Charakterystyki ekonomiczne nadkrytycznego bloku typu oxy zintegrowanego z modułami ORC

• Autorzy: Kotowicz J. , Brzęczek M. , Job M. , Ogulewicz W. , Węcel D.

Warianty tytułu

EN

The economic characteristics of the supercritical oxy - type unit integrated with the ORC modules

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono charakterystyki ekonomiczne bloku oxy o mocy 600 MW zintegrowanego z tlenownią wykorzystującą wysokotemperaturową membranę HTM. Zidentyfikowano i wykorzystano źródła ciepła odpadowego w analizowanej elektrowni poprzez nadbudowę bloku o układy ORC. Analiza modułów ORC obejmowała pracę siłowni ORC na trzech czynnikach: benzen, R245ca oraz toluen. Analizie ekonomicznej zostały poddane układy: referencyjny blok oxy (REF), w którym ciepło odpadowe nie jest wykorzystywane, blok z zastąpioną sekcją wymienników niskoprężnych (REG) dzięki wykorzystaniu ciepła odpadowego oraz blok zintegrowany z siłowniami ORC w dwóch wariantach: z optymalnym (ORC_O) i nieodpowiednim (ORC_P) doborem czynników roboczych. Przedstawiono metodologię ekonomicznej oceny rozpatrywanych bloków wraz z głównymi założeniami potrzebnymi do jej wykonania. Dla każdego bloku wyznaczono graniczną cenę sprzedaży energii elektrycznej oraz jej składowe. Zbadano wpływ wybranych czynników ekonomicznych takich jak: ceny węgla kamiennego, nakładów inwestycyjnych oraz ceny uprawnień do emisji CO2 na zmianę granicznej ceny sprzedaży energii elektrycznej.

EN

The article presents an economic characteristic of the oxy-type unit 600 MW integrated with the membrane oxygen plant. The waste heat sources in the analyzed power plant were identified and used by the inte-gration with an ORC modules. The analysis of the ORC modules contain the work on three fluids: benzene, R245ca and toluene. The economic analysis was made for: reference oxy – type unit (REF), in which the waste heat is not used, unit with the low pressure exchangers section (REG) replaced through the use of waste heat and unit integrated with the ORC modules in two variants: with optimal (ORC_O) and improper (ORC_P) choice of operating factors. The methodology of economic evaluation of the analyzed units with the main assumptions were presented. For each variant the break-even price of electricity was determined. The influence of selected economic factors such as: fuel price, investment costs and the price of CO2 allowances to change of the break-even price of electricity was analyzed.

Słowa kluczowe

PL

blok typu oxy; siłownia ORC; czynnik roboczy; analiza ekonomiczna

EN

oxy – type unit; ORC module; working fluid; economic analysis

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 1
• Strony: 57--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

• Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Zakład Miernictwa i Automatyki Procesów Energetycznych w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej w Gliwicach, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

autor

Brzęczek M.

• Zakład Miernictwa i Automatyki Procesów Energetycznych w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej w Gliwicach, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

autor

Job M.

• Zakład Miernictwa i Automatyki Procesów Energetycznych w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej w Gliwicach, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

autor

Ogulewicz W.

• Zakład Miernictwa i Automatyki Procesów Energetycznych w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej w Gliwicach, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

autor

Węcel D.

• Zakład Miernictwa i Automatyki Procesów Energetycznych w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej w Gliwicach, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Kotowicz J., Bartela Ł.: The influence of the legal and economical environment and the profile of activities on the optimal design features of a natural-gas-fired combined heat and power plant. Energy 2011;36(1):328-338
• [2] Kotowicz J., Job M.: Thermodynamic and economic analysis of a gas turbine combined cycle plant with oxy-combustion. Archives of Thermodynamics 2013;34(4):215-234
• [3] Chmielniak T., Kotowicz J., Łyczko J.: Parametric analysis of a dual fuel parallel coupled combined cycle. Energy 2001;26(12):1063-1074
• [4] Shahinfard S., Beyene A.: Regression comparison of organic mediums for low grade heat recovery operating on Rankine cycle. Journal of Power Technologies 93(4) 2013; 257 - 270.
• [5] Mikielewicz D., Mikielewicz J.: A thermodynamic criterion for selection of working fluid for subcritical and supercritical domestic micro CHP, Applied Thermal Engineering, Vol. 30 (2010), No. 16, 2357-2362.
• [6] Mazurek W., Swieboda T., Bryszewska-Mazurek A., Juchom S.: Metody podnoszenia sprawności siłowni ORC, I Konferencja Naukowo Techniczna Współczesne Technologie i Urządzenia Energetyczne, 2007 Kraków.
• [7] Mikielewicz D., Wajs J., Bajor M., Barcicka K.: Współpraca bloku gazowo parowego z obiegiem ORC. Materiały V Konferencji Naukowo - Technicznej Energetyka Gazowa 2013 121 - 134.
• [8] 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 2014;64:109-119
• [9] Kotowicz J., Brzęczek M., The ecological effect of the integration oxy-type power plant 600 MW with the ORC systems. Aktualne zagadnienia energetyki Tom II. Monografia pod red. Kazimierza Wójsa oraz Piotra Szulca, Wrocław 2014, s. 117-130. "Energetyka 2014", 5-7 listopada 2014, Wrocław.
• [10] GateCycle Version 5.40.0.r. GE Enter Software, LLC.
• [11] EBSILON Professional Version 10.3.0.17851. STEAG Energy Services HmbH.
• [12] Borsukiewicz-Gozdur A., Nowak W.: Badania eksperymentalne niskotemperaturowej minisiłowni parowej z czynnikiem organicznym. Monografia Ciepłownictwo, ogrzewnictwo, odnawialne źródła energii. Kraków 2013.
• [13] Ziółkowski P., Mikielewicz D., Mikielewicz J.: Increase of power and efficiency of the 900 MW supercritical power plant through incorporation of the ORC. Archives of Thermodynamics Vol. 34(2013), No. 4, 51 - 71.
• [14] Jian Song, Yan Li, Chun-wei Gu, Li Zhang: Thermodynamic analysis and performance optimization of an ORC (Organic Rankine Cycle) system for multi-strand waste heat sources in petroleum refining industry. Energy, Volume 71, 15 July 2014, Pages 673-680.
• [15] Jiangfeng Wang, Zhequan Yan, Man Wang, Shaolin Ma, Yiping Dai: Thermodynamic analysis and optimization of an (organic Rankine cycle) ORC using low grade heat source. Energy, Volume 49, 1 January 2013, Pages 356-365.
• [16] Donghong Wei, Xuesheng Lu, Zhen Lu, Jianming Gu: Performance analysis and optimization of organic Rankine cycle (ORC) for waste heat recovery. Energy Conversion and Management, Volume 48, Issue 4, April 2007, Pages 1113-1119.
• [17] Kotowicz J.: Elektrownie gazowo – parowe. KAPRINT, Lublin 2008
• [18] Quoilin S.: Techno-economic survey of Organic Rankine Cycle (ORC) systems Renewable and Sustainable. Energy Reviews 22;(2013);168–186.
• [19] Kotowicz J., Michalski S.: Metodologie wyznaczania sprawności i granicznej ceny sprzedaży energii elektrycznej dla elektrowni typu oxy z wysokotemperaturową membraną do separacji powietrza. Monografia pod redakcją Węglowski B., Duda P.: Analiza systemów energetycznych, s. 171-189.