Modeling of a supercritical power plant with an oxy type pulverized fuel boiler, a carbon dioxide capture unit and a ‘four-end’ type membrane air separator

• Autorzy: Kotowicz J. , Michalski J.

Warianty tytułu

Modelowanie elektrowni na parametry nadkrytyczne z kotłem pyłowym typu oxy, instalacją cc oraz membranowym separatorem powietrza typu ‘four-end’

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The analysis of a 600 MW supercritical power plant with parameters of life steam at 30 MPa/650 °C and of reheated steam 6 MPa/670 °C was made. Power plant is equipped with the following units: oxy type pulverized fuel boiler, ‘four-end’ high temperature membrane air separator and carbon dioxide capture system which were modeled. With the assumption of a constant gross power of the analyzed power plant, the thermal efficiency of the boiler and the steam cycle efficiency were calculated. These parameters were designated as a function of the recovery rate of oxygen in the air separation unit. This allowed to determine gross and net efficiency of electricity generation.

PL

W artykule analizowano elektrownie o mocy 600 MW i parametrach pary świeżej 30 MPa/650 °C i wtórnej 6 MPa/670 °C. Elektrownia wyposażona jest w następujące instalacje: kocioł pyłowy typu oxy, wysokotemperaturową membranę do separacji powietrza typu ‘four-end’ oraz instalację przygotowania i sprężania CO2. Wymienione instalacje zostały zamodelowane. Przy założeniu stałej mocy brutto analizowanej elektrowni wyznaczono zapotrzebowanie na moc zamodelowanych instalacjach, sprawność obiegu parowego oraz sprawność termiczną kotła. Wielkości te wyznaczono w funkcji stopnia odzysku tlenu w membranie. Pozwoliło to wyznaczyć sprawność wytwarzania energii elektrycznej netto.

Słowa kluczowe

EN

power plant modelling; oxy boiler; four-end membrane; membrane separation; supercritical power plant

PL

modelowanie elektrowni; kocioł oxy; membrana typu four-end; separacja membranowa; elektrociepłownia nadkrytyczna

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych PAN ; Komitet Problemów Energetyki Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Archiwum Energetyki
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 42, nr 2
• Strony: 73--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

• Silesian University of Technology. Institute of Power Engineering and Turbomachinery, Gliwice

autor

Michalski J.

• Silesian University of Technology. Institute of Power Engineering and Turbomachinery, Gliwice

Bibliografia

• [1] Chmielniak T.: The role of various technologies in achieving emissions objectives in the perspective of the years up to 2050. Rynek Energii 92(2011), 3-9.
• [2] Kotowicz J., Skorek-Osikowska A., Bartela Ł.: Economic and environmental evaluation of selected advanced power generation technologies. Proc. Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy 225(2011), 3, 221-232.
• [3] Chmielniak T., Łukowicz H., Kochaniewicz A.: Trends of modern power units efficiency growth. Rynek Energii 6(79), 2008, 14-20.
• [4] Kotowicz J., Janusz-Szymańska K.: Influence of CO2 separation on the efficiency of the supercritical coal fired power plant. Rynek Energii 93(2011), 2, 8-12.
• [5] Liszka M., Ziębik A.: Coal - fired oxy - fuel power unit - Process and system analysis. Energy 35(2010), 943-951.
• [6] Janusz-Szymańska K., Kotowicz J.: Analysis of CO2 membrane separation process in the ultra supercritical coal fired power plant. Rynek Energii 94(2011), 3, 53-56.
• [7] Kotowicz J., Bartela Ł.: Optimisation of the connection of membrane CCS installation with a supercritical coal-red power plant. Energy 38(2012), 118-127.
• [8] Kotowicz J., Janusz - Szymańska K.: Influence of membrane CO2 separation on the operating characteristics of a coal-fired power plant. Chemical and Process Engineering 31(2010), 3, 681-698.
• [9] Kotowicz J., Skorek-Osikowska A., Janusz-Szymańska K.: Membrane separation of carbon dioxide in the integrated gasificaion combined cycle systems. Archives of Thermodynamics 31(2010), 2, 145-164.
• [10] Toftegaard M.B., Brix J., Jensen P.A., Glarborg P., Jensen A.D.: Oxy-fuel combustion of solid fuels. Progress in Energy and Combustion Science 36(2010), 581-625.
• [11] Dillon D.J., White.V., Allam R.J., Wall R.A., Gibbins J.: Oxy-combustion Process for CO2 Capture from Power Plant. Mitsui Babcock Energy Limited, 2005.
• [12] Buhre B.J.P., Elliott L.K., Sheng C.D., Gupta R.P. and Wall T.F.: Oxy-fuel combustion technology for coal-fired power generation. Progress in Energy and Combustion Science, 31(2005), 283-307.
• [13] Pfaff I., Kather A.: Comparative thermodynamic analysis and integration issues of CCS steam power plants based on oxy-combustion with cryogenic or membrane based air separation. Energy Procedia 1(2009), 495-502.
• [14] Stadler H. et al.: Oxyfuel coal combustion by efficient integration of oxygen transport membranes. Int. J. of Greenhouse Gas Control 5(2011), 7-15.
• [15] Kotowicz J., Janusz-Szymańska K.: Selected methods to reduce energy consumption of carbon capture and storage installation in ultra-supercritical power plant. Archives of Energetics, XLI(2011), 3-4, 97-110.