Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The use of waste heat from flue gas in the system of regeneration of steam boiler supply water

Zarzycki R.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 6(114)

209--217

EN

This study presents an analysis of the process of the use of waste heat from flue gas for the purposes of heating water in the regeneration system of a steam power unit fuelled with brown coal with a power of 900 MWe. Preparation of flue gas and its initial moistening (increasing the dew point temperature) followed by cooling (condensation of the moisture contained in the flue gas) can ensure intensive heat exchange in the process of heat recovery. Replacing a first regeneration exchanger with the heat recovered from flue gas allows for an increase in steam power unit efficiency by 0.22% and limitation of CO2 emissions by 22,810 t/year, while reducing the fuel demand by 26,727 tonnes per annum. Depending on the prices of CO2 emissions permits and prices of brown coal, the proposed heat recovery allows for saving from €500,000 to €1,000,000 per year.

PL

W pracy przedstawiono analizę procesu wykorzystania ciepła odpadowego ze spalin na potrzeby podgrzewu wody w układzie regeneracji bloku parowego opalanego węglem brunatnym o mocy 900 MWe900 MWe. Poprzez odpowiednie przygotowanie spalin, ich wstępne nawilżenie (podniesienie temperatury punktu rosy), a następnie ochłodzenie (kondesację zawartej w spalinach wilgoci) można uzyskać intensywną wymianę ciepła w procesie odzysku ciepła. Zastąpienie pracy pierwszego wymiennika regeneracyjnego ciepłem pozyskanym ze spalin pozwala na wzrost sprawności bloku parowego o 0.22% oraz ograniczenie emisji CO2 w ilości 22 810 ton/rok, dodatkowo zmniejsza zapotrzebowanie na paliwo w ilości 26 727 ton/rok. W zależności od ceny uprawnień do emisji CO2 i ceny węgla brunatnego proponowany odzysk ciepła pozwala na oszczędności od 0.5 do 1 miliona euro/rok.

2

Wykorzystanie ciepła odpadowego w procesie skojarzonego wytwarzania energii

Zarzycki R., Panowski M.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 3

254--256

PL

W pracy przedstawiono analizę możliwości zastosowania absorpcyjnych pomp ciepła (APC) do zwiększenia efektywności wykorzystania energii pierwotnej w bloku parowym elektrociepłowni zawodowej poprzez odzysk ciepła odpadowego z układu chłodzenia oleju. W analizowanym przykładzie zastosowanie APC służyło ograniczeniu liczby uruchomień szczytowych kotłów wodnych. Uzyskane wyniki potwierdziły, że istnieje możliwość wykorzystania ciepła odpadowego w okresie największego zapotrzebowania i tym samym możliwość opóźnienia lub nawet wyeliminowania konieczności uruchamiania szczytowego źródła ciepła.

EN

The paper shows the analysis of potential of absorption heat pump (APC) application to increase the efficiency of source energy conversion in the cogeneration power plant, by recuperation of waste heat from oil cooling system. In the presented case, the purpose of APC implementation was to eliminate the number of start up of pick hot water boilers. Obtained results showed that the waste heat may be utilised during the highest heat demand which may lead to delay or even avoiding the pick boiler start up, owing to absorption heat pump implementation.

3

Nowoczesne palniki cyklonowe dla zwiększenia elastyczności kotłów pyłowych

Zarzycki R., Kobyłecki R., Bis Z.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 2

137--139

PL

W pracy przedstawiono koncepcję oraz pilotowy model palnika cyklonowego, pozwalający na realizację procesu spalania oraz zgazowania paliw stałych (np. pyłu węglowego). Palnik może zarówno stanowić odrębną konstrukcję, jak i być elementem zintegrowanym z pracującym kotłem pyłowym. W tym drugim przypadku zabudowa palnika cyklonowego umożliwia: zwiększenie elastyczności i dynamiki pracy bloku, wzrost wydajności cieplnej kotła, obniżenie minimum technologicznego pracy bloku bez konieczności uruchamiania palników rozpałkowych w kotle, a także realizację procesu obróbki termicznej bądź witryfikacji ubocznych produktów spalania paliw. Proponowane rozwiązanie może stanowić interesującą opcję technologiczną, ukierunkowaną na retrofitting i modernizację bloków pyłowych klasy 200 MW w ramach Programu Ramowego „Energetyka 200+. Rewitalizacja i odbudowa mocy na bazie bloków 200 MW”.

EN

In this paper, the concept, as well as a model pilot cyclone burner are presented and discussed in order to provide a solution for both combustion and gasification of solid fuels (e.g. pulverized coal). The burner design allows to operate it as a separate structure or a part of an existing pulverized-fuel boiler. In the latter case, the cyclone burner increases the flexibility and dynamics of the power generation system, as well as boiler thermal output. The burner also provides the conditions for the reduction of boiler technological minimum without the necessity to ignite boiler startup burners, and also enables the realization of treatment and processing (e.g. the vitrification) of coal combustion by-products. The proposed solution can also become an interesting technological option aimed at the retrofitting and modernization of old 200 MW PC-based power generation facilities within the Framework Program “Power 200+. Revitalization and restoration of power on the basis of 200 MW power units”.

4

Jak zwiększyć eleastyczność kotła? Technologia kopirolizy dla poprawy elastyczności cieplnej kotłów pyłowych

Zarzycki R., Bis Z.

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2017

|

Nr 6

66--73

PL

W Polsce narasta problem brakujących mocy wytwórczych oraz poprawy bezpieczeństwa systemu energetycznego w związku z koniecznymi wyłączeniami najstarszych elektrowni konwencjonalnych oraz rosnącym udziałem OZE. Wśród dużej liczby zagadnień, które muszą być rozwiązane, jedno wydaje się nieuniknione - wzrastająca potrzeba zwiększenia elastyczności systemów energetycznych, która może poprawić bezpieczeństwo systemu energetycznego oraz jego efektywność ekonomiczną.

5

Biogazownia zintegrowana z reaktorem uwęglania pofermentu

Bis Z., Zarzycki R.

Czysta Energia

|

2017

|

Nr 9-10

36--40

6

Wykorzystanie ciepła odpadowego z układu sprężania CO2 do produkcji wody lodowej

Zarzycki R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 95

169--180

PL

W pracy przedstawiono problematykę przygotowania ditlenku węgla do transportu i składowania. Wykazano, że najodpowiedniejszą formą transportu ditlenku węgla jest faza ciekła. Przedstawiono podstawy procesu wielostopniowego sprężania z chłodzeniem międzystopniowym. Dokonano analizy wyboru czynnika chłodzącego CO2 , wykazano, że ochłodzenie go do założonego poziomu 20° C wymaga zastosowania urządzenia chłodniczego w postaci chłodziarki absorpcyjnej. Przeprowadzono wielowymiarową optymalizację układów wielostopniowego sprężania z chłodzeniem międzystopniowym, której kryterium była minimalizacja mocy niezbędnej do sprężania, ustalono optymalne parametry ditlenku węgla za każdym stopniem sprężania. Dokonano analizy możliwości wykorzystania ciepła odpadowego z układu międzystopniowego chłodzenia na potrzeby zasilania chłodziarki absorpcyjnej i chłodzenia CO2 na potrzeby transportu. Ustalono, że w każdym z 4 analizowanych układów istnieje możliwość wykorzystania ciepła odpadowego do tego celu. W dwóch przypadkach istnieje możliwość produkcji chłodu na cele przemysłowe lub komercyjne. Rozważono także możliwość wykorzystania ciepła odpadowego dodatkowo w układzie regeneracji wody zasilającej kocioł parowy.

EN

The paper presents the problem of the preparation of carbon dioxide for transport and storage. It has been shown that the most suitable form of carbon dioxide transport is the liquid phase. It shows the base of the process of multi-stage compression with intercooling. An analysis of the choice of refrigerant CO2 , demonstrated that cooling it to a predetermined level of 20° C requires a refrigeration unit in the form of an absorption chiller. Multidimensional optimization systems multistage compression with intercooling was conducted, the criterion of which was to minimize the power required for compression and set optimal parameters of carbon dioxide for each compression ratio. An analysis of the possibilities of using waste heat from the inter-stage cooling needs of the power absorption chiller and cooling CO2 for transport was carried out. It was found that each of the 4 analyzed systems can utilize waste heat for this purpose. In two cases, producing cold for industrial or commercial purposes was also possible. The possibility of using waste heat in a recovery boiler feedwater steam was also considered.

7

Możliwości usuwania rtęci w palenisku cyklonowym

Zarzycki R., Wichliński M.

Polityka Energetyczna

|

2016

|

T. 19, z. 4

75--86

PL

W pracy przedstawiono propozycję wykorzystania paleniska cyklonowego w procesie jego obróbki termicznej na potrzeby procesu uwalniania rtęci. Przedstawiono budowę oraz sposoby pracy paleniska cyklonowego. Omówiono metodykę procesu numerycznego modelowania spalania i zgazowania pyłu węglowego. Uzyskane wyniki wykazały, że poprzez zmianę strumienia paliwa podawanego do paleniska cyklonowego możliwa jest kontrola temperatury oraz stopnia odgazowania paliwa. Dzięki temu istnieje możliwość nagrzewania paliwa do wymaganej temperatury ze względu na zakładany poziom usuwania rtęci z paliwa. Przeprowadzone badania eksperymentalne potwierdziły wyniki obliczeń numerycznych dotyczące nagrzewania paliwa i wykazały możliwość usunięcia 90% rtęci z paliwa. Uzyskane wyniki potwierdzono na laboratoryjnym stanowisku pieca obrotowego.

EN

The paper presents the proposal to use the cyclone furnace in the process of heat treatment for the process of the release of mercury. We present the structure and working methods cyclone furnace. Discusses the methodology of the process of numerical modeling of combustion and gasification of coal dust. The results showed that, by changing a fuel stream fed to the cyclone furnace is possible to control the temperature and the degree of degassing of the fuel. This permits heating of the fuel to the desired temperature due to the expected level of mercury removal from the fuel. The conducted experimental studies confirmed the results of numerical calculations on heating fuel and showed the possibility of 90% removal of mercury from the fuel. The results confirmed the laboratory workplace rotary kiln.

8

Badania procesu rozmrażania węgla w wagonach kolejowych

Zarzycki R., Bis Z., Walacik K.

Polityka Energetyczna

|

2016

|

T. 19, z. 4

101--114

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych oraz obliczeń numerycznych procesu rozmrażania węgla w wagonach kolejowych. Transport węgla w czasie zimy może powodować problemy z jego rozładunkiem, a tym samym zagrażać ciągłości dostaw paliwa do elektrowni oraz podnosić koszty jego dostawy. Konieczne jest jego rozmrażanie, które realizowane jest najczęściej z wykorzystaniem promienników podczerwieni. Rozmrażanie węgla w wagonach kolejowych wymaga nagrzania ścian wagonów do założonej bezpiecznej temperatury i utrzymanie jej przez cały czas procesu rozmrażania. W pracy omówiono metodykę wyznaczania i obliczania zastępczego współczynnika przewodzenia ciepła dla warstwy węgla. Przeprowadzone badania eksperymentalne oraz symulacje numeryczne wykazały, że w przypadku niekorzystnych warunków atmosferycznych nastąpić może zamarznię- cie warstwy węgla w czasie 8 godzin na głębokość około 100 mm. W takim przypadku minimalny czas rozmrażania, który zapewni rozmrożenie warstwy węgla na głębokość około 65 mm i umożliwi rozładunek wynosi około 1 godziny.

EN

The paper presents the results of experimental and numerical calculations defrosting coal in railway carriages. The transport of coal in winter can cause problems with the unloading, and thus threaten the continuity of fuel supplies to power stations and raise the cost of its delivery. It is necessary to defrost it, which is most often performed using infrared heaters. The thawing of coal in railway carriages requires heating the walls of the wagons to a predetermined safe temperature and maintain it throughout the defrosting process. The paper discusses the methodology for determining and calculating the replacement of thermal conductivity of the carbon layer. The conducted experimental studies and numerical simulations have shown that in the event of adverse weather conditions, carbon layers can freeze within eight hours to a depth of about 100 mm. In this case, the minimum defrosting time is approximately one hour is a thaw carbon layer to a depth of about 65 mm which allow the unloading.

9

Zastosowanie paleniska cyklonowego w procesie witryfikacji popiołów lotnych na potrzeby produkcji materiałów budowlanych

Zarzycki R., Bis Z.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 3

553--562

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania paleniska cyklonowego w procesie witryfikacji popiołów lotnych na potrzeby produkcji materiałów budowlanych. Proponowane rozwiązanie oprócz funkcji topienia popiołów lotnych i przygotowania na ich bazie materiałów o wymaganych właściwościach pozwala na zabudowę w układzie kotła bloku parowego. Dzięki temu palenisko cyklonowe zwiększa elastyczność energetyczną kotła a tym samym całego bloku parowego. Poprzez jego zabudowę możliwe jest w okresie "doliny nocnej" wyłączenie podstawowych palników kotła pyłowego, jednocześnie utrzymując go w stanie gorącej rezerwy dzięki spalaniu gazów powstałych w procesie spalania i zgazowania pyłu węglowego w palenisku cyklonowym. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest znaczące obniżenie kosztów utrzymania bloku parowego w gotowości do produkcji energii elektrycznej przy jednoczesnym przetwarzaniu popiołów lotnych do użytecznych gospodarczo materiałów. Z punktu widzenia procesu witryfikacji popiołu lotnego korzystne jest stosowanie popiołów lotnych o wysokiej stracie prażenia. Uzyskany w trakcie procesu witryfikacji produkt charakteryzuje się stratą prażenia na poziomie 0.1%. Poprzez zastosowanie odpowiedniego procesu chłodzenia płynnego żużla możliwe jest uzyskanie materiału o dużej porowatości który można wykorzystać np. przy produkcji pustaków ściennych.

EN

The article presents the possibilities of using cyclone furnace in the process of vitrification of fly ash for the production of construction materials-cast. The proposed solution in addition to the functions of melting of fly ash and prepare for their base materials with the required properties allows development in a steam boiler unit. As a result, it increases the flexibility of the cyclone furnace power boiler and therefore the entire block of steam. Through its development, it is possible during the "valley northern" off the elementary boiler burners of pulverized while maintaining it in a hot standby state by heating by combustion gases produced by combustion and gasification of coal dust in the cyclone. With this solution it is possible to significantly reduce the cost of maintaining the block steam in readiness for the production of electricity, while the processing of fly ash to economically useful materials. From the point of view of the vitrified fly ash preferred is the use of fly ash with a high loss on ignition. Produced during the vitrification of the product has a loss on ignition of less than 0.1%. Through the use of suitable cooling process of molten slag, it is possible to obtain a material of high porosity that can be used eg. the production of hollow wall.

10

Wykorzystanie ciepła odpadowego w procesie przygotowania spalin na potrzeby separacji metodą VPSA

Zarzycki R., Panowski M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 87 [291], nr 3

277--285

PL

W ostatnich latach są prowadzone intensywne prace związane z ograniczeniem emisji CO2 do atmosfery z procesów spalania paliw węglowych w energetyce. W ramach tych prac powstały już nowe technologie oksyspalania, jak również kilka metod separacji CO2 ze spalin. Jedną z nich jest technologia adsorpcyjna VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption). W technologii VPSA proces adsorpcji i desorpcji jest realizowany przez zmianę ciśnienia. Skuteczność tej metody zależy w dużym stopniu od właściwości sorbentu i jego zdolności sorpcyjnej względem CO2. Parametrami, które wpływają na pojemność sorpcyjną sorbentu, jest temperatura spalin i ich ciśnienie. W przypadku stosowanych sorbentów pojemność sorpcyjna bardzo wzrasta wraz z obniżeniem temperatury spalin i wzrostem ciśnienia. W takim przypadku jest możliwe ograniczenie rozmiarów jednostki adsorpcyjnej, a także kosztów procesu wstępnego sprężania spalin. W pracy przedstawiono propozycję technologii przygotowania spalin kotłowych na potrzeby procesu VPSA, przy założeniu minimalizacji kosztów energetycznych tego procesu i zapotrzebowania na sorbent. W ramach proponowanej technologii zakłada się wykorzystanie ciepła odpadowego ze spalin na potrzeby zasilania chłodziarki absorpcyjnej wytwarzającej wodę lodową. W wyniku przeprowadzonych obliczeń symulacyjnych określono zapotrzebowanie na energię do wstępnego procesu sprężania spalin przed jednostką VPSA oraz minimalne zapotrzebowanie sorbentu do separacji CO2 z przepływającego przez adsorber strumienia spalin.

EN

One of research carried out intensively nowadays is the one on reduction of CO2 emission to atmosphere from fossil fuel combustion in energy sector. The new technologies like oxycombustion or technologies of separation from the flue gas were developed as their result. One of separation technologies considered is VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) adsorption on solid sorbents, which is done owing to different pressures on both, adsorption and desorption side of the unit. The efficiency of this method depends on solid sorbent properties and its sorption capacity in respect of separated gas components. The thermodynamic parameters of the separation process that influence sorption capacity are temperature and pressure. This is because the sorption capacity strongly increases with lowering temperature and increasing pressure of the flue gas. Therefore, in such conditions, sorbent demand for separation decreases that makes separation unit to be much smaller, and moreover, it makes flue gas compression process less energy consuming. The paper presents the concept of technology of flue gas pretreatment that may minimise energy cost of separation and sorbent demand for CO2 separation. Proposed technology assumes utilisation of waste heat from flue gas for feeding the absorption cooler that produces cold water for flue gas cooling. This allows not only flue gas cooling but in the same time for moisture removal, which also has positive impact on separation process. As a result of calculation performed, the energy demand for flue gas compression as well as sorbent amount were assessed and showed advantages of proposed technology.

11

Tworzenie i redukcja tlenku azotu w warunkach oxyspalania

Zarzycki R., Kobyłecki R., Kratofil M., Pawłowski D., Bis Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 87 [291], nr 1

89--97

PL

W artykule przedstawiono proces tworzenia i redukcji tlenku azotu w warunkach zbliżonych do charakterystycznych dla procesu oxyspalania. Dokonano analizy przebiegów czasowych zmian zawartości NO oraz CO2 i O2 w spalinach w trakcie utleniania paliwa oraz określono warunki sprzyjające redukcji zawartości NO w gazach dolotowych. Ustalono, że w zakresie temperatur 750-950°C przy spalaniu w powietrzu (stan odniesienia) nie następuje tworzenie się termicznych tlenków azotu. Wyniki uzyskane dla różnych składów gazów w otoczeniu płonących ziaren paliwa wykazały ponadto, że w pewnych warunkach jest możliwa wyraźna, dochodząca do 10%, redukcja zawartości NO w odniesieniu do jego zawartości w gazie dolotowym. Wyniki badań oznaczania zawartości azotu w próbkach popiołu po spaleniu wykazały śladowe zawartości N (w przypadku wszystkich badanych próbek zawartość azotu <0,01%), potwierdzając, że podczas spalania azot zawarty w węglu przechodzi w całości do fazy gazowej.

EN

The article presents the results of the investigation of the possibility to reduce NO in conditions similar to those characteristic for the oxycombustion process. Analysis of the waveforms of variation of the concentrations of NO, CO2, and O2 in fuel gas during fuel oxidation was carried out. Furthermore, the conditions that favour the reduction of No concentration in inlet gases were determined. It was found that in the temperature range of 750-950°C no thermal NO is formed during the combustion in air. However, the results obtained for the different gas composition indicated that under certain conditions it is possible to reduce up to 10% of the initial NO concentration in the inlet gas. The analysis of nitrogen content in the fuel and ash samples after combustion process showed that just trace content of N was found (in case of all tested samples the nitrogen content was under 0.04%), it is confirmed that during combustion the majority of nitrogen is transformed to the gas phase.

12

Koncepcja zabudowy absorpcyjnej pompy ciepła w układzie bloku parowego

Zarzycki R., Panowski M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 87 [291], nr 2

179--186

PL

W pracy przedstawiono koncepcję zabudowy absorpcyjnej pompy ciepła w układzie nadkrytycznego bloku parowego, mającej na celu jego uciepłownienie. Zaproponowana koncepcja została poddana analizie symulacyjnej, którą zrealizowano z wykorzystaniem środowiska IPSEpro firmy SimTech. W pracy dokonano integracji absorpcyjnej pompy ciepła z układem bloku parowego, a analiza wykazała duży potencjał tego rozwiązania. Wynika z niej, że zabudowa pompy ciepła pozwala na znaczące oszczędności paliwa oraz wyraźne ograniczenie emisji dwutlenku węgla. Ponadto zastosowanie absorpcyjnej pompy ciepła pozwala ograniczyć negatywny, ze względu na produkcję energii elektrycznej, wpływ uciepłownienia bloku. Przeprowadzone obliczenia symulacyjne pozwoliły na ustalenie i porównanie wskaźników sprawności elektrycznej brutto oraz sprawności w kogeneracji dla układu z wymiennikiem ciepła i absorpcyjną pompą ciepła.

EN

The paper presents concept of implementation of absorption heat pump into the supercritical steam power plant for additional heat production. Proposed concept was analysed based on numerical simulations that was realised with use of SimTech IPSEpro computer program. The integration of absorption heat pump and supercritical steam power unit was carried out. The results of analysis showed some advantages of such system. Furthermore, potential of fuel consumption savings that also causes significant reduction of carbon dioxide emission is found. Implementation of absorption heat pump allows to decrease negative impact of additional heat production on electricity generation in cogeneration system. The performed calculations allowed the assessment and comparison of basic coefficients such as gross electricity generation efficiency and efficiency of cogeneneration system for power unit with conventional heat exchanger and absorption heat pump.

13

Analiza procesu toryfikacji biomasy

Kratofil M., Zarzycki R., Kobyłecki R., Bis Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 87 [291], nr 2

119--126

PL

W artykule dokonano zestawienia oraz analizy zmian parametrów fizykochemicznych biomasy w efekcie poddania jej obróbce termicznej w temperaturze 350°C. Wyniki badań wskazują, że umożliwia to właściwie całkowite usunięcie wilgoci z toryfikowanej biomasy, a dodatkowo jest widoczny wyraźny spadek zawartości części lotnych w produkcie, przy jednoczesnym wzroście zawartości tzw. fixed carbonu. Wykazano także, że toryfikacja biomasy powoduje wzrost zawartości węgla w produkcie, a także wzrost parametrów energetycznych (ciepło spalania i wartość opałowa).

EN

In this paper the changes of some chosen physico-chemical parameters of biomass as a result of its thermal treatment at the temperature of 350°C are investigated. The results indicate that torrefaction provides suitable conditions for complete elimination of moisture from the biomass, as well as for significant decrease of the volatile content, and the increase of the, so-called, fixed carbon. It was also demonstrated that the torrefaction of biomass brings about the increase of the carbon content in the solid product, as well as the increase of its high and low heating values and heat of combustion.

14

Analiza możliwości rekuperacji ciepła z układu separacji CO2 na potrzeby bloku energetycznego

Panowski M., Zarzycki R.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 87 [291], nr 1

63--70

PL

Konieczność ograniczania emisji CO2 do atmosfery stanowi istotny problem, przed jakim stoi energetyka zawodowa. Koszt energetyczny separacji, niezależnie od zastosowanej technologii, jest duży i przekłada się na znaczący spadek sprawności procesu wytwarzania energii elektrycznej. W pracy przedstawiono rezultaty obliczeń optymalizacyjnych dla bloku nadkrytycznego o mocy 900 MWe zintegrowanego z układem VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) adsorpcyjnej separacji dwutlenku węgla i układem przygotowania wyseparowanego gazu do transportu. Celem zrealizowanych obliczeń była analiza możliwości odzysku ciepła z procesu wielostopniowego sprężania CO2 z chłodzeniem międzystopniowym. Odzyskane ciepło było rekuperowane w układzie regeneracji bloku energetycznego. W pracy przeanalizowano różne miejsca integracji układu chłodzenia z obiegiem cieplnym bloku. Rozważono różne strumienie rekuperowanego ciepła oraz temperatury czynnika. Uzyskane rezultaty wskazują, że poprzez odpowiedni dobór parametrów termodynamicznych czynnika wnoszącego ciepło oraz miejsc jego rekuperacji można zwiększyć całkowitą sprawność energetyczną bloku o ok. 2% (punkty procentowe) w stosunku do wariantu bez odzysku ciepła.

EN

The necessity of reduction of CO2 emission to atmosphere remains the important problem that energy sector stands against. The energetic cost of separation, regardless of technology applied, is significant and makes electricity generation efficiency also to decrease significantly. The paper presents results of optimisation calculations of supercritical 900 MWe power plant integrated with VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) CO2 separation adsorption unit as well as the system of separated carbon dioxide compression for transportation. The application of VPSA technology determines the necessity of flue gas compression before adsorption, and from the other hand generation of a low pressure on desorption – product side. That means, the compression system must be used, and the large amount of energy is needed for its exploitation. The main aim of performed calculations was the assessment of possibilities of heat recuperation from intercooled multistage compression system. The analysis concerned recuperation of heat into the hot water regeneration system of the power plant. Different places of integration of intercooling system were analysed. Moreover, different heat amount as well as temperatures of heat carriers were considered. The results obtained show that by appropriate selection of thermodynamic parameters of heat carriers as well as heat distribution it is possible to increase the total energy efficiency of a power plant of about 2 percentage points relative to the case without heat recuperation.

15

Zaawansowane techniki utleniania

Zarzycki R.

Wodociągi - Kanalizacja

|

2015

|

nr 2

36--37

16

How far is environmental engineering from biomedical engineering?

Zarzycki R., Nawrotek K.

Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology

|

2015

|

R. 20, NR 1-2

7--18

EN

The development of science, which has been observed in recent years, shows that engineering knowledge and activity are becoming more and more interdisciplinary. Up to the late 80-ties of the previous century, the experience and interest of engineers covered mainly hard sciences that directly followed their education. After this period, the engineering knowledge and solutions proposed in one discipline started to be applied successfully in other domains. This tendency can be seen especially in Biomedical Engineering, which development is based on achievements made in the rest of hard sciences, even if they seem to be as distant as Environmental Engineering.

PL

Rozwój nauki, który obserwuje się w ostatnich latach, wymaga czerpania i integracji wiedzy z różnych jej dziedzin. Do końca lat 80. ubiegłego wieku zainteresowania i praca inżyniera były ściśle związane ze zdobytą przez niego wiedzą i obejmowały głównie nauki ścisłe. Po tym okresie wiedza techniczna oraz rozwiązania zaproponowane w jednej dziedzinie nauki zaczęły być z powodzeniem stosowane w innych. Tendencję tę widać szczególnie w Inżynierii Biomedycznej, której rozwój opiera się na osiągnięciach dokonanych w pozostałych naukach ścisłych, nawet, jeśli wydają się one być tak odległe, jak Inżynierii Środowiska.

17

Zastosowanie absorpcyjnej pompy ciepła w układzie skojarzonej produkcji elektryczności i ciepła

Zarzycki R., Panowski M., Komur P.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 4

375--390

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń symulacyjnych uciepłownienia nadkrytycznego bloku parowego na potrzeby dedykowanego odbiorcy ciepła. Na podstawie wykresu uporządkowanego temperatur dla lokalizacji odbiorcy ciepła oraz tabeli regulacyjnej parametrów dostarczanego ciepła rozważono dwa warianty uciepłownienia bloku parowego: pierwszy za pomocą dedykowanego wymiennika ciepła (DWC) zasilanego parą z upustu turbiny, drugi za pomocą absorpcyjnej pompy ciepła APC pracującej jako podstawowe źródlo ciepla wraz wymiennikiem szczytowym (SWC). Opierając się na wymaganych przez odbiorcę parametrach ciepła ustalono moc nominalną absorpcyjnej pompy ciepła oraz moc wymiennika szczytowego. W celu realizacji obliczeń opracowano model symulacyjny absorpcyjnej pompy ciepła, który został zintegrowany z nadkrytycznym blokiem parowym o mocy 900 MWe. Model pompy ciepła został opracowany z wykorzystaniem charakterystyk rzeczywistego urządzenia. W wyniku przeprowadzonych obliczeń symulacyjnych ustalono, że dla analizowanego przypadku pompa ciepła o mocy 17,5MWt pozwala na pokrycie produkcji ciepła na potrzeby dedykowanego odbiorcy w 90%. Stwierdzono ponadto, że zastosowanie absorpcyjnej pompy ciepla wraz ze szczytowym wymiennikiem ciepła pozwala na zmniejszenie o 35% negatywnego wpływu na produkcję energii elektrycznej, w porównaniu do wariantu z dedykowanym klasycznym wymiennikiem ciepła. Efekt ten jest bezpośrednim wynikiem zwiększenia sprawności wytwarzania energii w kogeneracji, dzięki zastosowaniu absorpcyjnej pompy ciepła.

EN

This paper presents the results of numerical simulations of absorption heat pump application for cogeneration electricity and heat production delivered to dedicated recipients. Two cases of heat production were analysed. First, as a reference unit, the study examined a standard heat exchanger (DWC) fed with steam taken from turbine steam bleeding. The second analysed configuration was an absorption heat pump (APC) equipped with a pick heat exchanger (SWC). The heat parameters were assumed based on the structured graph of outer air temperatures for a dedicated recipient locality as well as on a regulation table. The nominal thermal power of APC and SWC was also assumed based on the dedicated recipient’s needs. The simulation model of the absorption heat pump was developed and integrated with a model of a supercritical, 900MWe power plant. The absorption heat pump model was developed with the use of real APC characteristics. The results of the calculations performed show that the analysed heat pump of 17.5MWt power makes it possible to cover almost 90% of particular receiver of heat. Moreover, application of an absorption heat pump equipped with a pick heat exchanger decreases the negative impact on electricity production by about 35% when compared to heat production by heat exchanger alone. This is a direct result of increasing the cogeneration efficiency for simultaneous production of heat and electricity, due to the application of APC.

18

Wykorzystanie ciepła z chłodzenia wielostopniowego układu sprężania CO2 w układzie regeneracji bloku parowego

Panowski M., Zarzycki R.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 4

351--363

PL

W przypadku energetyki zawodowej szacuje się, że na skutek wyraźnego spadku sprawności procesu wytwarzania energii elektrycznej zastosowanie procesu wychwytu CO2 ze spalin podniesie jego koszty energetyczne niezależnie od zastosowanej technologii. Ważnym zatem elementem działań w obszarze CCS jest ograniczenie energochłonności procesu sekwestracji. W pracy zaprezentowano rezultaty obliczeń symulacyjnych przeprowadzonych dla bloku o mocy 900 MWe zintegrowanego z układem VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) adsorpcyjnej separacji dwutlenku węgla ze spalin i układem przygotowania wyseparowanego gazu do transportu. Celem zrealizowanych obliczeń była analiza możliwości odzysku ciepła z procesu wielostopniowego sprężania CO2 z chłodzeniem międzystopniowym. Odzyskane z układu chlodzenia ciepło było kierowane do układu regeneracji czynnika obiegowego bloku energetycznego. W pracy przebadano różne miejsca integracji układu chlodzenia z obiegiem cieplnym bloku. Ponadto, ze względu na zastosowanie układów sprężania o różnej strukturze, a tym samym możliwości odzysku różnych strumieni ciepla o różnych parametrach, przeanalizowano strumienie ciepła w zakresie od 130 do 196 MWt wprowadzane wraz z czynnikiem o temperaturze w zakresie od 120 do 225oC. Uzyskane rezultaty wskazują, że poprzez odpowiedni dobór parametrów termodynamicznych czynnika wnoszącego ciepło oraz odpowiedni rozdzial dostępnego ciepła na strumienie wprowadzane w wytypowane miejsca w układzie regeneracji, istnieje możliwość zwiększenia calkowitej sprawności energetycznej bloku o około 2% (punkty procentowe) w stosunku do wariantu bez odzysku ciepła.

EN

In case of energy sector it was assessed that due to the significant decrease of electricity generation efficiency, post combustion CO2 capture increases energy cost of electricity generation independently from technology applied. Therefore, the minimisation of energy demand for CCS is one of most important problems that should be solved. The paper presents results of calculations of 900MWe supercritical power plant integrated with VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) separation system as well as with CO2 compression system necessary for transportation purposes. The main aim of analysis performed was the assessment of possibilities of heat recuperation from multistage intercooled compression system into the hot water regeneration system of a power plant. The different structures of integration were analysed. Moreover, due to the different structures of compression systems, different amount of heat at different parameters was available for recuperation. The calculation were performed for heat amount in range of 130 to 196 MWt which were introduced into the regeneration system with water at 120oC to 225oC. The results obtained show that by properly chosen parameters of heat as well as distribution of heat into the proposed inlet places it is possible to increase the total energy efficiency of power plant of about 2 percentage points in respect of configuration without heat recuperation.

19

Koncepcja procesu ograniczenia emisji rtęci ze spalania węgla w kotłach fluidalnych

Zarzycki R, Wichliński M.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 4

303--315

PL

W pracy przedstawiono propozycję procesu pozwalającego na ograniczenie emisji rtęci ze spalania węgla w kotłach fluidalnych. Proces ten zakłada obróbkę termiczną paliwa pozwalającą na usunięcie z węgla rtęci w takiej ilości, aby zapewnić wymagany poziom emisji po jego spaleniu. Obróbka termiczna pozwala także na usunięcie wilgoci z paliwa oraz częściowe uwolnienie z niego części lotnych. Gazy wytlewne zawierające Hg kierowane są do chłodnic celem ich ochłodzenia i wykroplenia wilgoci, a następnie do absorbera pozwalającego na związanie rtęci. Oczyszczone gazy zawracane są do komory spalania. Proces niskotemperaturowej obróbki termicznej paliwa zakłada wykorzystanie pary przegrzanej jako nośnika ciepla ze względu na jej dostępność w układzie bloku parowego oraz na bezpieczeństwo prowadzenia procesu. W pracy zaproponowano koncepcję budowy układu do niskotemperaturowej obróbki termicznej paliwa opartej na technologii fluidalnej. Użycie pary przegrzanej pozwala na realizację procesu oraz odzysk ciepła skraplania pary na potrzeby obiegu cieplnego bloku. Zaproponowana technologia wymaga właściwej temperatury procesu ze względu na zawartość rtęci i jej formy w węglu w celu uzyskania wymaganego poziomu redukcji emisji rtęci.

EN

The paper proposes a process for limiting mercury emissions from coal combustion in fluidized bed boilers. This process involves a thermal treatment which allow to remove the mercury from coal in an amount to provide the required level of emissions after combustion. Thermal treatment also allows you to remove moisture from the fuel and the partial release of the volatiles matter. Exhaust gases containing Hg were directed to coolers for their cool and condense the moisture, and then to the absorber to allow the envolve the mercury. Clean gases were returned to the combustion chamber. Low-temperature heat treatment process involves the use of superheated steam as the heat carrier due to its availability in the system block and the steam safety considerations of the process. The paper proposes the concept of the system for low-temperature heat treatment of fuel based on fluidized bed technology. The use of superheated steam allows for the implementation of the process and condensing heat recovery steam cycle for the needs of the block. The proposed technology requires proper temperature process due to the mercury content and its form in the coal in order to achieve the desired reduction inmercury emissions.

20

Kierunki rozwoju palenisk cyklonowych

Zarzycki R., Kobyłecki R., Kratofil M., Bis Z.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 4

249--261

PL

W artykule omówiono konstrukcje podstawowych typów palenisk cyklonowych z cyklonami poziomymi, przednimi i pionowymi, obecnie branych pod uwagę jako jedna z dróg dla ograniczenia tempa zużywania paliw kopalnych i przeciwdziałania zmianom klimatycznym,m.in. poprzez implementację technologii oxy-spalania. Analiza zestawionych w pracy informacji pozwala stwierdzić, że paleniska cyklonowe posiadają duży potencjal zastosowania w nowoczesnej energetyce, m.in. dzięki możliwemu do realizacji spalaniu paliw cieklych, stałych i gazowych, w tym paliw wysokozapopielonych i o niskiej temperaturze topienia popiołu. Dzięki silnemu zawirowaniu w komorze spalania możliwe jest znaczące wydłużenie czasu pobytu ziaren paliwa oraz istotne (nawet dochodzące do 90%) ograniczenie strumienia popiołu lotnego.

EN

This paper describes the construction of basic types of cyclone furnaces, including horizontal, front, and vertical cyclones, and proposes a possible route for implementation of oxycombustion technology in order to reduce the consumption of fossil fuels and provide a countermeasure against climate change. Cyclone furnaces have great potential for use in the modern power industry, providing suitable conditions for the combustion of gaseous, liquid, and/or solid fuels including those of high ash content and low ash melting temperature. Due to the strong vortex in the combustion chamber, the residence time of fuel particles can be significantly longer, achieving a substantial (up to 90%) reduction in fly ash. The paper also presents the concept and prototype of an innovative vertical cyclone furnace. The furnace was designed by the authors of this text, and intended for the efficient oxycombustion of coal dust. In the presented design it was assumed that the oxidation of fuel volatiles and char residue would be run separately in order to extend the range of fuels for possible oxycombustion and achieve the conditions for substantial reduction of NOx in the flue gas.