Obliczenia termodynamiczne i symulacja pracy bloku parowego na parametry nadkrytyczne z podwójnym przegrzewem pary

• Autorzy: Chmiel Karolina , Madejski Paweł
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Produkcja energii elektrycznej w Polsce oparta jest w przeważającej mierze na węglu, czego wynikiem oprócz zużywania paliw kopalnych jest również emisja zanieczyszczeń gazowych i pyłowych do atmosfery. Zwiększanie sprawności wytwarzania energii elektrycznej siłowni parowych umożliwia redukcję zarówno emisji szkodliwych substancji, jak i zużycia paliw stałych. Podstawowym sposobem poprawy sprawności elektrowni parowej jest podniesienie parametrów produkowanej pary. W rozdziale przedstawiono wyniki obliczeń termodynamicznych i symulacji pracy bloku węglowego z podwójnym przegrzewem na zaawansowane ultranadkrytyczne parametry pary. Praca bloku o parametrach pary pierwotnej 700°C i 37,5 MPa została odwzorowana z wykorzystaniem modelu matematycznego opracowanego przy użyciu programu Ebsilon®Professional. Dane do obliczeń ustalono na podstawie literatury przedmiotu. Za pomocą równań bilansowych zweryfikowano poprawność wyników modelowania. Wyniki symulacji posłużyły do wyznaczenia podstawowych parametrów i wskaźników pracy bloku parowego. W następnej kolejności zbadano wpływ zmiany obciążenia w zakresie 70–100% obciążenia znamionowego na poszczególne parametry bloku parowego. Blok parowy osiąga wysoką sprawność cieplną brutto ponad 55%, a sprawność wytwarzania energii elektrycznej netto powyżej 50%. Wraz ze zmianą obciążenia zaobserwowano nieznaczny spadek sprawności bloku, co stanowi potwierdzenie zalet stosowania bloków na zaawansowane ultranadkrytyczne parametry w szerokim zakresie obciążeń cząstkowych i utrzymaniu bardzo wysokiej sprawności.

Słowa kluczowe

PL

blok na parametry nadkrytyczne; symulacja pracy elektrowni; obliczenia bilansowe; elektrownia parowa

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Zeszyty Energetyczne
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 8
• Strony: 25--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Chmiel Karolina

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska

autor

Madejski Paweł

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska

Bibliografia

• [1] Polskie Sieci Elektroenergetyczne: Raport 2020 KSE – Zestawienie danych ilościowych dotyczących funkcjonowania KSE w 2020 roku, Funkcjonowanie KSE – Raporty roczne z funkcjonowania KSE; https://www.pse.pl/dane-systemowe/ funkcjonowanie-kse/raporty-roczne-z-funkcjonowania-kse-za-rok/raporty-zarok-2020https://www.pse.pl/dane-systemowe/funkcjonowanie-kse/raportyroczne-z-funkcjonowania-kse-za-rok/raporty-za-rok-2020 [dostęp: maj 2021].
• [2] Europe Climate Foundation, Roadmap 2050. A practical guide to a prosperous, low-carbon Europe. Technical analysis executive summary; https://www.roadmap2050. eu/attachments/files/Volume1_ExecutiveSummary.pdf [dostęp: maj 2022].
• [3] Szczerbowski R., Wpływ zmian wybranych parametrów układu technologicznego elektrowni na wskaźniki eksploatacyjne, „Poznan University of Technology Academic Journals, Electrical Engineering” 2016, nr 86, s. 67–77.
• [4] Madejski P., Elektrownie i elektrociepłownie [wykłady]; http://galaxy.agh.edu.pl/~madejski/elektrownie-i-elektrocieplownie/
• [5] Mohamed O., Khalil A., Wang J., Modeling and Control of Supercritical and Ultra-Supercritical Power Plants: A review. MDPI, „Energies” 2020, 13, 2935.
• [6] Kotowicz J., Michalski S., Modeling of a supercritical power plant with an oxy type pulverized fuel boiler, a carbon dioxide capture unit and a “four-end” type membrane air separation, „Archiwum Energetyki” 2012, t. 42, 2, s. 73–83.
• [7] Li Y., Zhou L., Xu G., Fang Y., Zhao S., Yang Y., Thermodynamic analysis and optimization of a double reheat system in an ultra-supercritical power plant, „Energy” 2014, 74, s. 202–2014.
• [8] Yadav S., Mondal S.S., Numerical investigation of 660 MW pulverized coal-fired supercritical power plant retrofitted to oxy-coal combustion, „International Journal of Greenhouse Gas Control” 2021, 105, 103 227.
• [9] Lin X., Song H., Wang L., Guo Y., Liu Y., Cold-end integration of thermal system in a 1000 MW ultra-supercritical double reheat power plant, „Applied Thermal Engineering” 2021, 193, 116 982.
• [10] Elsner W., Kowalczyk Ł., Analiza modyfikacji struktury obiegu bloków węglowych pracujących na parametry ultranadkrytyczne, „Modelowanie Inżynierskie” 2012, 44, s. 57–64.
• [11] Madejski P., Żymełka P., Wprowadzenie do komputerowych obliczeń i symulacji pracy systemów energetycznych w programie STEAG Ebsilon®Professional, Wydawnictwa AGH, Kraków 2020, e-ISBN 978-83-66364-71-4.
• [12] EBSILON®Professional, The Planning Tool for the Power Plant Process.
• [13] Chmielniak T., Technologie energetyczne, Wydawnictwo WNT, Warszawa 2021.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).