Możliwości zastosowania elektrycznego podgrzewacza wody w układach technologicznych elektrowni i elektrociepłowni

• Autorzy: Polski Cezary , Polski Tomasz , Roman Jacek , Kasińska Natalia , Mielcarek Agata , Złotecka Daria , Wróblewski Robert , Szczerbowski Radosław , Bartoszewicz Jarosław , Ceran Bartosz

Identyfikatory

DOI

10.33223/ZN/2025/07

Warianty tytułu

EN

Possibilities of using an electric water heater in the technological systems of power plants and combined heat and power plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki analiz nad możliwościami zastosowania elektrycznego podgrzewacza wody do poprawy elastyczności pracy jednostek wytwórczych. Rozważono dwa scenariusze modernizacji odpowiednio bloków jednostek elektrownianych oraz jednostek kogeneracyjnych. W pierwszym scenariuszu analizie poddano możliwości zastosowania elektrycznego podgrzewacza wody zasilającej w blokach parowych w celu poprawy ich regulacyjności w systemie elektroenergetycznym. Porównano możliwość poprawy regulacyjności bloku 200 MW z blokami o wyższych wartościach mocy znamionowej. Następnie przeanalizowano możliwości zmniejszenia wskaźnika emisji CO2 poprzez nadbudowanie bloku parowego o mocy 200 MW turbiną gazową. W wariancie drugim przeprowadzono analizę możliwości zastosowania elektrycznego podgrzewacza wody sieciowej w układzie elektrociepłowni z turbiną parową przeciwprężną w celu zbadania możliwości produkcji ciepła w okresach niskiego zapotrzebowania na energię elektryczną. Na podstawie przeprowadzonych badań symulacyjnych otrzymano wyniki niezbędne do prowadzenia analiz ekonomicznych poszczególnych rozwiązań w celu określenia opłacalności zrealizowania modernizacji jednostek wytwórczych i kogeneracyjnych według zaproponowanych koncepcji.

EN

The paper presents the results of analyses of the possibilities of using an electric water heater to improve the flexibility of power plants. Two scenarios of modernization of power and cogeneration plants were considered, respectively. In the first scenario, the possibilities of using an electric feed water heater in steam power plants were analyzed to improve their flexibility in the power system. The possibilities of enhancing the controllability of a 200 MW unit were compared with units with higher nominal power. Then, the possibilities of reducing the CO2 emission factor were analyzed by adding a gas turbine to the 200 MW steam unit. In the second variant, an analysis of the possibilities of using an electric network water heater in a combined heat and power plant system with a back-pressure steam turbine was carried out to examine the possibilities of heat production in periods of low electricity demand. Based on the simulation studies, the results necessary for conducting economic analyses of individual solutions were obtained to determine the profitability of modernization of generating and cogeneration units according to the proposed concepts.

Słowa kluczowe

PL

elastyczność elektrowni; podgrzewacz elektryczny; elektrownia parowa; elektrociepłownia parowa

EN

power plant flexibility; electric heater; steam power plant; steam cogeneration plant

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2025
• Tom: nr 113
• Strony: 71--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Polski Cezary

• ENERGOTHERM Sp. z o.o., Przeźmierowo

autor

Polski Tomasz

• ENERGOTHERM Sp. z o.o., Przeźmierowo

autor

Roman Jacek

• Politechnika Poznańska, Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-3816-0088

autor

Kasińska Natalia

• Politechnika Poznańska, Poznań

• https://orcid.org/0009-0004-8430-6476

autor

Mielcarek Agata

• Politechnika Poznańska, Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-2801-0473

autor

Złotecka Daria

• Politechnika Poznańska, Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-0461-7633

autor

Wróblewski Robert

• Politechnika Poznańska, Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-3256-6028

autor

Szczerbowski Radosław

• Politechnika Poznańska, Poznań

• https://orcid.org/0000-0001-8262-683X

autor

Bartoszewicz Jarosław

• Politechnika Poznańska, Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-9426-6891

autor

Ceran Bartosz

• Politechnika Poznańska, Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-0207-3193

Bibliografia

• [1] Chmielniak, T. 2021 – Technologie energetyczne. Warszawa: Wydawnictwo PWN.
• [2] Innowacyjna koncepcja poprawy elastyczności węglowych bloków energetycznych 2024. [Online] https://serwisy. gazetaprawna.pl/forumbiznesu/innowacje/artykuly/9597011,innowacyjna-koncepcja-poprawy-elastycznosci-weglowych-blokow-energetycznych.html [Dostęp: 14.12.2024].
• [3] Kotły elektrodowe... 2021. [Online] https://www.wnp.pl/budownictwo/kotly-elektrodowe-oddane-do-uzytku-erbud-ukonczyl-pionierski-projekt,515426.html [Dostęp: 14.12.2024].
• [4] Polski i in. 2023 – Polski, C., Polski, T., Roman, J., Wróblewski, R., Bartoszewicz, J. i Ceran, B. 2023 – Koncepcja poprawy elastyczności układów energetycznych. [W:] Zajczyk, R. Aktualne problemy pracy systemów elektroenergetycznych, Gdańsk, s. 85–92.
• [5] Polski i in. 2024 – Polski C., Polski T., Roman J., Wróblewski R., Bartoszewicz J. i Ceran B. 2024. Koncepcja poprawy elastyczności bloku elektrowni parowej – wyniki analizy ekonomicznej. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN 1(112), Kraków, s. 31–39.
• [6] PGE uruchamia pierwsze w Polsce kotły elektrodowe 2021. [Online] https://pgeenergiaciepla.pl/aktualnosci/pge-uruchamia-pierwsze-w-polsce-kotly-elektrodowe-w-gdansku-rozpoczyna-sie-elektryfikacja-cieplownictwa [Dostęp: 14.12.2024].
• [7] Raport KSE 2023. [Online] https://www.pse.pl/dane-systemowe/funkcjonowanie-kse/raporty-roczne-z-funkcjonowania-kse-za-rok/raporty-za-rok-2023 [Dostęp: 14.12.2024].
• [8] Zespół ds. Rozwoju Przemysłu OZE i Korzyści dla Polskiej Gospodarki – Raport zespołu nr 4 Gospodarka Wodorowa, Warszawa 2022. [Online] https://klasterwodorowy.pl/images/zdjecia/Gospodarka%20Wodorowa.%20Rekomendacje%20grupy%204.pdf [Dostęp: 14.12.2024].

Uwagi

Wydano jako monografię pt.: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej : nowe strategie i inwestycje na rynku paliw i energii w kraju i UE / red. tomu: Katarzyna Stala-Szlugaj, Zbigniew Grudziński ; Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).