Kierunki rozwoju nowoczesnych elektrowni gazowo-parowych z instalacją wychwytu i sprężania CO2

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

Warianty tytułu

EN

Development directions of modern combined cycle power plants with CO2 capture and compression installations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono kierunki rozwoju układów gazowo-parowych w celu osiągnięcia sprawności elektrycznej netto równej 65% oraz elektrowni zintegrowanych z instalacją wychwytu i sprężania CO2 do poziomu 60%. Omówiono: rozwój technik chłodzenia turbiny gazowej, chłodzenie powietrza chłodzącego, zastosowanie pary jako czynnika chłodzącego łopatki turbiny gazowej, zastosowanie spalania sekwencyjnego, rozwój termicznych powłok ochronnych TBC oraz wykorzystania ciepła odpadowego poprzez nadbudowę bloku o moduły z organicznym obiegiem Rankine’a ORC. Rezultaty zostały przedstawione na przykładzie nowoczesnej elektrowni gazowo-parowej z trójciśnieniowym kotłem odzyskowym z przegrzewem wtórnym pary w szerokim zakresie stopnia sprężania w turbinie gazowej (β = 10 - 100).

EN

Described are development directions to achieve a net electricity efficiency equal 65% in combined cycle systems and up to 60% in power plants integrated with carbon capture and compression installation. Discussed is the development of gas turbine cooling techniques, cooling of a gas turbine cooling air, the use of steam as a gas turbine blades coolant, the use of sequential combustion, development of thermal barrier coatings (TBC) and the use of waste heat within the organic Rankine cycle (ORC) modules. The results are presented on the example of a modern combined cycle power plant with a triple-pressure heat recovery steam generator with steam reheating in a wide range of compression ratios in the gas turbine (β = 10-100).

Słowa kluczowe

PL

układy gazowo-parowe; instalacja wychwytu CO2; instalacja sprężania CO2; chłodzenie turbiny gazowej

EN

combined cycle systems; CO2 capture installation; CO2 compression installation; gas turbine cooling

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 11
• Strony: 683--691
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

• Politechnika Śląska

autor

Brzęczek M.

• Politechnika Śląska

autor

Job M.

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Kotowicz J.: Potencjał poprawy efektywności układów gazowo-parowych na gaz ziemny. „Energetyka" 2014, nr 5, s. 276-279
• [2] Kotowicz J., Job M., Brzęczek M.: Porównanie różnych struktur zaawansowanej technologicznie zeroemisyjnej elektrowni gazowo-parowej. „Energetyka" 2015, nr 11, s. 706-711.
• [3] ISO 2314:2009 Standard: Gas turbines - acceptance tests.
• [4] Heavy Duty Gas turbines & Combined Cycle. General electric. http://site.geenergy.com/prod_serv/products/gas_turbines_cc/en/index.htm, dostęp: 26.09.2017.
• [5] Gas turbines. Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. http://www.mhi.co.jp/en/products/category/gas_turbin.html, dostęp: 26.09.2017.
• [6] Facchini B., Innocenti L., Carvnevale E.: Evaluation and Comparison of Different Blade Cooling Solutions to Improve Cooling Efficiency and Gas Turbine Performances. Proc. of ASME Turbo Expo 2001, 2001-GT-0571, June 2001, New Orleans, USA.
• [7] Jordal K., Fridh J., Hunyadi L., Jonsson M., Linder U.: New possibilities for combined cycles through advanced steam technology [in:] Proc. of ASME turbo expo 2002, GT-2002-30151, June 2002, Amsterdam, The Netherlands.
• [8] Hada S., Yuri M., Masada J., Ito E., Tsukagoshi K.: Evolution and future trend of large frame gas turbines a new 1600 degree C, J class gas turbine [in:] Proc. of ASME expo 2012, GT2012-68574; June 11e15, 2012, Copenhagen, Denmark.
• [9] Kotowicz J.: Systemowe uwarunkowania integracji układu CCS z blokiem węglowym. „Energetyka" 2014, nr 1, s. 38-46.
• [10] Hada S., Yuri M., Masada J., Ito E., Tsukagoshi K.: Test Results of the Worlds First 1600°C J-series Gas Turbine. "Mitsubishi Heavy Industries Technical Review" 2012, Vol. 49, No. 1, p. 18-23.
• [11] Ito E., Okada I., Tsukagoshi K., Muyama A., Masada J.: Development of key technologies for next generation gas turbine [in:] Proc. of ASME turbo expo 2007: gas turbine technical congress and exposition, GT2007-41023, 17-20 May 2007, Montreal.
• [12] Kotowicz J., Job M., Brzęczek M.: The Characteristics of Ultramodern Combined Cycle Power Plants. "Energy" 2005, Vol. 92, Part 2, s. 197-211.
• [13] Jonsson M., Bolland O., Bucker D., Rost M.: Gas turbine cooling model for evaluation of novel cycles [in:] Proc. of ECOS 2005, 20-22 June 2005, Trondheim, Norway.
• [14] Knapek E., Kittl G.: Unterhaching Power Plant and Overall System. Proceedings of the European Geothermal Congress 2007, 30 May -1 June 2007, Unterhaching, Germany.
• [15] Mikielewicz D., Mikielewicz J.: Analytical method for calculation of heat source temperature drop for the Organic Rankine Cycle application. "Applied Thermal Engineering" 2014, Vol. 63, Issue 2, s. 541-550.