podsuszania paliwa, Mat. Konf. XX Jubileuszowy Zjazd Termodynamików, ISBN 978-83-7493-407-7, 2008, 189–193.
• [2] Sławiński K., Knaś K., Gandor M., Nowak W., Suszenie węgla brunatnego w energetyce – możliwości zastosowania młyna elektromagnetycznego, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej – seria Mechanika, Vol. 86 (3/14), 2014, 2300–5211.
• [3] Pawlak-Kruczek H., Plutecki Z., Suszenie węgla niskogatunkowego, Wydawnictwo „Nowa Energia”, 2014.
• [4] Lichota J., Plutecki Z., Suszenie węgla w elektrowniach, Rynek Energii, 2007, No. 6, 36–41.
• [5] B&W, Steam: Its Generation and Use, The Babcock & Wilcox Company, New York 2007.
• [6] Spliethoff H., Power Generation from Solid Fuels, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010.
• [7] Chmielniak T., Łukowicz H., Modelowanie i optymalizacja węglowych bloków energetycznych z wychwytem CO2, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2015.
• [8] Szulc P., Tietze T., Odzysk i energetyczne wykorzystanie gazów wylotowych pochodzących z bloków energetycznych elektrowni węglowych, Materiały VI Konferencji Naukowo-Technicznej „Energetyka gazowa 2016”, Vol. II, Wydawnictwo Instytutu Techniki Cieplnej, Gliwice 2016.
• [9] Incropera F., DeWitt D., Fundamentals of heat and mass transfer, 4th edition. John Wley and Sons, 1996.
• [10] Cao E., Heat transfer in process engineering, McGraw-Hill, 2009.
• [11] Hobler T., Ruch ciepła i wymienniki, WNT, Warszawa 1979.
• [12] Bohdal T., Matysko R., Analiza kondensacji pary wodnej na rurze pionowej, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, No. 7–8/2004, 35–41.
• [13] Broomley L., Heat transfer in condensation – effect of heat capacity of condensate, Ind. Eng. Chem. 44, 1952, 2966–2969.
• [14] Siddique M., Golay M., Kazimi M., Local heat transfer coefficients for forced-convection condensation of steam in a vertical tube in the presence of a noncondensable gas, Nuclear Technology 102, 1993, 386–402.
• [15] Colburn A., Hougen O., Design of cooler condensers for mixtures of vapors with noncondensing gases, Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 26, 1934, 1178–1182.
• [16] Heaphy J.P., Carbonara J., Litzke W., Butcher T.A., Condensing Economizers For Thermal Efficiency Improvements And Emissions Control, U.S. Department of Energy No. DE-AC02-76CBOO016, 1993.
• [17] Sparrow E., Lin S., Condensation heat transfer in presence of a noncondensable gas, Journal of Heat Transfer, 1964, 430–436.
• [18] Wójs K., Szulc P., Tietze T., Sitka A., Concept of a system for waste heat recovery from flue gases in coal-fired power plant, Journal of Energy Science, Vol. 1, No. 1, Wrocław University of Technology 2010, 191–200.
• [19] Chen Q., Finney K., Li H., Zhang X., Zhou J., Sharifi V., Swithenbank J., Condensing boilers applications in the process industry, Applied Energy, No. 89, 2012, 22–36.
• [20] Wójs K., Odzysk i zagospodarowanie niskotemperaturowego ciepła odpadowego ze spalin, Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 2015.
• [21] http://www.radscan.se (access: 03.07.2016).
• [22] Shi X., Che D., Agnew B., Gao J., An investigation of the performance of compact heat exchanger for latent heat recovery from exhaust flue gases, Int. J. Heat Mass Transfer, 54, 2011, 606–615.

Uwagi

EN

Section "Mechanics"

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)