Analiza opłacalności wdrożenia plazmowej instalacji do obniżenia minimum technicznego kotłów pyłowych

• Autorzy: Mączka Tadeusz , Pawlak-Kruczek Halina , Niedźwiecki Łukasz , Ziaja Edward

Warianty tytułu

EN

Plasma instalation for lowering of minimum attainable load of boiler – NPV analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca prezentuje wyniki analizy NPV, przeprowadzonej dla modelowej instalacji plazmowego podtrzymywania procesu spalania dla kotła OP 650. W pracy przyjęto założenie, że obniżenie minimum technicznego pozwoli uniknąć odstawień kotła, co przełoży się na oszczędności związane z uniknięciem kosztów związanych z jego późniejszym ponownym rozruchem. Założono także, że ograniczenie wyłączeń bloku, dzięki możliwości pracy przy obniżonym minimum technicznym, pozwoli na uzyskanie dodatkowego przychodu, ze sprzedaży energii elektrycznej, wygenerowanej w tym czasie. Ponadto, przyjęto założenie, że dzięki możliwości obniżenia minimum technicznego posiadana instalacja pozwoliłaby na dodatkowe przychody z rynku mocy, gdzie oferowany wolumen mocy (kW/rok) byłby równy różnicy pomiędzy aktualnie osiągalnym minimum technicznym, a planowanym w niedalekiej perspektywie (nowym) minimum technicznym, możliwym do osiągnięcia po zainstalowaniu systemu plazmowego. Analizy przeprowadzono dla różnych wartości minimum technicznego, kosztu inwestycyjnego instalacji plazmowej, ceny 1kW mocy zapewnionej na rok, na rynku mocy, oraz różnych wartości oczekiwanej stopy zwrotu. Uzyskane wyniki analizy NPV pokazały, że instalacje plazmowe do podtrzymania spalania w kotłach energetycznych mogą być efektywne kosztowo, zwłaszcza podczas pracy bloku przy obniżonym minimum technicznym.

EN

This paper presents the results of the NPV analysis performed for a hypothetical installation for stabilization of the combustion process in a power plant boiler (OP650 – used for 200 MWel class blocks). Authors of the manuscript assumed that such an installation could be profitable, by allowing to lower the minimum attainable load of the bolier thus enabling the additional revenue streams from the power market, as well as allowing increased sales of electricity, by enabling continuous work of such an installation under conditions, that would normally lead to the shut-down. Moreover, alternative cost of the start-ups avoided through the use of such installations was also taken into the account. Results showed that such installation could indeed be profitable.

Słowa kluczowe

PL

kotły energetyczne; palnik plazmowy; plazmowe podtrzymanie spalania; analiza NPV

EN

industrial scale boilers; plasma burner; plasma assisted combustion; NPV analysis

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 2
• Strony: 59--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Mączka Tadeusz

• Instytut Automatyki Systemów Energetycznych we Wrocławiu

autor

Pawlak-Kruczek Halina

• Wydział Mechaniczno-Energetyczny Politechniki Wrocławskiej

autor

Niedźwiecki Łukasz

• doktorant w zakładzie Kotłów, Spalania i Systemów Energetycznych Wydziału Mechaniczno-Energetycznego Politechniki Wrocławskiej

autor

Ziaja Edward

• Instytut Automatyki Systemów Energetycznych we Wrocławiu

Bibliografia

• [1] Installed Capacity of Units above 1 MW, Aggregated per Production Type - RTE Services Portal [Online]. Available: https://www.services-rte.com/en/view-data-published-by-rte/production-installed-capacity.html.
• [2] Installed Power in Germany | Energy Charts [Online]. Available: https://www.energy-charts.de/power_inst.htm. [Accessed: 09-Sep-2018].
• [3] Electricity Production in Germany | Energy Charts [Online]. Available: https://www.energy-charts.de/power.htm?source=all-sources&week=36&year=2017. [Accessed: 09-Sep-2018].
• [4] Komar, D., 2017, Rynek Mocy na każdy mix elektroenergetyczny, Energ. Ciepl. i zawodowa, (5), pp. 158–160.
• [5] Kobel, P., and Kordylewski, W., 2008, Zastosowanie plazmotronu zasilanego powietrzem do stabilizacji płomienia pyłowego, Arch. Spalania, 8(1/2), pp. 55–62.
• [6] Bukowski, P., Kobel, P., Kordylewski, W., and Mączka, T., 2010, Use of Cavity Plasmatron in Pulverized Coal Muffle Burner for Start-up of a Boiler, Rynek Energii, 86(1), pp. 132–136.
• [7] Kobel, P., 2010, Systemy wykorzystujące plazmę jako alternatywna metoda rozruchu kotłów pyłowych, Interdyscyplinarność badań naukowych 2010, J. Szrek, ed., Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław.
• [8] Pawlak-Kruczek, H., and Niedźwiecki, Ł., 2017, Stabilnie w zmiennych warunkach, Energ. Ciepl. i zawodowa, (6), pp. 46–52.
• [9] Karpenko, E. I., Messerle, V. E., and Ustimenko, A. B., 2007, Plasma-Aided Solid Fuel Combustion, Proc. Combust. Inst., 31 II, pp. 3353–3360.
• [10] Messerle, V. E., Karpenko, E. I., and Ustimenko, A. B., 2014, Plasma Assisted Power Coal Combustion in the Furnace of Utility Boiler: Numerical Modeling and Full-Scale Test, Fuel, 126, pp. 294–300.
• [11] Ke, Z., Lin, L., Schröder, H., Guoqing, F., 2017, Plasma Ignition System for Oil Free Power Plant Zetes in Turkey and Its Advantages for the Changed Circumstance of Energy Market, VGB PowerTech, (7), pp. 77–81.
• [12] Kobel, P., W, W. K., and Mączka, T., 2010, Plasma-Assisted Kindling of Pulverized Coal Fired Boilers, XXI International Symposium on Combustion Processes, Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego, Międzyzdroje, pp. 33–34.
• [13] Kobel, P., Kordylewski, W., Mączka, T., Kordas, R., Milewicz, R., and Modrzejewski, M., 2009, Zastosowanie plazmotronu wnękowego w muflonowym palniku pyłowym do rozruchu kotła energetycznego, Aktualne Problemy Budowy i Eksploatacji Kotłów: Jubileuszowa Konferencja Kotłowa 2009 z Okazji 60-Lecia Fabryki Kotłów RAFAKO SA, Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych - Politechnika Śląska, Szczyrk, pp. 33–46.
• [14] Kordylewski, W., Kobel, P., Mączka, T., and Kordas, R., 2010, Eliminacja Zakłóceń elektromagnetycznych podczas plazmowego rozruchu kotłów, Systemy, Technologie i Urządzenia Energetyczne: Praca Zbiorowa. T. 1, pp. 235–244.
• [15] Kordylewski, W., Mączka, T., and Kordas, R., 2009, Urządzenia rozruchowe plazmotronu dużej mocy, Przegląd Elektrotechniczny, 85(10), pp. 116–119.
• [16] Kordylewski, W., Kobel, P., Mączka, T., and Bukowski, P., 2010, Plazmowy rozruch i stabilizacja spalania w kotłach pyłowych, XII Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna: Forum Energetyków GRE, Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Szczyrk.
• [17] Maczka, T., 2014, Technologia Plazmowego Zgazowania Biomasy i Odpadów Organicznych Dla Wytwarzania Paliw Płynnych, Wydawnictwo Książkowe Instytutu Elektrotechniki, Warszawa.
• [18] Coibion, A., and Pickett, J., 2014, Capacity Mechanisms. Reigniting Europe’s Energy Markets’, p. 33.
• [19] OFGEM, 2016, Consolidated Version of the Capacity Market Rules.
• [20] Benalcazar, P., and Nalepka, P., 2017, The Polish Capacity Market Proposal vs the British Model, Polityka Energ. - Energy policy J., 20(2), pp. 59–72.
• [21] UK Department of Energy and Climate Change, 2014, Provisional Auction Results: Capacity Auction 2014.
• [22] Sören Amelang, and Kerstine Appunn, 2016, Germany’s New Power Market Design | Clean Energy Wire [Online]. Available: https://www.cleanenergywire.org/factsheets/germanys-new-power-market-design. [Accessed: 09-Sep-2018].
• [23] Forsström, J., Koreneff, G., Similä, L., 2016, Electricity Market Designs and Flexibility, VTT-R-04621-16.
• [24] Nordic Council of Ministers, 2017, Demand Side Flexibility in the Nordic Electricity Market.
• [25] Oluleye, G., Allison, J., Hawker, G., Kelly, N., and Hawkes, A. D., 2018, A Two-Step Optimization Model for Quantifying the Flexibility Potential of Power-to-Heat Systems in Dwellings, Appl. Energy, 228(March), pp. 215–228.
• [26] Olivella-Rosell, P., Lloret-Gallego, P., Munné-Collado, Í., Villafafila-Robles, R., Sumper, A., Ottessen, S. Ø., Rajasekharan, J., and Bremdal, B. A., 2018, Local Flexibility Market Design for Aggregators Providing Multiple Flexibility Services at Distribution Network Level, Energies, 11(4), pp. 1–19.
• [27] Chojnacki, I., Na 2021 rok w rynku mocy zakontraktowane ponad 22 tys. MW - Energetyka [Online]. Available: https://energetyka.wnp.pl/na-2021-rok-w-rynku-mocy-zakontraktowane-ponad-22-tys-mw,335173_1_0_0.html. [Accessed: 01-Dec-2018].
• [28] Skorek, J., and Kalina, J., 2005, Gazowe Układy Kogeneracyjne, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• [29] NPV – wartość bieżąca netto – opis metody i przykłady, Econopedia [Online]. Available: https://econopedia.pl/fp/budzetowanie/npv-wartosc-biezaca-netto/. [Accessed: 01-Dec-2018].
• [30] ‘Wyniki | Towarowa Giełda Energii SA’ [Online]. Available: https://wyniki.tge.pl/pl/wyniki/rtee/tables/. [Accessed: 05-Dec-2018].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).