Aktualne problemy budowy i eksploatacji kotłów energetycznych

• Autorzy: Pronobis M.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Począwszy od lat 70. XX w. rozwój światowej energetyki, a tym samym również techniki kotłowej, jest w głównej mierze determinowany przez coraz bardziej zaostrzane wymagania w zakresie ochrony środowiska. Początkowo były to wymagania dotyczące „klasycznych” emisji: pyłu, tlenków siarki i azotu, które spowodowały wyeliminowanie z energetyki mniej sprawnych odpylaczy, pojawienie się instalacji odsiarczania spalin oraz technik spalania zapewniających niższą emisję SOx i NOx. Spektakularnym efektem wyzwań tego okresu stało się powstanie nowej gałęzi kotłów energetycznych opartych na zastosowaniu fluidyzacji. Umożliwiły one spełnienie norm emisji SOx i NOx bez konieczności budowania dodatkowych instalacji pozakotłowych, zapewniając ponadto większą elastyczność w zakresie charakterystyki spalanych paliw.

Słowa kluczowe

PL

energetyka; kocioł energetyczny; eksploatacja kotła; fluidyzacja; emisja zanieczyszczeń; ochrona środowiska

EN

power engineering; energy boiler; boiler operation; fluidization; emission of pollution; environmental protection

• Wydawca: Nowa Energia – D.Kubek i M.Marchwiak S.C.
• Czasopismo: Nowa Energia
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 5-6
• Strony: 54--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 66 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pronobis M.

• Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 listopada 2014 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów. Dziennik Ustaw Rzeczypospolitej Polskiej Warszawa, dnia 7 listopada 2014 r., poz. 1546.
• [2] Dyrektywa 2001/80/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z 23 października 2001 r. w sprawie ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń do powietrza z dużych obiektów energetycznego spalania (Dz. Urz. WE L 309 z 27.11.2001, str. 1, z późn. zm.; Dz. Urz. UE Polskie wydanie specjalne, rozdz. 15, t. 6, str. 299).
• [3] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych (zintegrowane zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola) (Dz. Urz. UE L 334 z 17.12.2010, str. 17, z późn. zm.).
• [4] Poradnik w zakresie monitorowania emisji, sprawozdawczości i ochrony powierzchni ziemi, dotyczących pozwoleń zintegrowanych. Ministerstwo Środowiska, www.ecosolution.pl.
• [5] Kaczorowski M.: Wstępna opinia w zakresie konieczności i możliwości wprowadzenia zmian technologicznych warunkujących spełnienie nowych konkluzji BAT, planowanych jako obowiązujące od 2020 r, dla wariantów „New-” i „Existing Plants”, dla poszczególnych produktów wyspy kotłowej, w odniesieniu do projektu DUO BIO. Seminarium Projektu DUO BIO, Zawiercie, 16-17.06.2015.
• [6] Ustawa z dnia 27.04.2001 r. Prawo ochrony środowiska. Dz. U. z 2013 r. poz. 1232.
• [7] Koornneef J., Junginger M., Faaij A.: Development of fluidized bed combustion - An overview of trends, performance and cost. Progress in Energy and Combustion Science 33 (2007) 19-55.17
• [8] Pronobis M.: Nowe rozwiązania konstrukcyjne powierzchni konwekcyjnych w kotłach energetycznych. Konferencja „Nowoczesne technologie spalania węgla i paliw odpadowych” Szczyrk, listopad 2008 r.
• [9] Ciukaj S., Pronobis M.: Badanie zdolności samooczyszczających pęczków konwekcyjnych z ożebrowaniem diagonalnym. Materiały XI Międzynarodowej Konferencji Kotłowej ICBT’2010. Pol. Śląska, IMiUE, Prace Naukowe, Monografie, Konferencje z. 25. Gliwice 2010.
• [10] Storm S. K., Guffre J., Zucchelli A.: Advancements with Regenerative Airheater Design, Performance and Reliability. POWER-GEN Europe 7-9 June 2011, Fiera, Milano Italy.
• [11] Pronobis M.: Modernizacja kotłów energetycznych. WNT Warszawa 2002.
• [12] Kraftwerk Niederaußem - strona internetowa RWE Power.
• [13] Kather A.: Technologien für Dampfkraftwerke. Fachkongress Innovative Technologien zur Stromerzeugung - auf dem Weg zu CO2-freien Kohle - und Gaskraftwerken 10-12.05.2004.
• [14] Berger S., Bergins C., Strauß K., Bielfeldt F. B., Elsen R. O., Erken M.: Mechanisch/Thermische Entwässerung von Braunkohle. VGB KraftwerksTechnik 79 (1999), Nr. 1, S. 40-45.
• [15] Pawlak-Kruczek H. i inni: Przegląd różnych metod i technologii suszenia węgla brunatnego. XIV Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Forum Energetyków GRE 2014, 16-18.06.2014, Szczyrk.
• [16] Łukowicz H., Chmielniak T., Kochaniewicz A., Mroncz M.: Analiza wykorzystania ciepła odpadowego ze spalin bloku węglowego opalanego węglem brunatnym do suszenie węgla. Materiały XI Międzynarodowej Konferencji Kotłowej ICBT’2010. Pol. Śląska, IMiUE, Prace Naukowe, Monografie, Konferencje z. 25. Gliwice 2010.
• [17] Adamczyk F.: Integration of a POWERISE Flue Gas Heat Recovery System in the Worldwide Largest Fluidised Bed Boiler Lagisza 460 MW. Efficiency Increase and CO2 Reduction. VGB PowerTech 12/2008.
• [18] Zgłoszenie Patentowe P.390728 „Sposób oraz instalacja odzysku ciepła i mokrego oczyszczania niskotemperaturowych spalin odprowadzanych do otoczenia zwłaszcza z komór spalania”.
• [19] Heaphy J.P., Carbonara J., Litzke W., Butcher T. A.: Condensing economizers for thermal efficiency improvements and emission control. Proceedings of Pittsburg Coal Conference, Pittsburg 1995.
• [20] Södra Näs Vimmerby Energi AB Biomass District Heating Plant, Sweden - Internet.
• [21] Maierhofer H., Schröter C.: Pfaffenhofen has achieved its aim of climate protection. Wood Energy 6, July 2002, 38-41.
• [22] Obernberger I., Thonhofer P., Reisenhofer E.: Description and evaluation of the new 1,000 kWel Organic Rankine Cycle process integrated in the biomass CHP plant in Lienz, Austria. Euroheat & Power, Volume 10/2002, pp.18- 25.
• [23] Andersson K., Johnsson F., Strömberg L.: An 865 MWe Lignite-fired Power Plant with CO2 Capture - A Technical Feasibility Study. VGB Conference “Power Plants in Competition - Technology, Operation and Environment“, March 2003, Cologne.
• [24] IPW Polin: Technologia obniżania emisji tlenków azotu (NOx) metodami pierwotnymi na przykładzie zastosowania w kotłach z narożną konfiguracją palników (kocioł typu EP 650-137). Symp. „Metody pierwotne redukcji NOx w kotłach energetycznych” Szczyrk 28-29.04.2009.
• [25] Vitalis B. P.: Constant and sliding-pressure options for new supercritical plants. Power, January/February 2006.
• [26] Blum R., Bugge J., Kjaer S.: USC 700oC Power Technology - a European Success Story. VGB PowerTech 4/2009.18
• [27] Čech B., Kadlec Z., Matoušek J., Kolat P.: Diagnostic methods of large fluidized bed boilers. Wrocław 2008. Archivum combustionis 28-2008-No.1-2, s. 1-10.
• [28] Deuster M., Drescher H. P.: Optimization of coal fired boilers using acoustic pyrometry. Coal Gen Warszawa 2008.
• [29] Wojnar W., Pronobis M., Ostrowski P.: Zmniejszenie rozrzutu temperatur rur przegrzewacza grodziowego poprzez zróżnicowanie powierzchni grodzi. 12th International Conference on Boiler Technology ICBT, October 21-24, 2014, Szczyrk, Poland.
• [30] Folke C., Tschaffon H., Gierschner G.: 50plus -Aktueller Stand der Planung und Beschaffung des 700-°C-Demokraftwerks - Internet.
• [31] Yoshio Shimogori: Ultra Super Critical Pressure Coal Fired Boiler -State of the Art Technology Applications. BABCOCK-HITACHI K.K. 1 - Internet.
• [32] Dobrzański J., Zieliński A., Pasternak J., Hernas A.: Doświadczenia z zastosowania nowych stali do wytwarzania elementów kotłów na parametry nadkrytyczne. Prace IMŻ 1 (2010).
• [33] The Latest Supercritical Coal-Fired Boiler and Integrated Coal Gasification Combined Cycle Technology (IGCC). APEC Clean Fossil Energy Technical and Policy Seminar, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd - Internet.
• [34] Advanced Power Plant Using High Efficiency Boiler/Turbine. DTI BPB010 January 2006 - Internet.
• [35] Mory A., Tauschitz J.: Mitverbrennung von Biomasse in Kohlekraftwerken. VGB Kraftwerkstechnik 1/1999.
• [36] Sroczyński S., Merchut A.: Nowe kierunki rozwoju wędrownych rusztów opalających w pyłowych kotłach energetycznych. IX Konferencja „Ochrona Środowiska w eksploatacji kotłów rusztowych”, Szczyrk 2007. Pol. Śląska, IMiUE, Prace Naukowe, Monografie, Konferencje z. 19.
• [37] Petersen C. B.: Conversion of a traditional coal fired boiler to a multi fuel biomass unit. PowerGen Europe 2011, Milan, Italy.
• [38] Wigley F., Williamson J., Riley G.: The effect of mineral additions on coal ash deposition. Fuel Processing Technology, 2007.
• [39] Linstrom E., Bostrom D., Ohman M.: Effect of kaolin and limestone addition on slag formation during combustion of woody biomass pellets. ETPC 2007.
• [40] Mroczek K., Kalisz S., Ostrowski P., Pronobis M., Sołtys J.: Poprawa warunków pracy kotłów opalanych biomasą AGRO kondycjonowaną dodatkiem haloizytu. Materiały XI Międzynarodowej Konferencji Kotłowej ICBT’2010. Pol. Śląska, IMiUE, Prace Naukowe, Monografie, Konferencje z. 25. Gliwice 2010.
• [41] Kather A., Hermsdorf C., Klostermann M.: Der kohlebefeuerte Oxyfuel-Prozess. VGB PowerTech 4/2007 s. 84-91.
• [42] Cichowlas Ł., Golec T., Kuczyński P., Strug K., Świątkowski B.: Ocena możliwości przystosowania kotła pyłowego OP-650 do spalania tlenowego. Materiały XI Międzynarodowej Konferencji Kotłowej ICBT’2010. Pol. Śląska, IMiUE, Prace Naukowe, Monografie, Konferencje z. 25. Gliwice 2010.
• [43] Jordal K., Anheden M., Jinying Yan, Strömberg L.: Oxyfuel combustion for coal-fired power generation with CO2 capture - opportunities and challenges - Internet.
• [44] Miklaszewski E. J., Zheng Y., Son S. F.: Oxyfuel Combustion: Laboratory and Pilot Scale Experiments - Internet.
• [45] Hardy T. Zacharczuk W.: The effect of oxy combustion on ash deposit formation and corrosion behavior in pulverized boilers. 12th International Conference on Boiler Technology ICBT, October 21-24, 2014, Szczyrk, Poland.19
• [46] Böhmer S., Wiesenberger H., Krutzler T., Szednyj I., Poupa S., Schindler I.: NOx - Emissionen: Minderungspotenziale in ausgewählten Sektoren und Szenarien 2010. Umweltbundesamt BE 233, 2003.
• [47] Rentz O., Gütling K., Karl U.: Erarbeitung der Grundlagen für das BVT-Merkblatt Großfeuerungsanlagen im Rahmen des Informationsaustausches nach Art. 16(2) IVURichtlinie. Deutsch-Französisches Institut Für Umweltforschung Universität Karlsruhe (TH) Hertzstr. 16, 76187 Karlsruhe Forschungsbericht 200 46 317.
• [48] Stamatelopoulos G.N., Brüggemann H., Kunkel R. C.: Reliable operation of high performance primary low NOx controls. Power Gen 2006.
• [49] Szafruga K.: Technologia obniżania emisji tlenków azotu (NOx) metodami pierwotnymi w przykładzie zastosowania w kotłach z frontową konfiguracją palników (kocioł typu OP 650). Sympozjum „Metody pierwotne redukcji NOx w kotłach energetycznych” Szczyrk 2009.
• [50] Sato, S. Kobayashi Y., Hashimoto T., Hokano M., Ichinose T.: Retrofitting of Mitsubishi Low NOx System. Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Technical Review Vol.38 No.3 (Oct. 2001).
• [51] Grucza G.: Nowa technologia pracy kotła EP 650-137 według projektu firmy IPW Polin. Materiały X Międzynarodowej Konferencji Kotłowej ICBT’06. Pol. Śląska, Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych - Prace Naukowe, Monografie, Konferencje z. 16. Gliwice 2006.
• [52] Yano T., Kiyama K., Sakai K., Dernjatin P., Savolainen K, Okazaki H.: Low NOx Combustion Technologies For Lignite Fired Boilers. PowerGen Europe 2003.
• [53] Blasiak W., Grimbrandt J.: Opportunity to achieve LCPD with primary action by implementing MobotecSystem™. Strategic Approach for Implementation of Primary DeNOx Measures in Large EU Pulverized Coal and Lignite Fired Units 2008-2015 and after 2015. Athens 2005.
• [54] Fielenbach C., Holfeld Th., von Petery C., Renz U., Wünning J.G.: NOx-Reduction in a Pressurized Pulverized Coal Flame by Flue Gas Recirculation. Pittsburgh Coal Conference 2003.
• [55] Niewczas B., Pronobis M.: Kontrola procesu spalania węgla w pyłowych kotłach energetycznych. Konferencja GRE, Bielsko-Biała 2006.
• [56] Kułażyński M., Pronobis M., Walewski A. W., Wojnar W.: Selektywna redukcja katalityczna (SCR) tlenków azotu w regeneracyjnym obrotowym podgrzewaczu powietrza. Rynek Energii 6 (79)/2008.
• [57] Aleksik A.: Redukcja tlenku azotu w przemysłowym spalaniu odpadów przy zastosowaniu wtrysku mocznika. Praca doktorska, raport serii PREPRINTY nr 1/97, Politechnika Wrocławska, Wrocław 1997.
• [58] Cremer M., Adams B., O’Connor D., Bhamidipati V., Broderick R.: Design and demonstration of Rich Reagent Injection (RRI) for Reduction at Convectiv's B.L. England Station. U.S. DOE Conference on SCR and SNCR for NOx Control 2001.
• [59] Gostomczyk M. A., Krzyżyńska R.: Multi-Pollutant Control from Pulverized Coalfired Boiler OP-430. U.S. EPA - U.S. DOE EPRI - A&WMA Power Plant Air Pollutant Control MEGA Symposium, Baltimore, U.S., 28-31 August 2006.
• [60] Larnon Ch. R., Steen D.: Combined SO2, NOx, PM and Hg Removal from Coal Fired Boilers. MEGA Symposium 19-22 May 2003, Washington.
• [61] Ściubidło A.: Adsorpcja tlenków azotu na materiałach mezoporowatych otrzymanych z popiołów lotnych. Praca doktorska, Politechnika Częstochowska, 2010.
• [62] Błaszczuk A., Nowak W., Jagodzik S.: Effects of operating conditions on deNOx system efficiency in supercritical circulating fluidized bed boiler, Journal of Power Technologies; 93 (1); 1-8 (2013).20
• [63] Lockwood T.: Techno-economic analysis of PC versus CFB combustion technology. IEA Clean Coal Centre, 2013.
• [64] Eriksson T., Gutierrez Cerezales P.: Development of FLEXI-BURN® CFB boiler concept for OXY-CFB-300 Compostilla Project. 3rd International Oxyfuel Combustion Conference, September 9-13, 2013 Ponferrada Spain.
• [65] Taler J., Dzierwa P.; Taler D., Harchut P.: Optimization of the boiler start-up taking into account thermal stresses. 12th International Conference on Boiler Technology ICBT, October 21-24, 2014, Szczyrk, Poland.
• [66] Rusin A., Wojaczek A.: Charakterystyka niezawodności krajowych bloków energetycznych w latach 2000-2013. 12th International Conference on Boiler Technology ICBT, October 21-24, 2014, Szczyrk, Poland.