Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Porównanie nowoczesnych wodorowych systemów energetycznych

Brzęczek Mateusz, Baszczeńska Oliwia, Niesporek Kamil

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 1

28--34

PL

W artykule zaprezentowano porównanie nowoczesnych systemów energetycznych zasilanych wodorem. Skupiono się na analizie nowoczesnej elektrowni gazowo – parowej oraz obiegu Graz. W przypadku elektrowni gazowo – parowej doprowadzony do turbiny gazowej wodór ulegał spaleniu klasycznie w powietrzu, natomiast w układzie Graz wodór spalano w atmosferze czystego tlenu. Wariantem referencyjnym w analizie jest blok gazowo – parowy zasilany 100% gazem ziemnym. Przedstawiono i scharakteryzowano struktury analizowanych układów oraz główne założenia. Omówiono metodologie oceny pracy systemów energetycznych. Porównano osiągane moce, sprawności oraz poziomy emisji jednostkowej CO2 badanych układów. Analizowane układy charakteryzowały się wysoką sprawnością rzędu 60%. W przypadku układu Graz istnieje możliwość zwiększenia sprawności poprzez podniesienie relatywnie niskiej wartości temperatury COT. Ponadto przedstawione układy zasilane paliwem wodorowym wykazywały się niską lub zerową emisją CO2.

EN

The paper presents a comparison of modern energy systems powered by hydrogen. The work Focus on the analysis of a modern combined cycle power plant and the Graz cycle. In the case of the combined cycle power plant, hydrogen fed to the gas turbine was combusted in the air, while in the Graz system, hydrogen was burned in an atmosphere of pure oxygen. The reference case in the analysis is a combined cycle power plapowered by 100% natural gas. The structures of the analyzed systems and the main assumptions were present and characterized. Methodologies for the evaluation of the operation of energy systems were discussed. The achieved powers, efficiency, and levels of unitary C02 emission of the analyzed units were compared. The analyzed systems were characterized by high efﬁciency of 60%. In the case of the Graz system, it is possible to increase the efficiency by increasing the relatively low value of the COT temperature. Moreover, the presented systems power by hydrogen fuel showed low or no C02 emissions.

2

Przegląd metod wytwarzania energii elektrycznej z wodoru i ocena potencjału ich zastosowania w krajowym systemie elektroenergetycznym

Łukasik Jakub, Jewartowski Marcin

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 2

10--20

PL

W artykule dokonano przeglądu dostępnych metod wytwarzania energii elektrycznej z udziałem technologii wodorowych i podjęto próbę oceny potencjału ich zastosowania w polskim systemie elektroenergetycznym. Szczególną uwagę poświęcono ogniwom paliwowym, omawiając dostępne na rynku typy ogniw oraz ich podstawowe parametry techniczne. W zakresie technologii wodorowych, rozważono możliwość samodzielnej pracy ogniw paliwowych, turbin gazowych i silników tłokowych w strukturze rozproszonej, jak też zasadność współpracy wybranych układów w formie systemów hybrydowych. Przytoczono przy tym zalety i wady omawianych rozwiązań. Zwrócono uwagę na wysoki potencjał niektórych układów do pracy w poligeneracji. W oparciu o studia literaturowe, oszacowano jednostkowe koszty inwestycyjne i operacyjne omawianych technologii w perspektywie roku 2050. Mają one istotne znaczenie w aspekcie aktualnych proekologicznych strategii energetycznych, które są bodźcem do transformacji krajowego systemu elektroenergetycznego.

EN

The article reviews the available methods of generating electricity with the use of hydrogen technologies and attempts to assess the potential of their application in the Polish power system. Particular attention was paid to fuel cells, discussing the types of cells available on the market and their basic technical parameters. In the field of hydrogen technologies, there were considered the possibility of independent operation of fuel cells, gas turbines and piston engines in a dispersed structure, as well as the legitimacy of cooperation of selected systems in the form of hybrid configurations. The advantages and disadvantages of the presented solutions were discussed. The attention was paid to the high potential of some systems to work in polygeneration. Based on literature studies, the unit investment and operating costs of the technologies in question were estimated by 2050. They have significant importance in the aspect of current pro-ecological energy strategies that stimulate the transformation of the national power system.

3

Hierarchiczne dwuobiegowe gazowo-gazowe i gazowo-parowe elektrownie i elektrociepłownie jądrowe z wysokotemperaturowymi reaktorami i helem oraz wodą i parą jako czynnikami obiegowymi

Bartnik Ryszard

Nowa Energia

|

2021

|

nr 5/6

20--37

PL

Celem artykułu jest przedstawienie innowacyjnych technologii energetycznych elektrowni i elektrociepłowni jądrowych, w których realizowane są dwa obiegi w układzie hierarchicznym.

4

Thermodynamic analysis of cycle arrangements of the coal-fired thermal power plants with carbon capture

Kindra Vladimir Olegovich, Milukov Igor Alexandrovich, Shevchenko Igor Vladimirovich, Shabalova Sofia Igorevna, Kovalev Dmitriy Sergeevich

Archives of Thermodynamics

|

2021

|

Vol. 42, no 4

103--121

EN

The electricity production by combustion of organic fuels, especially coal, increases the atmospheric CO2 content, which contributes to global warming. The greenhouse gas emissions by the power production industry may be reduced by the application of CO2 capture and storage systems, but it remarkably decreases the thermal power plant (TPP) efficiency because of the considerable increase of the auxiliary electricity requirements. This paper describes the thermodynamic analysis of a combined cycle TPP with coal gasification and preliminary carbon dioxide capture from the syngas. Utilization of the heat produced in the fuel preparation increases the TPP net efficiency from 42.3% to 47.2%. Moreover, the analysis included the combined cycle power plant with coal gasification and the CO2 capture from the heat recovery steam generator exhaust gas, and the oxy-fuel combustion power cycle with coal gasification. The coal-fired combined cycle power plant efficiency with the preliminary CO2 capture from syngas is 0.6% higher than that of the CO2 capture after combustion and 9.9% higher than that with the oxy-fuel combustion and further CO2 capture. The specific CO2 emissions are equal to 103 g/kWh for the case of CO2 capture from syngas, 90 g/kWh for the case of CO2 capture from the exhaust gas and 9 g/kWh for the case of oxy-fuel combustion.

5

Thermodynamic analysis of an innovative steam turbine power plant with oxy-methane combustors

Kindra Vladimir Olegovich, Osipov Sergey Konstantinovich, Zlyvko Olga Vladimirovna, Shcherbatov Igor Alexandrovich, Sokolov Vladimir Petrovich

Archives of Thermodynamics

|

2021

|

Vol. 42, no 4

123--140

EN

The Rankine cycle steam turbine power plants make a base for world electricity production. The efficiency of modern steam turbine units is not higher than 43–45%, which is remarkably lower compared to the combined cycle power plants. However, an increase in steam turbine power plant efficiency could be achieved by the rise of initial cycle parameters up to ultra-supercritical values: 700–780˚C, 30–35 MPa. A prospective steam superheating technology is the oxy-fuel combustion heating in a sidemounted combustor located in the steam pipelines. This paper reviews thermal schemes of steam turbine power plants with one or two side-mounted steam superheaters. An influence of the initial steam parameters on the facility thermal efficiency was identified and primary and secondary superheater parameters were optimized. It was found that the working fluid superheating in the side-mounted oxy-methane combustors leads to an increase of thermal efficiency higher than that with the traditional boiler superheating in the initial temperature ranges of 700–780˚C and 660–780˚C by 0.6% and 1.4%, respectively.

6

Thermodynamic analysis of a combined cycle power plant located in Jordan: A case study

Bataineh Khaled, Khaleel Bara A.

Archives of Thermodynamics

|

2020

|

Vol. 41, no 1

95--123

EN

Efficiency and electrical power output of combined cycle power plants vary according to the ambient conditions. The amount of these variations greatly affects electricity production, fuel consumption, and plant incomes. Obviously, many world countries have a wide range of climatic conditions, which impact the performance of power plants. In this paper, a thermodynamic analysis of an operating power plant located in Jordan is performed with actual operating data acquired from the power plant control unit. The analysis is performed by using first and second laws of thermodynamics. Energy and exergy efficiencies of each component of the power plant system are calculated and the effect of ambient temperature on the components performance is studied. The effects of gas turbine pressure ratio, gas turbine inlet temperature, load and ambient conditions on the combined cycle efficiency, power outputs and exergy destruction are investigated. Energy and exergy efficiencies of the combined cycle power plant are found as 45.29%, and 42.73% respectively when the ambient temperature is 34°C. Furthermore, it is found that the combustion chamber has the largest exergy destruction rate among the system components. The results showed that 73% of the total exergy destruction occurs in the combustion chamber when the ambient temperature is 34°C. Moreover, the results show that the second major exergy loss is in HRSC. The results show that the energy and exergy efficiency of the combined cycle power plant decreases as the ambient temperature increases. According to the calculation results, improvement and modification suggestions are presented.

7

Gas turbine selection for hot windbox repowering on 200 MW fossil fuel power plant

Harutyunyan Artur, Badyda Krzysztof, Wołowicz Marcin, Milewski Jarosław

Journal of Power Technologies

|

2019

|

Vol. 99, nr 2

142--151

EN

This paper focuses on and discusses the concept of hot windbox repowering in an existing steam cycle power plant. Using commercial software, for that process based on the fraction of oxygen in exhaust gases, nine different models of gas turbines were tested in power plant model with a fossil fuel boiler. Then thermodynamic analysis of the power plant model before and after hot windbox repowering was conducted. This work seeks to select the best fit gas turbine for hot windbox repowering for a 200 MW fossil fuel power plant and to gain a deeper understanding of the effect of hot windbox repowering. To this end nine models of gas turbines with different net electrical power (from 50 to 125 MW) were tested and General Electric production GE Energy Oil&Gas MS9001E SC (GTW 2009) 123 MW gas turbine was selected as the most suitable for the model of the power plant and, after repowering, the total power of the power plant rose to 398 MW. Calculations were performed in 2 stages: 1) calculation and comparison of the thermodynamic parameters as well as carbon dioxide emissions of power plant model before and after repowering with nine different gas turbines, 2) calculation of thermodynamic parameters of the combined cycle power plant model before and after repowering in values 100%, 90%, 80%, 70%, 60% of fossil fuel boiler heat loads.

8

Exergetic diagnostics of a gas-and-steam power plant

Stanek Wojciech, Simla Tomasz

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2019

|

Vol. 29, no. 1

1--17

EN

Evaluation of thermodynamic efficiency of a power plant is usually performed using the method of so-called thermal diagnostics, based on energy balancing. Energetic analysis is however suitable only for a quantitative assessment and for comparing similar technologies. In order to properly assess the origins of energy losses in the given system, an exergetic analysis has to be applied. The paper describes the rules of exergetic diagnostics, which greatly extends the potential of classic thermal diagnostics. A calculation example of a combined cycle power plant is included. The example demonstrates the potential of exergetic diagnostics for locating exergy losses and explains the reasons for increased consumption of fuels by comparing two working conditions of the system: reference and operational.

PL

W praktyce do oceny efektywności termodynamicznej działania elektrowni lub elektrociepłowni stosuje się narzędzia tak zwanej diagnostyki cieplnej opartej na bilansowaniu energetycznym. Analiza energetyczna nadaje się jednak wyłącznie do oceny ilościowej oraz porównywania podobnych technologii energetycznych. Dla prawidłowej oceny miejsc i przyczyn powstawania strat w systemach energetycznych konieczne jest zastosowanie analizy egzergetycznej. W artykule zaprezentowano zasady diagnostyki egzergetycznej, znacznie poszerzającej potencjał klasycznej diagnostyki cieplnej wraz z przykładem obliczeniowym dotyczącym elektrowni gazowo-parowej. Diagnostyka egzergetyczna jest techniką z zakresu zaawansowanej analizy egzegetycznej, pozwalającą na szczegółową detekcję przyczyn generowania strat w komponentach z uwzględnieniem tak zwanych przyczyn wewnątrzpochodnych i zewnątrzpochodnych. Procedury diagnostyki egzergetycznej, w połączeniu z technikami modelowania matematycznego, pozwalają na poszerzoną kontrolę eksploatacji procesów i systemów produkcyjnych. Ponadto umożliwiają one dekompozycję kosztu egzergetycznego pomiędzy składowe wynikające z wzajemnych powiązań pomiędzy komponentami systemu. Zaprezentowany przykład obliczeniowy dotyczący elektrowni gazowo-parowej prezentuje potencjał diagnostyki egzergetycznej w zakresie lokalizacji strat egzergii i wyjaśnia przyczyny zwiększonego zużycia zasobów zasilających system poprzez porównanie dwóch stanów: referencyjnego oraz dowolnego stanu eksploatacyjnego systemu.

9

Integracja elektrowni gazowo - parowej z silnikami Stirlinga w celu wykorzystania ciepła odpadowego

Kotowicz J., Brzęczek M.

Rynek Energii

|

2018

|

Nr 1

53--59

PL

W artykule przedstawiono koncepcję efektywnego zagospodarowania ciepła odpadowego poprzez nadbudowę nowoczesnego bloku gazowo - parowego z instalacją wychwytu i sprężania CO2 o silniki Stirlinga. Lokalizacja źródeł ciepła odpadowego pozwoliła na zastosowanie dwóch silników Stirlinga: jednego wykorzystującego ciepło spalin wylotowych z kotła kierowanych do absorbera, drugiego pracującego na cieple sprężonego gazu w instalacji sprężania CO2. W przypadku instalacji sprężania CO2 analizę przeprowadzono dla dwóch wariantów: z 4 oraz 8 sekcyjnym sprężaniem ditlenku węgla.

EN

This paper presents the concept of the effective use of a waste heat in a combined cycle power plant with carbon capture and compression installation by the integration with Stirling engines. The location of the waste heat sources allowed for the use of two Stirling engines: first using flue gas heat from the heat recovery steam generator directed to the absorber, second using the energy of compressed gases in the CO2 compression installation. In the case of a CO2 compression installation, the analysis was carried out for two variants: with 4 and 8 sequential compression of carbon dioxide.

10

Analiza termodynamiczna zeroemisyjnej elektrowni gazowo-parowej ze spalaniem tlenowym i suchą recyrkulacją spalin

Kotowicz J., Job M.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 3

92--98

PL

W artykule przedstawiono elektrownię gazowo-parową ze spalaniem tlenowym i suchą recyrkulacją spalin w turbinie gazowej. Spalanie tlenowe w turbinie gazowej, będące jedną z technologii wychwytu CO2, dzięki eliminacji azotu z procesu spalania, pozwala na uzyskanie spalin zawierających głównie dwutlenek węgla oraz parę wodną. Dzięki temu proces separacji CO2 można ograniczyć do usunięcia nadmiaru wody ze spalin, lecz z drugiej strony, proces produkcji tlenu w jednostce separacji tlenu obarczony jest znacznym zużyciem energii. Przedstawiono wyniki analizy termodynamicznej elektrowni w szerokim zakresie stopnia sprężania turbiny gazowej oraz temperatury za komorą spalania, a także wpływ czystości utleniacza oraz energochłonności jednostki separacji tlenu na sprawność elektrowni.

EN

This paper presents the zero-emission combined cycle power plant with oxy-combustion and dry flue gas recirculation in a gas turbine. Oxy-combustion in the gas turbine, which is a one of CO2 capture technologies, thanks to the elimination of nitrogen from combustion process, leads to the production of flue gas containing mainly carbon dioxide and water vapor. This allows to limit the CO2 separation process to removal of excess water from the flue gas, but on the other hand, the oxygen production process in the air separation unit is associated with significant energy consumption. The results of thermodynamic analysis of the power plant in a wide range of gas turbine compression rate and combustor outlet temperature, as well as the influence of the oxidant purity and energy consumption of the air separation unit on the efficiency of the power plant are presented.

11

The effect of parallel hot windbox repowering on 387 MW fossil fuel power plant

Harutyunyan A., Badyda K., Wołowicz M.

Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery

|

2016

|

nr 131

79--95

EN

The paper presents the concept of repowering in existing power plant. Among technologies for existing steam power plants, the hot windbox repowering is the fastest way to respond to the energy demand, improve efficiency and reduce the pollutants emissions. Thermodynamic analysis of power plant model with fossil boiler before and after hot windbox repowering, has been investigated using commercial software. The purpose of this work is to understand and analyze the effect of hot windbox repowering on 387 MW fossil fuel power plant as well as the effect of additional heat exchangers, which have been installed parallel with regeneration system to use the heat of boiler exhaust gases. In this way, after repowering the summary power of power plant in base load is 615 MW, which has been reached adding gas turbine (176.9 MW). To analyze the model, calculations were performed in 3 stages: 1) calculation and comparison of the thermodynamic parameters as well as carbon dioxide emissions of power plant model before and after repowering, 2) analysis of the optimal value of feed water mass flow through heat exchangers installed after economizer, 3) calculation of thermodynamic parameters in values 100%, 90%, 80% and 75% of fossil boiler heat loads.

12

Analiza termodynamiczna układu gazowo-parowego z zastosowanym chłodzeniem parowym

Kotowicz J., Brzęczek M., Job M.

Rynek Energii

|

2016

|

Nr 1

87--92

PL

W artykule przedstawiono wpływ chłodzenia parowego turbiny gazowej na sprawność elektrowni gazowo – parowej. Ciepło pary chłodzącej układ przepływowy ekspandera, w celu poprawy charakterystyk pracy całej elektrowni, wykorzystywane jest w obiegu parowym. Zaprezentowano strukturę całego układu z zastosowanym chłodzeniem parowym. W celu chłodzenia ekspandera pobierana jest para z przelotni między turbiną parową wysokoprężną a częścią średnioprężną. Przedstawiono metodologię obliczeń związaną z wyznaczeniem ilości czynnika niezbędnego do chłodzenia łopatek ekspandera. Analiza wpływu chłodzenia parowego na efektywność układu gazowo – parowego została wykonana w szerokim zakresie. stopni sprężania w sprężarce powietrza. Sporządzono główne charakterystyki pracy analizowanego układu gazowo – parowego. Przedstawiono charakterystykę ekologiczną analizowanego układu.

EN

The paper presents influence of the gas turbine steam cooling on the combined cycle power plant efficiency. Heat of the cooling steam was used in the steam cycle to improve the work characteristics of the power plant. The structure of the unit with the applied steam cooling was presented. For the ex-pander cooling, the steam was charged from bleeders between the high-pressure steam turbine and medium part. Analysis of the impact the steam cooling on the efficiency of the combined cycle gas turbine was conducted in wide range of the pressure ratio in the air compressor. The main characteristics of the analyzed combined cycle unit were performed. The ecological characteristic of the analyzed unit was presented.

13

Analiza termoekonomiczna wybranych układów gazowo–parowych

Bernard Aleksandra

Archiwum Instytutu Techniki Cieplnej

|

2016

|

Vol. 2

5--33

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki analizy termodynamicznej oraz ekonomicznej dla wybranych układów gazowo–parowych. Pierwszym rozpatrywanym układem był układ jednociśnieniowy, następnym układ jednociśnieniowy z modernizacją w postaci upust regeneracyjnego i przegrzewu oraz układ dwuciśnieniowy. Wymienione układy przeanalizowano z punktu widzenia zmieniającej się temperatury oraz ciśnienia spalin na wlocie do turbiny. Na potrzeby analizy wybrano cztery lokalizacje mieszczce się w różnych rejonach świata i na ich podstawie wyznaczono zależność sprawności układu od zmiany parametrów otoczenia, przy uwzględnieniu zmiany ciśnienia spalin na dolocie do turbiny gazowej. Kolejnym etapem pracy było wyznaczenie opłacalności finansowej każdego z układów oraz wyznaczenie wskaźników oceny efektywności ekonomicznej. Zostały wyznaczone wskaźniki ekonomiczne takie jak: wartość bieżąca netto, wskaźnik wartości bieżącej netto, wewnętrzna stopa zwrotu oraz zdyskontowany czas zwrotu. Analiza termodynamiczna została przeprowadza przy użyciu komercyjnego oprogramowania EBSILON®Professional (STEAG GmbH).

EN

This work describes thermoeconomical analysis of combined cycle power plant. First analysed configuration is single pressure combined cycle power plant. Next is single pressure combined cycle with modernisation containing heat recovery and additional superheating. Closing structure is dual pressure combined cycle. These power plants were tested due to changing of the temperature and pressure at the inlet to the gas turbine. The next step was selection four locations in different parts of the world. The impact of the changing parameters of the environment on the efficiency of the system was determined. The financial viability of power plant was examined. The indicators of economic efficiency was computed such as NPV, NPVR, IRR and DPB. EBSILON®Professional was used as a program to creation of combined cycle power plants.

14

The improvement of environmental characteristics of the combined cycle power plant by the implementation of the carbon capture installation

Kotowicz J., Brzęczek M., Job M.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2015

|

nr 44 (116)

19--24

EN

The paper describes a combined cycle power plant with carbon capture installation in a post-combustion technology. Carbon dioxide is separated from flue gas by using a chemical absorption method with monoethanolamine (MEA) as a sorbent. Separated carbon dioxide is compressed in order to prepare for transportation to the storage place. This paper identifies the electric efficiencies and other characteristic parameters of power plants before and after implementation of CO2 capture installation, as well as the power plant efficiency drop, and the improvement of ecological characteristics related to the implementation of this installation. The implementation of the installation described herein is associated with the efficiency loss caused by the auxiliary power for additional installations. The CO2 separation installation is powered by heat energy required for reclaiming the sorbent. This energy is taken in the form of steam extracted from the steam cycle, thus reducing the steam turbine power output, while the CO2 compression installation is powered by electric energy.

15

Maximisation of Combined Cycle Power Plant Efficiency

Kotowicz J., Job M., Brzęczek M.

Acta Energetica

|

2015

|

nr 4

42--53

EN

The paper presents concepts for increasing the efficiency of a modern combined cycle power plant. Improvement of gas turbine performance indicators as well as recovering heat from the air cooling the gas turbine’s flow system enable reaching gross electrical efficiencies of around 65%. Analyses for a wide range of compressor pressure ratios were performed. Operating characteristics were developed for the analysed combined cycle plant, for different types of open air cooling arrangements of the gas turbine’s expander: convective, transpiration and film.

PL

W artykule przedstawiono koncepcje zwiększenia sprawności nowoczesnej elektrowni gazowo-parowej. Poprawa charakterystyk pracy turbiny gazowej oraz wykorzystanie ciepła powietrza chłodzącego układ przepływowy turbiny gazowej pozwalają na osiągnięcie sprawności elektrycznej brutto rzędu 65%. Analizy przeprowadzono w szerokim zakresie stopni sprężania w kompresorze. Sporządzono główne charakterystyki pracy analizowanego układu gazowo-parowego dla różnych typów chłodzenia otwartego powietrzem ekspandera turbiny gazowej: konwekcyjnego, transpiracyjnego oraz błonowego.

16

Porównanie termodynamiczne elektrowni gazowo - parowych bez i z wychwytem CO2

Kotowicz J., Job M., Brzęczek M.

Rynek Energii

|

2014

|

Nr 3

82--87

PL

W artykule przedstawiono analizę termodynamiczną układów gazowo – parowych bez i z instalacją wychwytu i sprężania CO2 (CCS). Przedstawiono charakterystykę bloków gazowo – parowych oraz technologii CCS. Przedstawiono zasadę działania technologii oxy – combustion oraz post – combustion. Analizie poddano trzy jednostki wytwórcze: układ gazowo – parowy bez technologii CCS, blok gazowo – parowy ze spalaniem tlenowym oraz elektrownię gazowo – parową z instalacją CCS w technologii post-combustion. Porównano również wskaźniki emisji dwutlenku węgla wyżej wymienionych bloków.

EN

This paper presents the thermodynamic analysis of a combined cycle units without and with the carbon capture installation (CCS). The characteristics of the combined cycle units and the carbon capture technology were discussed. The operation methods of the oxy - combustion and the post - combustion technology was presented. The three units: combined cycle without CCS, the combined cycle with oxy - combustion and the combined cycle with post - combustion were analyzed. The emission of carbon dioxide from above mentioned units also was compared.

17

The influence of a CO2 separation and compression unit on the optimal parameters of combined cycle power plants

Kotowicz J., Brzęczek M.

Journal of Power Technologies

|

2014

|

Vol. 94, nr 4

306--316

EN

This paper presents the results of optimization of the design parameters of the combined cycle power plant, which was conducted using a genetic algorithm. Thermodynamic calculations were made for the objective function, which was the power of the steam turbine. The process of optimization was divided into three structures of combined cycle power plants: single-pressure (1P), double-pressure with steam reheater (2 PR) and triple-pressure with steam reheater (3PR). Each system was optimized in two versions: with and without steam extraction in the turbine in the steam cycle, for the integration of the systems with a CO2 separation and compression unit (CCS). The resulting values of power and efficiency of the optimized systems are summarized and compared with each other. a sensitivity analysis was performed for the 2PR and 3PR systems in the versions with steam extraction. The impact of energy consumption in the process of desorption in the CO2 separation unit on the decrease in efficiency of combined cycle power plants was also examined.

18

A complex use of the materials extracted from an open-cast lignite mine

Buryan P., Bucko Z., Mika P.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 4

1107–1118

EN

The company Sokolovská uhelná, was the largest producer of city gas in the Czech Republic. After its substitution by natural gas the gasification technology became the basis of the production of electricity in the combine cycle power plant with total output 400 MW. For the possibility of gasification of liquid by- -products forming during the coal gasification a entrained-flow gasifier capable to process also alternative liquid fuels has been in installed. The concentrated waste gas with these sulphur compounds is conducted to the desulphurisation where the highly desired, pure, 96 % H2SO4 is produced. Briquettable brown coal is crushed, milled and dried and then it is passed into briquetting presses where briquettes, used mainly as a fuel in households, are pressed without binder in the punch under the pressure of 175 MPa. Fine brown coal dust (multidust) is commercially used for heat production in pulverized-coal burners. It forms not only during coal drying after separation on electrostatic separators, but it is also acquired by milling of dried coal in a vibratory bar mill. Slag from boilers of classical power plant, cinder form generators and ashes deposited at the dump are dehydrated and they are used as a quality bedding material during construction of communications in the mines of SUAS. Fly ash is used in building industry for partial substitution of cement in concrete. Flue gases after separation of fly ash are desulphurized by wet limestone method, where the main product is gypsum used, among others, in the building industry. Expanded clays from overburdens of coal seams, that are raw material for the production of “Liapor” artificial aggregate, are used heavily. This artificial aggregate is characterized by outstanding thermal and acoustic insulating properties.

PL

Przedsiębiorstwo Sokolovska uhelna jest największym producentem gazu miejskiego w Republice Czeskiej. Po jego zastąpieniu przez gaz ziemny, technologia gazyfikacji stała się podstawą do produkcji elektryczności w elektrowni o cyklu mieszanym o całkowitej mocy wyjściowej 400 MW. W celu umożliwienia gazyfikacji ciekłych produktów ubocznych gazyfikacji węgla, zainstalowano na drodze przepływu generator gazu, umożliwiający przetwarzanie alternatywnych paliw ciekłych. Skoncentrowany gaz odlotowy zawierający związki siarki odprowadzany jest do instalacji odsiarczającej, gdzie produkowany jest cenny produkt H2SO4, o wysokim stopniu czystości (96%). Węgiel brunatny nadający się do produkcji brykietów jest kruszony, mielony i suszony, następnie przechodzi przez proces brykietowania w odpowiednich prasach, gdzie formowane są brykiety, poprzez ich sprasowanie pod ciśnieniem 175 MPa. Brykiety takie wykorzystywane są powszechnie jako paliwo w gospodarstwach domowych. Drobnoziarniste pyły węgla brunatnego (paliwa pyłowe) wykorzystywane są na skalę komercyjną do produkcji ciepła w paleniskach pyłowych. Pyły węglowe powstają nie tylko w trakcie suszenia węgla po procesie oddzielania w separatorach elektrostatycznych, lecz także w procesie mielenia suszonego węgla w młynach wibracyjnych. Żużel z kotłów w konwencjonalnej elektrowni, popioły z generatorów oraz te osadzające się w instalacji podlegają wysuszeniu, następnie wykorzystywane są jako wysokiej jakości materiał na podłoże w różnorodnych instalacjach. Popioły lotne wykorzystywane są przemyśle budowlanym jako częściowe zamienniki cementu. Po oddzieleni popiołu lotnego, gazy wylotowe kierowane są do instalacji odsiarczania z wykorzystaniem technologii wilgotnego wapienia, w wyniku tego procesu powstaje gips, wykorzystywany, miedzy innymi, w przemyśle budowlanym. Glinki z warstw nadkładu nad pokładami węgla wykorzystywane są powszechnie jako surowiec do produkcji sztucznego kruszywa "Liapor", wykazującego wyjątkowe właściwości termiczne i dźwiękoizolacyjne.

19

Wpływ instalacji CCS na sprawność układów gazowo - parowych

Remiorz L., Brzęczek M.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 3

81--86

PL

W artykule przeprowadzono analizę termodynamiczną turbiny gazowej klasy G o temperaturze wlotowej spalin do ekspandera równej 1500°C, sprężu 23, w której zastosowano otwarte błonowe chłodzenie powietrzne układu przepływowego. Analizowana turbina gazowa została zintegrowana z trzema modelami obiegu parowego: jednociśnieniowym (1P), dwuciśnieniowym z międzystopniowym przegrzewem pary (2PR) i trójciśnieniowym z międzystopniowym przegrzewem pary (3PR). W dalszej części artykułu zintegrowano obieg parowy z absorpcyjną instalacją wychwytu CO2, w której wykorzystano parę z turbiny parowej dla regeneracji sorbentu w układzie absorber – desorber. Wychwycony ditlenek węgla został poddany sprężaniu do ciśnienia 15 MPa w celu jego przygotowania do transportu. Porównano moce elektryczne netto i sprawności badanych układów gazowo – parowych bez i z instalacją wychwytu i sprężania CO2 .

EN

In this paper a thermodynamic analysis of a gas turbine class G with temperature of exhaust gas to the expander of 1500°C, compression ratio 23, which uses air film cooling in an open-loop was conducted. The analyzed gas turbine has been integrated with three steam cycle models: single pressure (1P), dual pressure with interstage steam reheat, triple pressure with interstage steam reheat (3PR). Models of combined cycle power plants (CCPP) were built in the GateCycle™. In the following section of the paper steam cycles were integrated with CO2 capture installation through the use of steam bleed for regeneration of sorbent in absorber – striper system. The captured carbon dioxide has been compressed to the pressure of 15 MPa to prepare for transport. Comparison of net electrical power and efficiency of the combined cycle power plants with and without CO2 capture and compression installation.

20

Optymalizacja parametrów części parowej układu gazowo-parowego ze spalaniem tlenowym i instalacją wychwytu CO2

Kotowicz J., Job M.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 4

48--55

PL

W artykule przedstawiono układ gazowo-parowy ze spalaniem tlenowym. Koncepcja spalania tlenowego jest jedną z opracowywanych technologii wychwytu dwutlenku węgla (CCS). W pierwszej części przedstawiono część gazową układu wraz z jej doborem parametrów pracy. Skupiono się na wpływie stopnia sprężania w kompresorze na sprawność układu. W następnej części dokonano optymalizacji części parowej dla trzech układów różniących się budową kotła odzyskowego - z jednociśnieniowym kotłem odzyskowym (1P), dwuciśnieniowym kotłem i przegrzewem pary wtórnej (2PR), oraz trójciśnieniowym kotłem i przegrzewem pary wtórnej (3PR). Przedstawiony został algorytm genetyczny z wykorzystaniem którego przeprowadzono optymalizację. Ostatecznie dla uzyskanych wyników dokonano porównania parametrów analizowanych układów.

EN

This paper presents a gas turbine combined cycle unit with oxy-combustion. Oxy-combustion is one of the currently developed carbon capture and storage technologies (CCS). Firstly a gas turbine part of the unit is shown and the operating parameters are selected. The focus was on the impact of the compression ratio on the unit’s efficiency. In the following section the steam parts in 3 units with different heat recovery steam generator (HRSG) construction were optimized. The single-pressure HRSG (1P), double-pressure HRSG with reheating (2PR), and triple-pressure HRSG with reheating (3PR). Optimization was performed by the means of genetic algorithm presented in this paper. The optimization results and achieved characteristic parameters of analyzed units are presented and compared.