Możliwości polepszenia własności dynamicznych bloków węglowych w aspekcie zwiększającego się udziału OZE w krajowych mocach wytwórczych

• Autorzy: Pilarczyk M. , Cisek P.

Warianty tytułu

EN

Possibility of coal power plants dynamics properties improvement in the context of increasing RES contribution in polish power supply system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule dokonano analizy struktury mocy wytwórczych zainstalowanych w krajowym systemie elektroenergetycznym. Dyrektywy unijne oraz przyjęta polityka energetyczna Polski determinują rozwój energetyki odnawialnej. Rosnący udział siłowni wiatrowych w nowo instalowanych mocach wytwórczych przyczynia się do zwiększenia dysproporcji obciążenia systemu elektroenergetycznego w ciągu doby. Z tego względu w artykule rozważono możliwości polepszenia własności dynamicznych węglowych bloków energetycznych. Kluczowymi aspektami jest tutaj szybkość rozruchu kotła oraz szybkość zmian obciążenia w jak największym zakresie.

EN

This paper presents the analysis of the generation capacity structure in the National Power System. UE directives and Polish energy policy establish the renewable energy sector development. The growing rate of wind farms in the newly installed power units contributes increase of the power system load fluctuations during the day. Therefore, this paper includes analysis of the possibilities for improving the dynamic properties of coal-fired power plants. Allowable heating rates of thick-walled pressure components and the largest rate of load change rate during boiler start-up are the key aspects of the presented issue.

Słowa kluczowe

PL

system elektroenergetyczny; elastyczność pracy systemów energetycznych; rozruch kotła; OZE; siłownie wiatrowe

EN

electric power system; flexibility of power systems operation; boiler start-up; RES; wind power plants

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 6
• Strony: 16--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 55 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pilarczyk M.

• Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, Wydział Mechaniczny, Politechnika Krakowska

autor

Cisek P.

• Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, Wydział Mechaniczny, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Badyda K., Kaproń H.: Eksploatacja i rozwój energetyki wiatrowej w Polsce, Rynek Energii 2013, nr 3.
• [2] Badyda K.: Energetyka wiatrowa. Aktualne trendy rozwoju w Polsce, Energetyka 2013, nr 5 (707), str. 393–398.
• [3] Cisek P.: Elektryczne ogrzewanie akumulacyjne budynków. COW 2014, nr 6, str. 218–225.
• [4] Cwynar L., Rozruch kotłów parowych. WNT, Warszawa 1981.
• [5] Duda P., Taler J.: Experimental verification of space marching methods for solving inverse heat conduction problems, Heat and Mass Transfer 2000, Vol. 36, str. 325–331
• [6] Dzierwa P., Taler J., Taler D., Trojan M.: Optimum heating of thick wall pressure components of steam boilers. Power2014-32080. Proceedings of the ASME 2014 Power Conference, July 28–31, 2014, Baltimore, Maryland, str. 1–9
• [7] Dzierwa P., Taler J.: Optimum heating of pressure vessels with holes. J. Pressure Vessel Technol. 2014, vol. 137.
• [8] Dzierwa P.: Optimum heating of pressure components of complex shape, Chapter in: Encyclopedia of Thermal Stresses, R. Hetnarski (ed.), Springer, 2013.
• [9] EN 12952-3, Water-tube boilers and auxiliary installations – Part 3: Design and calculation for pressure parts. CEN – European Committee for Standarization, rue de Stassart 36, B-1050 Brussels, 25. July 2001.
• [10] Eurostat: Energy, transport and environment indicators. 2013, epp.eurostat.ec.europa.eu.
• [11] Hubera M., Dimkovab D., Hamachera T.,. Integration of wind and solar power in Europe: Assessment of flexibility requirements. Energy 2014, Vol. 69, str. 236–246
• [12] Instrukcja obsługi kotła OP–650.
• [13] Kaproń H., Połecki Z.: Eksploatacja podsystemu wytwórczego w Polsce w latach 1995–2010. Rynek Energii 2012, nr 6, str. 3–9.
• [14] Łopata S., Ocłoń P.: Analysis of operating conditions for high performance heat exchanger with the finned elliptical tube. Rynek Energii 2012, 5, str. 112–124.
• [15] Madejski P., Taler D.,. Analysis of temperature and stress distribution of superheater tubes after attemperation or sootblower activation. Energy Conversion and Management 2013, 71, str. 131–137
• [16] Węglowski B., Ocłoń P., Majcher A.: Monitoring of the Stress State in the Boiler Drum Using Finite Element Method, Advanced Materials Research 2014, vol. 875, str. 1176–1182.
• [17] Ministerstwo Gospodarki ,,Polityka Energetyczna Polski do 2030 roku”, 10.11.2009.
• [18] Ministerstwo Gospodarki ,,Polityka Energetyczna Polski do 2050 roku”, sierpień 2014.
• [19] Nowak G., Rusin A. :Shape and operation optimisation of a supercritical steam turbine rotor. Energy Conversion and Management 2013, 74, str. 417–425.
• [20] Ocłoń P., Łopata S., Nowak M., Benim A. C.: Numerical study on the effect of inner tube fouling on the thermal performance of high-temperature fin-and-tube heat exchanger, Progress in Computational Fluid Dynamics (accepted to print).
• [21] Ocłoń P., Nowak M., Łopata S.: Simplified numerical study of evaporation processes inside vertical tubes, Journal of Thermal Science 2014, 23 (2), str. 177–186.
• [22] Ocłoń P., Taler,J.: Mixed Finite Volume and Finite Element Formulation: Linear Quadrilateral Elements, Encyclopedia of Thermal Stresses, B. Hetnarski (ed.), Springer, vol. 6, str. 3070–3086.
• [23] Pawlik M.: Zaawansowane technologicznie bloki energetyczne – nowe wyzwania. Energetyka 2013, nr 8.
• [24] Pilarczyk M., Węglowski B.: Analiza cieplno-wytrzymałościowa rozruchu kotła parowego na przykładzie kotła OP-650. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, seria Mechanika 2014, nr 86, str. 67–84.
• [25] Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A., www.pse-operator.pl.
• [26] Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej, www.pwea.pl.
• [27] Popczyk J.: Energetyka OZE/URE vs elektrownie węglowe i jądrowe na progu drugiej dekady XXI wieku, Rynek Energii 2008, nr 5.
• [28] Raport określający cele w zakresie udziału energii elektrycznej wytwarzanej w odnawialnych źródłach energii znajdujących się na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej, w krajowym zużyciu energii elektrycznej na lata 2010-2019. Ministerstwo Gospodarki, kwiecień 2011. Monitor Polski 2011, nr 43, poz 468 (dokument przyjęty przez Radę Ministrów na posiedzeniu w dniu 12 kwietnia 2012).
• [29] Robak S., Rasolomampionona D. D., Szymankiewicz Ł.: Praca elektrowni gazowych w systemie elektroenergetycznym. Rynek Energii 2013, nr 3, str. 6873.
• [30] Rop P.: Drum Plus: a drum type HRSG with Benson benefits, Modern Power Systems 2010, Vol. 30, str. 35–40
• [31] Rüdiger F., Weidmann B.: Starting the boiler. Startup optimization for steam boilers in E.ON power plants. ABB Review 1/2008.
• [32] Szczerbowski R., Ceran B.: Możliwości rozwoju i problemy techniczne małej generacji rozproszonej opartej na odnawialnych źródłach energii. Polityka Energetyczna 2013 tom 16, z. 3. Wyd. Instytutu GSMiE PAN, Kraków, , str. 193-205.
• [33] Szurlej A., Mirowski T., Kamiński J.: Analiza zmian struktury wytwarzania energii elektrycznej w kontekście założeń polityki energetycznej. Rynek Energii 2013, nr 1.
• [34] Taler D., Cisek P., Tokarczyk J.: Wodno-powietrzny układ ogrzewania budynku z ceramicznym akumulatorem ciepła, Rynek Energii 2013, nr 6 (109), str. 71-76.
• [35] Taler D., Cisek P.: Modeling of cooling of ceramic heat accumulator, Archives of Thermodynamics 2013, Vol. 34, No. 4, str. 55-67.
• [36] Taler D., Ocłoń P., Thermal contact resistance in plate fin-and-tube heat exchangers, determined by experimental data and CFD simulations, International Journal of Thermal Sciences 2014, Vol. 84, str 309–322.
• [37] Taler D., Ocłoń P.: Determination of heat transfer formulas for gas flow in fin-and-tube heat exchanger with oval tubes using CFD simulations, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 2014, 83, str. 1–11.
• [38] Taler J., Duda P., Węglowski B., Thermal-strength monitoring and remnant lifetime assessment of pressure components of power steam boilers (Chapter 6), Diagnostics of new-generation thermal power plant, PAN 2008, Gdańsk, str. 252–338.
• [39] Taler J., Dzierwa P., Taler D.: Optimum heating of pressure components of large steam boilers (2009), Forschung im Ingenieurwesen (Engineering Research), 73, str. 183–192.
• [40] Taler J., Dzierwa P., Trojan M.: Projektowanie, eksploatacja i monitorowanie kotłów o parametrach nadkrytycznych. Rynek Energii 2013, nr 5, str. 34–43.
• [41] Taler J., Dzierwa P.: A new method for optimum heating of steam boiler pressure components, Int. J. Energy Research 2011, 35, str. 897–908.
• [42] Taler J., Dzierwa P.: Optymalizacja nagrzewania elementów ciśnieniowych kotła w czasie rozruchu, rozdział w: Zagadnienia projektowania i eksploatacji kotłów i turbin do nadkrytycznych bloków węglowych, G.Kosman i in. (ed.), Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010, str. 87–104.
• [43] Taler J., Mysza J.: Ogrzewanie elektryczne, rozdział w: Termo-modernizacja budynków, J. Norwisz (ed.), Agencja Poszanowania Energii oddział Gliwice, Gliwice 2002.
• [44] Taler J., Węglowski B., Monitoring of Thermal Stresses in Pressure Components of Steam Boilers,. Encyclopedia of Thermal Stresses 2014, R. Hetnarski (ed.), Springer, vol. 6, str. 3181–3207.
• [45] Taler J., Węglowski B., Sobota T., Jaremkiewicz M., Taler D.: Inverse space marching method for determining tempreture and stress distributions in pressure components. In: Developments in heat transfer, M. A. dos Santos Bernardes (ed.). Intech, Rijeka, Croatia, (2011), str. 273–292.
• [46] Taler J., Węglowski B., Zima W., Grądziel S., Zborowski M.: Analysis of thermal stresses in a boiler drum during start-up. Tran ASME J Pressure Vessel Technol 1999, 121, str. 84–93.
• [47] Taler, J., Dzierwa, P., Taler, D., Determining optimum temperature changes during heating of pressure vessels with holes. American Society of Mechanical Engineers, Pressure Vessels and Piping Division PVP 2013, 1 A.
• [48] Taler J., Ocłoń P.: Finite Element Method in Steady-State and Transient Heat Conduction, Encyclopedia of Thermal Stresses 2014, R. Hetnarski (ed.), Springer, Dordrecht Heidelberg New York London, vol. 4, str. 1604–1633.
• [49] Wais P.: Wysokość wieży a okres zwrotu nakładów w energetyce wiatrowej. Rynek Energii 2013, nr 4.
• [50] Węglowski B., Allowable Temperature Rates for Pressure Components Using European Standards,. Encyclopedia of Thermal Stresses 2014, R. Hetnarski (ed.), Springer, Dordrecht Heidelberg New York London, vol. 4, str. 1604–1633.
• [51] Węglowski B., Ocłoń P., Pilarczyk M., Majcher A.: Stress analisys for the start-up operation on the example of OP-210 boiler drum, Problemy Eksploatacji 2013, nr 2, str. 19–28.
• [52] Węglowski B., Ocłoń P.: Analysis of operating conditions for pressure components of steam boilers, Rynek Energii 2012, nr 6, str. 99–106.
• [53] Węglowski B.: Blok ograniczeń termicznych energetycznych kotłów parowych, Zeszyty naukowe Politechniki Krakowskiej seria Mechanika 2001, Kraków.
• [54] Węglowski B.: Monitorowanie pracy walczaka kotła OP-230, Systemy, technologie i urządzenia energetyczne, J. Taler (ed.), Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej 2010, Kraków, Tom I, str. 193–202.
• [55] Węglowski B.: Rozruch i wyłączanie kotła z ruchu, Procesy cieplne i przepływowe w dużych kotłach energetycznych, J. Taler (ed.), Wydawnictwo Naukowe PWN 2011, Warszawa, str. 385–404.