Analyzing of thermodynamic parameters of 300 MW power plant in four different methods of repowering using GateCycle software

• Autorzy: Harutyunyan A. , Badyda K. , Wołowicz M.

Warianty tytułu

PL

Analiza termodynamiczna układu siłowni parowej o mocy 300 MW dla czterech wariantów modernizacji z wykorzystaniem aplikacji GateCycle

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this presented paper the concept of repowering in existing steam cycle power plant was discussed. Mentioned 300 MW steam cycle power plant is located on 1724 m above sea level and equipped with once-trough steam boiler with supercritical parameters and powered by natural gas. Using commercial software, four different repowering methods has been simulated on that power plant. There were feed water heating repowering method, hot windbox repowering method, parallel hot windbox repowering method and complete repowering method with maximum supplementary firing. Then thermodynamic analysis of power plant model before and after each repowering method has been investigated. To that end three different gas turbines has been used: Siemens V84.2, ABB GT11N2 and Alstom GT13E2 types. To analyze the models, calculations were performed with two stages: 1) calculation and analyzes of thermodynamic parameters as well as carbon dioxide (CO2) emissions of the power plant model in mentioned above cases. 2) Calculations of thermodynamic parameters in values 100, 90, 80, 70, 60 and 50 % of the power plant net cycle power in the different cases to show the advantage of different repowering methods behavior in part loads.

PL

W artykule została przedstawiona koncepcja modernizacji istniejącego układu siłowni parowej. Siłownia ta zlokalizowana jest na wysokości 1724 m nad poziomem morza. Siłownia generuje moc 300 MW, wyposażona jest w kocioł przepływowy na parametry nadkrytyczne i zasilana jest gazem ziemnym. Wykorzystując komercyjne środowisko numeryczne została przeprowadzona symulacja czterech wariantów modernizacji siłowni. Poszczególne warianty to podgrzew wody zasilającej, metoda „hot windbox”, metoda „parallel hot windbox” oraz zastąpienie kotła gazowego turbiną gazową. Została wykonana analiza termodynamiczna przed modernizacją oraz po zastosowaniu każdej z metod. Przeanalizowano zastosowanie trzech różnych turbin gazowych: Siemens V84.2, ABB GT11N2 oraz Alstom GT13E2. W celu przeanalizowania wariantów obliczenia przeprowadzono w dwóch krokach: 1) Obliczenia i analiza termodynamiczna parametrów pracy siłowni oraz emisji dwutlenku węgla dla rozważanych wariantów. 2) Obliczenia parametrów termodynamicznych dla różnego obciążenia układu siłowni, tj. 100, 90, 80, 70, 60 oraz 50% mocy w celu zaprezentowania zachowania różnych metod modernizacji w zakresie obciążeń częściowych.

Słowa kluczowe

EN

steam power plant; repowering; supercritical parameters

PL

siłownia parowa; modernizacja; parametry nadkrytyczne

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 5
• Strony: 87--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Harutyunyan A.

• student, Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Badyda K.

• Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Wołowicz M.

• Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Mehrabani K.M., Faniyazdi S.S., Mehrpanahi A.A., Naserabad S.N.: Optimization of exergy in repowering steam power plant by feed water heating using genetic algorithm. Indian J.Sci.Res.1 (2014), No. 2, 183-198.
• [2] Ahmadi G.R., Toghraie D.: Parallel feed water heating repowering of a 200 MW steam power plant. Journal of Power Technologies 95 (2015), No. 4, 288–301.
• [3] Stoll H.G., Smith R.W., Tomlinson L.O.: Performance and economic considerations of repowering steam power plants, GE industrial and Power Systems, Schenectady, NY, 1994.
• [4] Ploumen P.J., Veenema J.J.: Dutch experience with hot windbox repowering. ASME-96-GT-250, New York, USA, 1996.
• [5] Fränkle M.: The standardized repowering solution for 300 MW steam power plants in Russia, Siemens Power Generation (PG), Germany, 2006.
• [6] Kehlhofer R., Rukes B., Hannemann F., Stirnimann F., Combined-cycle gas and steam turbine power plants, 3rd Edition.Tulsa, Oklahoma, 2009, 151,1-2,194-195, 226.
• [7] https://getotalplant.com/GateCycle/docs/GateCycle/index.html

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).