Analysis of electricity generation in a integrated gasification combined cycle unit

• Autorzy: Bartela Ł. , Kotowicz J.

Warianty tytułu

PL

Analiza pracy układu wytwarzania energii elektrycznej w bloku IGCC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an analysis of the electricity generation system, which, according to the presented assumptions, is part of the integrated gasification combined cycle (IGCC). In this study, fuels with characteristics different from the ones of natural gas as well as two aspects of their use in combined cycles were considered. In the first step, a gas turbine designed for natural gas combustion (but operated in the IGCC system) was analyzed. The operation of the turbine was analyzed with or without regulation ensuring the high temperature of flue gases leaving the expander. In the next step, the whole system of electricity generation was analyzed. For this step, a suitable steam cycle structure was assumed. For different cases of system operation, the influence of steam pressure produced in three levels of heat recovery steam generator on the efficiency of the steam cycle as well as the effectiveness of the entire electricity generation system was studied. The analysis was performed for four cases that covered two different gaseous fuels, use of gas turbine regulation and use of supplementary firing.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analizy układu wytwarzania energii elektrycznej, który zgodnie z prezentowanymi założeniami jest częścią układu gazowo-parowego zintegrowanego ze zgazowaniem węgla (IGCC). W pracy omówiono dwa aspekty związane z wykorzystywaniem w obiegu kombinowanym paliwa o odmiennej charakterystyce w stosunku do gazu ziemnego. W pierwszej kolejności analizie poddano charakter pracy turbiny gazowej projektowanej dla spalania gazu ziemnego, ale wykorzystywanej w układzie IGCC. Analizowano tutaj pracę turbiny bez regulacji, jak również z regulacją mającą na celu utrzymanie na wysokim poziomie temperatury spalin opuszczających ekspander maszyny. W kolejnym etapie przeprowadzono analizę obejmującą cały układ wytwarzania energii elektrycznej. W tym celu przyjęto odpowiednią strukturę obiegu parowego. Dla różnych wariantów pracy układu badano wpływ poziomów ciśnień pary produkowanej w poszczególnych profilach kotła odzyskowego na wskaźniki efektywności pracy samego obiegu parowego, jak również całego układu wytwarzania energii elektrycznej. Analizę prowadzono dla czterech wariantów obejmujących stosowanie dwóch różnych paliw, stosowanie regulacji turbiny gazowej oraz stosowanie instalacji dopalania.

Słowa kluczowe

EN

electricity generation; electric energy; IGCC; gas-steam system; gas turbine

PL

wytwarzanie energii; energia elektryczna; IGCC; układ gazowo-parowy; turbina gazowa

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych PAN ; Komitet Problemów Energetyki Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Archiwum Energetyki
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 42, nr 3/4
• Strony: 3--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Bartela Ł.

• Silesian University of Technology. Institute of Power Engineering and Turbomachinery. Faculty of Energy and Environmental Engineering. Gliwice

autor

Kotowicz J.

• Silesian University of Technology. Institute of Power Engineering and Turbomachinery. Faculty of Energy and Environmental Engineering. 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), 1, 3–9 (in Polish).
• [2] Badyda K., Kupecki J., Milewski J.: Modelling of integrated gasification hybrid power systems. Rynek Energii 88(2010), 3, 74–79 (in Polish).
• [3] Kotowicz J., Skorek-Osikowska A., Bartela Ł.: Economic and environmental evaluation of selected advanced power generation technologies. Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Part A, J. Power and Energy 225(2011), 221–232.
• [4] Juste G.L.: Hydrogen injection as additional fuel in gas turbine combustor. Evaluation of effects. Int. J. Hydrogen Energy 31(2006), 2112–2121.
• [5] Chacartegui R., Torres M., S´anchez D., Jim´enez F., Mu˜noz A., S´anchez T.: Analysis of main gaseous emissions of heavy duty gas turbines burning several syngas fuels. Fuel Processing Technology 92(2011), 213–220.
• [6] General Electric: 9F syngas turbine. High efficiency syngas-based power generation. Factsheet, 2009.
• [7] Chmielniak T., Rusin A., Czwiertnia K.: Gas Turbines. Ossolineum, Wroclaw 2001 (in Polish).
• [8] Bartela Ł., Kotowicz J.: Analysis of work of gas turbine in IGCC system. Rynek Energii 95(2011), 4, 16–22 (in Polish).
• [9] GateCycle. GE Enter Software. LLC, 1490 Drew Avenue, Suite 180, Davis, California 95616.

Uwagi

PL