Systemowe uwarunkowania integracji układu CCS z blokiem węglowym

• Autorzy: Kotowicz J.

Warianty tytułu

EN

System conditions of CCS installation integration with a coal-fired power unit

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poddano analizie dwa różne typy elektrowni z instalacjami CCS. Obydwie elektrownie opalane są węglem i wyposażone są w bloki parowe o supernadkrytycznych parametrach pary. Pierwsza pracuje w technologi oxy-spalania, a druga w technologii post-combustion z wychwytem CO2 ze spalin metodą absorpcji chemicznej. Wyznaczono sprawności badanych elektrowni. Opracowano ogólną metodologię zwiększania tych sprawności. W artykule pokazano wpływ integracji cieplnej instalacji CCS z blokiem parowym na sprawność i moc całej elektrowni. W tym zakresie przedstawiono wpływ energochłonności sorbentu i sposoby wykorzystania ciepła odpadowego z instalacji CCS na osiągi elektrowni. Analizowano integrację instalacji ASU z suszarką węgla, organizację recyrkulacji spalin, integrację instalacji ASU i instalacji CCS z turbiną parową dla zwiększenia jej mocy.

EN

Analysed are two different types of power plants with CCS installations. Both plants are the coal-fired ones and are equipped with ultra-supercritical steam power units. The first one is working using the oxy-combustion technology while the other is using the technology of post-combustion with CO2 capture from flue gas by the chemical absorption method. Determined is the investigated plants efficiency and elaborated is a general methodology to increase it. Shown is the influence of CCS installation and steam power unit thermal integration on efficiency and output capacity of a power plant. Presented is an impact of a sorbent energy consumption and methods of CCS installation waste heat utilization on a power plant performance. Analysed is an integration of ASU installation with a coal dryer, organization of flue gas recirculation and integration of ASU installation and a CCS installation with a steam turbine to increase its performance.

Słowa kluczowe

PL

bloki parowe; układ CCS; integracja układu CCS z blokiem węglowym

EN

steam power units; CCS installation; integration of CCS installation with a coal-fired power unit

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 1
• Strony: 38--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

• Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Daarde A., Prabhakar R., Trainier J-P., Perrin N.(2009), Air separation and flue gas compression and purification units for oxy-coal combustion systems. Energy Pracedia, 1, p.527-534.
• [2] Pipitone G., Bolland O. (2009), Power generation with CO2 capture: technology for CO2 purification. International Journal of Greenhouse Gas Control, 3, p.528-534.
• [3] Kather A., Gunter S. (2009), The oxycoal process with cryogenic oxygen supply. Naturwissenschaften, 96(9), p.1-18.
• [4] Davison J. (2007), Performance and costs of power plants with capture and storage of CO2. Energy, 32, p.1163-1176.
• [5] Liszka M., Ziębik A. (2010), Coal-fired oxy-fuel power unit - Process and system analysis. Energy, 35, p. 943-951.
• [6] Skorek-Osikowska A., Kotowicz J., Janusz-Szymańska K. (2012), Comparsion of the Energy intensivity of the selected CO2-capture methods applied in the ultra-supercritical coal power plants. Energy and Fuels, 26(11), p. 6509-6517.
• [7] Yantovski E., Gorski J., Smyth B., ten Elshof J. (2004), Zero-emission fuel-fired power plants with ion transport membrane. Energy, 29, p. 2077-2088.
• [8] Engels S., Beggel F., Modigell M., Stadler H. (2010), Simulation of a membrane unit for oxyfuel power plant under consideration of realistic BSCF membrane properties. Journal of Membrane Science, 359, p. 93-101.
• [9] Castillo R.(2011), Thermodynamic analysis of a hard coal oxyfuel power plant with high temperature three-end membrane for air separation. Applied Energy, 88, p. 1480-1493.
• [10] Stadler H., Beggel F., Habermehl M., Persigehl B., Kneer R., Modigell M., Jesche P., Oxyfuel coal combustion by efficient integration of oxygen transport membranes. International Journal of Greenhouse Gas Contral, 5, p. 7-15.
• [11] Pfaff I., Kather A. (2009), Comparative thermodynamic analysis and integration issues of CCS steam power plant based on oxy-combustion with cryogenic or membrane based air separation. Energy Procedia, 1, p. 495-502.
• [12] Michalski S. (2013), Analiza termodynamiczna i ekonomiczna nadkrytycznej elektrowni na węgiel kamienny z jonową membraną do separacji powietrza. Rynek Energii, 2(105), p. 54-60.
• [13] Kotowicz J., Michalski S., Efficiency analysis of a hard-coal-fired supercritical power plant with a four-end high-temperature membrane for air separation. Energy (w druku).
• [14] Kotowicz J., Balicki A., Methods of enhancing the overall efficiency of a lignite-fired oxyfuel power plant with CFB boiler and membrane-based air separation unit. Energy conversion and management (w druku).
• [15] Kotowicz J., Dryjańska A., Balicki A. (2012), Wpływ wybranych parametrów na sprawność kotła CFB typu oxy. Rynek Energii, 2(99), s. 120-126.
• [16] Toftegaard M., Brix J., Jensen P., Glarborg P., Jensen A. (2010), Oxy-fuel combustion of solid fueis. Progress in Energy and Combustion Science, 36, p. 581-625.
• [17] Buhre B., Elliott L., Sheng C., Grupta R., Wall T. (2005), Oxy-fuel combustion technology for coal-fired power generation. Progress in Energy and Combustion Science, 31, p. 283-307.
• [18] Kotowicz J., Chmielniak T., Janusz-Szymańska K. (2010), The influence of membrane CO2 separation on the efficiency of a coal-fired power plant. Energy, 3, p. 841-850.
• [19] Kotowicz J., Janusz-Szymańska K. (2010), Inlfuence of membrane CO2 separation on the operating characteristics of a coal-fired power plant. Chemical and Process Engeenering, 31 (4), p. 681-698.
• [20] Kotowicz J., Bartela Ł. (2012), Optimisation of the connection of membrane CCS installation with a supercritical coal-fired power plant. Energy, 38(1), p.118-127.
• [21] Janusz-Szymańska K., Kotowicz J. (2011), Analysis of CO2 membrane separation in the ultra-supercritical coal fired power plant (in Polish). Rynek Energii, 94(3), s. 53-56.
• [22] Chmielniak T., Opracowanie technologii dla wysokosprawnych "zeroemisyjnych'' bloków węglowych zintegrowanych z wychwytem CO2 ze spalin. Program strategiczny: Zaawansowane technologie pozyskiwania energii, Zadanie nr 1 - 2010-2015.
• [23] Łukowicz H., Chmielniak T., Wróblewski w., Stępczyńska-Drygas K., Rulik S., Dobór konliguracji turbiny. Analiza liczby wylotów do skraplacza. Współpraca turbiny z układem chłodzenia. Sprawozdanie merytoryczne za okres 01.05.2012 - 30.04.2013. Zaawasowane technologie pozyskiwania energii. Zadanie nr 1.
• [24] Łukowicz H., Bochon K., Mroncz M., Analiza pracy bloku po jego zintegrowaniu z instalacją separacji CO2. Optymalizacja struktur obiegu cieplnego zintegrowanego z instalacją separacji CO2 dla różnych sorbentów. Sprawozdanie merytoryczne za okres 01.05.2012 - 30.04.2013. Zaawansowane technologie pozyskiwania energii. Zadanie nr 1.
• [25] Łukowicz H., Witkowski A., Rulik S., Kochaniewicz A., Badanie możliwości wykorzystania ciepła odpadowego z instalacji CO2 w obiegu ORC i w układzie podgrzania kondensatu obiegu głównego. Optymalizacje termodynamiczne. Sprawozdanie merytoryczne za okres 01.05.2012 - 30.04.2013. Zaawansowane technologie pozyskiwania energii. Zadanie nr 1.