Elektrownie gazowo-parowe z zaawansowanymi technologiami niskoemisyjnymi

• Autorzy: Kotowicz J. , Job M. , Brzęczek M.

Warianty tytułu

EN

A combined cycle power plants with advanced low emission technologies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technologie wychwytu i magazynowania dwutlenku węgla stanowią rozwiązanie pozwalające na produkcję energii elektrycznej w elektrowniach zasilanych paliwami kopalnymi z zerową lub prawie zerową emisją gazów cieplarnianych, w tym dwutlenku węgla. W artykule przedstawiono charakterystykę elektrowni gazowo-parowych z zastosowanymi zaawansowanymi technologiami niskoemisyjnymi. Przedstawiono zasadę działania układu gazowo-parowego zintegrowanego z wychwytem CO2 w technologii post-combustion, oraz dwóch układów gazowo-parowych z wychwytem CO2 w technologii oxy-combustion: jednostki z recyrkulacją spalin w turbinie gazowej i zewnętrzną instalacją produkcji tlenu z powietrza oraz jednostki zintegrowanej z reaktorem membranowym wykorzystującym membranę jonowego transportu tlenu. Dokonano analizy termodynamicznej przedstawionych elektrowni, porównano ich sprawności wytwarzania energii elektrycznej oraz wyznaczono ubytek sprawności wynikający z zastosowania technologii niskoemisyjnych, określony względem elektrowni referencyjnej, niewyposażonej w instalację wychwytu CO2.

EN

Carbon dioxide capture and storage technologies are a solution allowing for electricity generation in power plants using fossil fuels with zero or nearly zero emissions of greenhouse gases, including carbon dioxide. The paper presents characteristics of combined cycle power plants with applied advanced low emission technologies. Principles of operation of the combined cycle unit integrated with the carbon capture in post-combustion technology, and two combined cycle units with the carbon capture in oxy-combustion technology: the unit with flue gas recirculation in the gas turbine and external air separation unit, and the unit integrated with the membrane reactor, using an ion transport membrane, are presented. Thermodynamic analyzes of presented power plants are conducted. Electricity generation efficiency of analyzed units is compared and the efficiency drop caused by the application of carbon capture technology, relative to the reference power plant without carbon capture, is determined.

Słowa kluczowe

PL

elektrownia gazowo-parowa; elektrownia zeroemisyjna; wychwyt CO2; absorpcja chemiczna CO2; spalanie tlenowe; reaktor membranowy

EN

gas-steam power plants; zero-emission power plants; CO2 absorption; oxygen combustion; membrane reactor

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 6
• Strony: 33--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

• Politechnika Śląska, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

autor

Job M.

• Politechnika Śląska, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

autor

Brzęczek M.

• Politechnika Śląska, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Energy and Climate Change. World Energy Outlook Special Report. International Energy Agency, Paris, France, 2015.
• [2] Badyda K., Trendy, uwarunkowania i perspektywy budowy bloków gazowo-parowych w Polsce. Rynek Energii 2013:108:26-33.
• [3] Kaproń H., Wasilewski A., Gaz ziemny paliwem XXI wieku. Kaprint, Lublin, 2012.
• [4] Yantovsky E., Górski J., Shokotov M., Zero Emissions Power Cycles. CRC Press, Boca Raton, USA, 2009.
• [5] Sanjay, Singh O., Prasad B. N., Influence of different means of turbine blade cooling on the thermodynamic performance of combined cycle. Applied Thermal Engineering 2008;28:2315-2326.
• [6] Kotowicz J., Job M., Brzęczek M., The characteristics of ultramodern combined cycle power plants. Energy 2015;92:197-211.
• [7] GateCycle Version 5.40. Manual. GE Enter Software, LLC.
• [8] Skorek-Osikowska A., Kotowicz J., Janusz-Szymańska K., Comparison of the Energy Intensity of the Selected CO2-Capture Methods Applied in the Ultra-supercritical Coal Power Plants. Energy & Fuels 2012;26:6509–6517.
• [9] Chmielniak T., Wójcik K.: Wychwyt i transport CO2 ze spalin - efekty energetyczne i analiza ekonomiczna. Rynek Energii 2010;91:51-55.
• [10] Remiorz L., Koncepcja wykorzystania fali termoakustycznej w procesie separacji CO2. Rynek Energii 2012;101:121-125.
• [11] Wiciak G., Kotowicz J., Experimental stand for CO2 membrane separation. Journal of Power Technologies 2011;91:171-178.
• [12] Mangalapally H.P., Hasse H., Pilot plant experiments for post combustion carbon dioxide caputre by reactive absorption with novel solvents. Energy Procedia 2011;4:1-8.
• [13] Berdowska S., Skorek-Osikowska A., Technology of oxygen production in the membrane-cryogenic air separation system for a 600 MW oxy-type pulverized bed boiler. Archives of Thermodynamics 2012;33:65-76.
• [14] 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.
• [15] Tranier J., Dubettier R., Darde A., Perrin N., Air Separation, flue gas compression and purification units for oxy-coal combustion systems. Energy Procedia 2011;4:966-971.
• [16] Darde A., Prabhakar R., Tranier J., Perrin N., Air separation and flue gas compression and purification units for oxy-coal combustion systems. Energy Procedia 2009;1:527-534.
• [17] Sundkvist S. G., Julsrud S., Vigeland B., Naas T., Budd M., Leistner H., Winkler D., Development and testing of AZEP reactor components. International Journal of Greenhouse Gas Control 2007;1:180-187.
• [18] Kotowicz J., Job M., Modeling a membrane reactor for a zero-emission combined cycle power plant. Journal of Power Technologies 2017;97:7-14.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).