Wpływ wybranych parametrów na sprawność kotła CFB typu oxy

• Autorzy: Kotowicz J. , Dryjańska A. , Balicki A.

Warianty tytułu

EN

Influence of selected parameters for a CFB oxy boiler efficiency

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono model kotła pracującego w technologii spalania tlenowego. Jest to kocioł fluidalny (CFB) na nadkrytyczne parametry pary 29MPa/600˚C, pracujący w bloku o mocy elektrycznej brutto: 600MW. Kocioł zaprezentowano w dwóch układach: z recyrkulacją spalin osuszonych oraz z recyrkulacją spalin wilgotnych. Omówiono metodologie wyznaczania sprawności termicznej kotła CFB oxy oraz opisano założenia przyjęte do analizy parametrycznej dla jego obu wariantów konstrukcyjnych. Podczas analizy przebadano wpływ na sprawność kotła takich wielkości jak: różnica temperatur w podgrzewaczu wody pomiędzy gorącymi spalinami wylotowymi a wlotową zimną wodą zasilającą kocioł oraz stosunek nadmiaru utleniacza w komorze paleniskowej, dla obu wariantów recyrkulacji spalin w kotle. Dokonano również oceny wpływu czystości tlenu w utleniaczu na sprawność kotła. Wykazano jednak, że przyrost sprawności w miarę zwiększania stężenia tlenu w utleniaczu jest pomijalnie mały. Udowodniono, że zasadnicze znaczenie dla wartości sprawności ma sposób organizacji recyrkulacji spalin. Recyrkulacja spalin mokrych powoduje wzrost sprawności kotła o ok. 1,5% w porównaniu do recyrkulacji spalin suchych.

EN

This paper presents a model of boiler operating in oxygen combustion technology. This is a CFB boiler for supercritical steam parameters 29MPa/600˚C, operating at the power unit of gross electricity: 600 MW. The boiler is presented in two systems: with dried flue gas recirculation and humid flue gas recirculation. The methodology determining the thermal efficiency of the boiler and the assumptions for parametric analysis of two structural variants are described. During the analysis the impact on boiler efficiency of such quantities as the temperature difference between hot flue gas outlet and inlet cold water at the end of the water heater, and the ratio of excess oxidant in the combustion chamber, for both variants of the flue gas recirculation in the boiler. The impact of oxygen puroty in the oxididant on the efficiency of the boiler is also evaluated. Is shown, that the increase in efficiency with increasing oxygen concentration in the oxidant is negligibly small. It has been proven that essential to the efficiency value is the flue gas recirculation way. Flue gas wet recirculation increases boiler efficiency by approximately 1.5% compared to the dry exhaust gas recirculation.

Słowa kluczowe

PL

kocioł CFB typu oxy; spalanie tlenowe; analiza termodynamiczna; sprawność termiczna kotła

EN

CFB oxy boiler; oxy-combustion technology; parametric analysis; boiler efficiency

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2012
• Tom: Nr 2
• Strony: 120--126
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

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

autor

Dryjańska A.

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

autor

Balicki A.

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

Bibliografia

• [1] Chmielniak T.J., Kotowicz J., Łyczko J.: Parametric analysis of a dual fuel parallel coupled combined cycle. Energy 2001, 26(12):1063-1074.
• [2] Kotowicz J., Bartela Ł.: The influence of economic parameters on the optimal values of the design variables of a combined cycle plant. Energy 2010, 35(2):911-919.
• [3] Kotowicz J., Lepszy S.: Wpływ temperatury otoczenia i strumieni ciepła grzewczego na charakterystyki termodynamiczne elektrociepłowni gazowo-parowej. Inżynieria Chemiczna i Procesowa 2005, 26(4):907-922.
• [4] 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.
• [5] Kotowicz J., Bartela Ł., Balicki A.: Thermodynamic analysis of a new conception of supplementary firing in a combined cycle. Archives of Thermodynamics 2010, 31(4):15-24.
• [6] Krzywanski J., Czakiert T., Muskala W., Sekret R., Nowak W.: Modeling of solid fuel combustion in oxygen-enriched atmosphere in circulating fluidized bed boiler. Part 2. Numerical simulations of heat transfer and gaseous pollutant emissions associated with coal combustion in O2/CO2 and O2/N2 atmospheres enriched with oxygen under circulating fluidized bed conditions. Fuel Processing Technology 91, pp. 364-368, 2010.
• [7] Toftegaard M.B., Brix J., Jensen P.A.: Oxy-fuel combustion of solid fuels. Progress in Energy and Combustion Science 36 (2010) 581-625.
• [8] Kotowicz J., Chmielniak T, Janusz - Szymańska K.: The influence of membrane CO2 separation on the efficiency of a coal-fired power plant. Energy 2010, 35(2):841-850.
• [9] Kotowicz J., Janusz - Szymańska K.: Influence of membrane CO2 separation on the operating characteristics of a coal-fired power plant. Chemical and Process Engineering - Inżynieria Chemiczna i Procesowa 2010, 31(4):681-698.
• [10] Kotowicz J., Skorek - Osikowska A., Bartela Ł.: Economic and environmental evaluation of selected advanced power generation technologies. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy 2011, 225(3):221-232.
• [11] Sobolewski A., Kotowicz J., Iluk T., Matuszek K.: Badania eksperymentalne zgazowania biomasy pod katem wykorzystania gazu procesowego w układzie kogeneracji. Przemysł Chemiczny 2010, 89(6):794-798.
• [12] Kotowicz J., Skorek - Osikowska A., Janusz - Szymańska K.: Membrane separation of carbon dioxide in the integrated gasificaion combined cycle systems. Archives of Thermodynamics 2010, 31(3):145-164.
• [13] Sekret R., Nowak W.: Analysis of the bottom part of a large technical scale circulating fluidized bed boiler. Archives of Thermodynamics 2006, 27(1):31-52.
• [14] Muskala W., Krzywanski J., Sekret R., Nowak W.: Model research of coal combustion in circulating fluidized bed boilers. Chemical and Process Engineering – Inżynieria Chemiczna i Procesowa 2008, 29(2):473-492.
• [15] Kotowicz J., Bartela Ł.: Optimisation of the connection of membrane CCS installation with a supercritical coal- fired power plant. Energy 2012, 38:118-127.
• [16] Johnsson F., Johansson A., Sterneus J., Leckner B., Hartge E.-U., Budinger S., Fehr M., Werther J., Sekret R., Bis Z., Nowak W., Borovec K., Ochodek T., Noskievic P., Gadowski J., Jablonski J., Walkowiak R., Kallner P., Stromberg L., Kettunen A., Hyppanen T., Hotta A.: An experimental study of in-furnace processes and dynamic behavior of a 235 MWe CFB boiler. VGB PowerTech 2004, 84(3):82-87.