Wpływ systemu separacji CO2 na efektywność elektrowni węglowej na parametry nadkrytyczne

• Autorzy: Kotowicz J. , Janusz-Szymańska K.

Warianty tytułu

EN

Influence of CO2 separation on the efficiency of the supercritical coal fired power plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule badano wpływ systemu separacji CO2 na sprawność węglowego bloku energetycznego. Do badań wybrano blok węglowy z kotłem pyłowym o mocy elektrycznej 460 MW i parametrach pary świeżej 27,8 MPa/ 580?C i wtórnie przegrzanej do temperatury 600?C. Blok ten osiąga sprawność netto równą 41,43% (wg LHV). Analizowano dwa przypadki: pierwszy z zastosowaniem spalania tlenowego oraz drugi z zastosowaniem separacji membranowej CO2 ze spalin powstałych przy spalaniu powietrznym. Zastosowanie kotła zasilanego tlenem z kriogenicznej instalacji separacji powietrza oraz sprężanie powstałych w tym procesie spalin do ciśnienia 20,68 MPa powoduje utratę sprawności netto bloku o 9,08 punktu procentowego. Obliczono, że zastosowanie membranowej separacji CO2 i dalsze jego sprężanie do 20,68 MPa spowoduje utratę sprawności netto o 6,13 punktu procentowego. Zaproponowane w artykule wykorzystanie ciepła z procesu separacji i sprężania w układzie turbiny parowej spowoduje obniżenie sprawności wytwarzania energii elektrycznej netto o 5,29 punktu procentowego.

EN

In this paper the influence of CO2 separation system on the efficiency of a coal power plant was pre-sented. For the analysis the pulverized coal power plant with the electric power rating at 460 MW, parameters of live steam 27.8 MPa/ 580?C and the temperature of reheated steam equal 600?C was selected. This power plant achieves a net efficiency equal to 41.43% (according to LHV). Two cases were analyzed. First, using oxy combustion technology in which oxygen is supplied from cryogenic air separation unit (ASU) and the second, with the use of CO2 membrane separation from flue gases arising from burning coal in the air. The use of oxy boiler, powered with oxygen from cryogenic ASU, and further compression of the exhausts arisen in this process up to the pressure of 20.68 MPa causes the efficiency decrease of 9.08 percentage points. It was calculated, that the use of membrane CO2 separation and its further compression to the same pressure (20.68 MPa) will cause efficiency decrease only by about 6.13 percentage points. The use of waste heat from the separation process in the steam turbine cycle was proposed in this paper. It will decrease the electricity generation net efficiency by about 5.29 percentage points.

Słowa kluczowe

PL

ograniczenie emisji CO2; ASU; wychwyt CO2

EN

CO2 emission reduction; ASU; CO2 capture

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 2
• Strony: 8--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

autor

Janusz-Szymańska K.

• Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej w Gliwicach, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice.,

Bibliografia

• [1] Chmielniak T.: Rola różnych rodzajów technologii w osiągnięciu celów emisyjnych w perspektywie do 2050. Rynek Energii 2011, nr 1(92), str. 3-9.
• [2] Chmielniak T., Kosman G., Łukowicz H.: Integracja instalacji wychwytu CO2 z kondensacyjnymi blokami energetycznymi. Rynek Energii 2008, nr 6(79), str. 75-81.
• [3] Corti A., Fiaschi D., Lombardi L.: Carbon dioxide removal in power generation using membrane technology. Energy 2004, 29, pp. 2025 – 2043.
• [4] Göttlicher G., Pruschek R.: Comparison of CO2 removal systems for fossil - fuelled power plant processes. Energy Conversion and Managment 1997, vol. 38, str. S173 – S178.
• [5] Kotowicz J., Chmielniak T., Janusz-Szymańska K.: The influence of membrane CO2 separation on the efficiency of a coalfired power plant. Energy, 35, 2010, pp.841-850.
• [6] Kotowicz J., Janusz K.: Sposoby redukcji emisji CO2 z procesów energetycznych. Rynek Energii 2007, nr 1(68), s. 10-18.
• [7] Seltzer A., Fan Z., Robertson A.: Conceptual Design of Supercritical O2-Based PC Boiler. Final Report, DE-FC26-04NT2207, November 2006.
• [8] Skorek-Osikowska A., Bartela Ł.: Model kotła oxy na parametry nadkrytyczne – analiza wybranych parametrów. Rynek Energii 2010, nr 5 (90), s. 69-75.