Thermodynamic evaluation of a combined heat and power plant with carbon dioxide capture installation integrated with a gas turbine

• Autorzy: Bartela Ł. , Skorek-Osikowska A. , Rożek M.

Warianty tytułu

PL

Ocena termodynamiczna bloku elektrociepłowni współpracującej z instalacją wychwytu dwutlenku węgla przy jej integracji z turbiną gazową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of a thermodynamic analysis carried out for a coal-fired combined heat and power plant (CHP) working at supercritical parameters, integrated with an absorption based carbon dioxide capture installation. The power of a plant was set at 320 MW, and it was assumed that it produces heat in accordance with heat demand characteristics. It was also assumed that in order to obtain heat for the desorption unit, the plant was integrated with a gas turbine installation, at the outlet of which a recovery heat exchanger was mounted. For the analysis, the values of the characteristic quantities of the gas turbine were adopted. Power of the machine, in turn, depended on the heat demand of the desorption process. For the evaluation of the integration of a CHP plant, the defined in the paper average annual thermodynamic quantities and unit carbon dioxide emissions were used.

PL

W artykule przedstawiono rezultaty analizy termodynamicznej przeprowadzonej dla bloku elektrociepłowni węglowej na parametry nadkrytyczne zintegrowanej z absorpcyjną instalacją wychwytu dwutlenku węgla. Moc elektrociepłowni określono na poziomie 320 MW, zakładając, że produkuje ona ciepło zgodnie z przyjętymi charakterystykami zapotrzebowania. Założono ponadto, iż dla potrzeb pozyskania ciepła dla procesu desorpcji blok elektrociepłowni zintegrowany został z instalacją turbiny gazowej, na wylocie której zabudowano wymiennik odzyskowy. Dla celów analizy określono odpowiednie wielkości charakteryzujące turbinę gazową. Moc maszyny z kolei zależała od ciepłochłonności procesu desorpcji. Przy ocenie integracji elektrociepłowni posłużono się zdefiniowanymi w pracy średniorocznymi wskaźnikami termodynamicznymi oraz emisją jednostkową dwutlenku węgla.

Słowa kluczowe

EN

thermodynamic analysis; CO2 capture; gas turbine; CHP plant

PL

analiza termodynamiczna; wychwyt CO2; turbina gazowa; elektrociepłownia

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych PAN ; Komitet Problemów Energetyki Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Archiwum Energetyki
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 42, nr 2
• Strony: 37--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Bartela Ł.

• Silesian University of Technology. Institute of Power Engineering and Turbomachinery, Gliwice

autor

Skorek-Osikowska A.

• Silesian University of Technology. Institute of Power Engineering and Turbomachinery, Gliwice

autor

Rożek M.

• Silesian University of Technology. Institute of Power Engineering and Turbomachinery, Gliwice

Bibliografia

• [1] Reński A.: Development prospects of cogeneration systems in Poland. Rynek Energii 6(79), 2008, 61-68 (in Polish).
• [2] Kjaer S.: Advanced super critical power plant. Experiences of ELSAMPROJEKT. http://www.elsamprojekt.com.pl/
• [3] Franco A., Diaz A.R.: The future challenges for „clean coal technologies”: Joining efficiency increase and pollutant emission control. Energy 34(3), 2009, 348-354.
• [4] Chmielniak T., Kosman G., Łukowicz H.: Carbon dioxide capture system integration with condensing power units. Rynek Energii 6(79), 2008, 75-81 (in Polish).
• [5] Bartela Ł., Skorek-Osikowska A., Łukowicz P.: Analysis of the integration of combined heat and power plant with an absorption carbon dioxide capture installation. In Proc. XIII Int. Con. Power Engineers Forum, GRE 2012. Szczyrk, 25-27 April, 2012 (in Polish).
• [6] Kotowicz J., Bartela Ł., Integration of supercritical coal-fired heat and Power plant with carbon capture installation and gas turbine. Rynek Energii, 3(100), 2012, 56-62 (in Polish).
• [7] Chmielniak T., Lepszy S., Wojcik K.: Analysis of gas turbine combined heat and power system for carbon capture installation of coal-red power plant. Energy (2012), doi:10.1016/j.energy.2012.04.055.
• [8] Wojcik K., Lepszy S., Chmielniak T.: Coal-gas system with CO2 capture - technical and economic analysis. Rynek Energii 96(5), 2011.
• [9] Bartela Ł., Kotowicz J.: Influence of membrane CO2 separation process on the effectiveness of supercritical combined heat and power plant. Rynek Energii 6(97), 2011, 12-19 (in Polish).
• [10] Feron P.H.M.: The potential for improvement of the energy performance of pulverized coal fired power stations with post-combustion capture of carbon dioxide. Energy Procedia 1(2009), 1067-1074.
• [11] Exchange of Technology on CCS, IGCC and Advanced Power Generation between Poland and Japan. Conf. Proc., Cracow, 3-4 March, 2011. AGH University of Science and Technology.
• [12] Szargut J, Ziębik A.: Fundamentals of Thermal Engineering. PWN, Warsaw 1998 (in Polish).
• [13] Kotowicz J., Bartela Ł.: Optimisation of the connection of membrane CCS installation with a supercritical coal- red power plant. Energy, 38(1), 2012, 118-127.