Wpływ prowadzenia membranowego procesu separacji co2 na efektywność nadkrytycznej elektrociepłowni węglowej

• Autorzy: Bartela Ł. , Kotowicz J.

Warianty tytułu

EN

Influence of membrane co2 separation process on the effectiveness of supercritical combined heat and power plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy dla nadkrytycznej elektrociepłowni węglowej o przyjętej strukturze technologicznej. Analiza w głównej mierze ukierunkowana jest na określenie energochłonności prowadzenia membranowe-go procesu separacji dwutlenku węgla ze spalin generowanych w kotle parowym. Obliczenia zrealizowano przy wykorzy-staniu modelu elektrociepłowni pozwalającego na symulacje pracy układu dla różnych obciążeń ciepłowniczych. Obciążenia bloku determinowane były zgodnie z przyjętą charakterystyką zapotrzebowania na ciepło oraz temperaturową charakterystyką sieci ciepłowniczej. W trakcie analizy określano wskaźniki efektywności energetycznej - zarówno te określające sprawności chwilowe bloku, jak również wskaźniki średnioroczne. Dla określania sprawności średniorocznych wymagane było przyjęcie odpowiedniego uporządkowanego wykresu temperatur otoczenia. Dla ograniczenia spadku sprawności netto układu związanego z wysoką energochłonnością instalacji CCS zaproponowano wykorzystanie ciepła chłodzenia sprężanego dwutlenku węgla dla podgrzewu wody ciepłowniczej. Zabieg taki pozwolił nie tylko na efektywne wykorzystanie ciepła chłodzenia, ale również przyczynił się do oszczędności strumienia pary pobieranej z upustu turbiny dla zasilania wymienników ciepłowniczych i w rezultacie do wzrostu mocy turbiny parowej.

EN

In the paper the results of analysis for a specific supercritical coal-fired combined heat and power plant were shown. The analysis was oriented on the determination of energy consumption of the process of membrane separation of CO2 generated in the steam boiler. The calculations were carried out using a model allowing the simulation of operation of CHP plant for different heat loads. The heat loads were determined according to the adopted characteristic of heat demand and temperature characteristics of the district heating network. During analysis the energy effectiveness indicators were determined - both the instantaneous efficiencies, as well as annual efficiencies. For determination of annual efficiencies the adoption of appropriate ordered diagram of ambient temperature was required. To limit the decline in net efficiency connected with high auxiliary power of CCS installation the use of heat from cooling of compressed carbon dioxide for preheating of district heating water was proposed. Such integration allowed for efficient use of cooling heat, as well as contributed to the saving of steam flows extracted from the steam turbine for supplying the heating network heat exchangers and consequently to increase of steam turbine power.

Słowa kluczowe

PL

elektrociepłownia nadkrytyczna; membranowa instalacja wychwytu dwutlenku węgla; analiza termodynamiczna

EN

supercritical combined heat and power plant; membrane carbon capture installation

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 6
• Strony: 12--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bartela Ł.

autor

Kotowicz J.

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

Bibliografia

• [1] Budzianowski W., Milewski J.: Solid-oxide fuel cells in power generation applications: A review. Recent Patents on Engineering, 2011, 5(3), 165-189.
• [2] Chmielniak T., Kosman G., Łukowicz H.: Integracja instalacji wychwytu CO2 z kondensacyjnymi blokami energetycznymi. Rynek Energii, 6(79), 2008, 75-81.
• [3] Directive 2004/8/EC of the European Parliament and of the Council of 11 February 2004 on the promotion of cogeneration based on a useful heat demand in the internal energy market and amending Directive 92/94/EEC.
• [4] Franco A., Diaz A.R.: The future challenges for "clean coal technologies": Joining efficiency increase and pollutant emission control. Energy, 2009, 34(3):348-354.
• [5] Kjaer S.: Advanced Super Critical Power Plant. Experiences of ELSAMPROJEKT. http://www.elsamprojekt.com.pl/
• [6] 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.
• [7] Milewski J., Świercz T., Badyda K., Miller A., Dmowski A., Biczel P.: The control strategy for a molten carbonate fuel cell hybrid system. International Journal of Hydrogen Energy, 2010, Vol. 35(7), 2997-3000.
• [8] Polityka energetyczna Polski do roku 2030. Ministerstwo gospodarki, Warszawa, 10 listopad 2009.
• [9] Szargut J, Ziębik A.: Podstawy gospodarki energetycznej. PWN, Warszawa, 1998.
• [10] Viswanathan R., Shingledecker J.: Evaluating Materials Technology for Advanced Ultrasupercritical Coal-Fired Plants, 2010. http://www.powermag.com/
• [11] Zaporowski B.: Analiza efektywności energetycznej i ekonomicznej skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w elektrociepłowniach parowych oraz gazowo-parowych. Rynek Energii, 2008, 5 (78), 41-44.