Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Koncepcja poprawy elastyczności bloku elektrowni parowej – wyniki analizy ekonomicznej

Polski Cezary, Polski Tomasz, Roman Jacek, Wróblewski Robert, Bartoszewicz Jarosław, Ceran Bartosz

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2024

|

nr 112

31--39

PL

W pracy przedstawiono nową koncepcję poprawy elastyczności bloku elektrowni parowej, która polega na wykorzystaniu układu z elektrycznym podgrzewaczem do ogrzewania wody zasilającej kocioł. Celem tego rozwiązania jest zwiększenie elastyczności pracy bloku na skutek obniżenia wartości minimalnej mocy jaką blok energetyczny może oddawać do systemu elektroenergetycznego bez konieczności załączania palników olejowych. W niniejszym rozdziale przedstawiono wyniki analizy opłacalności stosowania powyższego rozwiązania. Wyznaczono wartość bieżącą netto (NPV) metodą różnicową do porównania układów z i bez proponowanej modyfikacji. Przeanalizowano również wpływ zmian cen energii oraz uprawnień do emisji na opłacalność inwestycji. W analizie przedstawiono wpływ zmian liczby rozruchów bloku energetycznego. Ponadto przeanalizowano, jak zastosowanie tego rozwiązania wpłynie na parametry środowiskowe (emisję CO2) oraz energetyczne (sprawność, jednostkowe zużycie paliwa). Otrzymane wyniki wskazują, że proponowana koncepcja jest opłacalna ekonomicznie (dodatnie NPV). Średnioroczna wartość wskaźnika jednostkowej emisji CO2 zmniejsza się po zastosowaniu proponowanego rozwiązania pomimo niewielkiego spadku średniorocznej wartości sprawności. Wynika to z ograniczania liczby rozruchów, a w efekcie również ilości zużytych w tym celu oleju opałowego i węgla. Zwiększanie różnicy pomiędzy liczbą rozruchów w układach z i bez modernizacji powoduje zwiększenie opłacalności inwestycji. Pozytywnie na inwestycję wpływa również zwiększenie cen energii elektrycznej.

EN

The paper presents a new concept for improving the flexibility of a steam power plant unit using an electric heater to heat the feed water before the boiler. The purpose of this solution is to reduce the minimum power that the plant can transmit to the power system without the need to turn on the oil burners. The paper presents the results of the economic analysis of the solution. The net present value (NPV) was calculated using the differential method to compare systems with and without the proposed modification. The impact of changes in energy prices and emission allowances on the profitability of the investment was also analyzed. The analysis took into account the influence of the number of start-ups of the power unit. Moreover, it was analyzed how this solution would affect environmental parameters (CO2 emissions) and energy parameters (efficiency, specific fuel consumption). The obtained results indicate that the proposed concept is economically profitable (positive NPV). The average annual value of the specific CO2 emission decreases after applying the proposed solution despite a decrease in the average annual efficiency value. This is due to limiting the number of starts and, as a result, also the amount of fuel oil and coal used for this purpose. Increasing the difference between the number of start-ups in systems with and without modernization increases the profitability of the investment. The increase in electricity prices also has a positive impact on the investment.

2

Modelowanie neuronowe regeneracyjnego wymiennika ciepła siłowni turboparowej

Szewczuk N., Głuch J.

Energetyka

|

2015

|

nr 6

404--408

PL

Artykuł przedstawia możliwości wykorzystania sztucznych sieci neuronowych (SSN) w celu odtworzenia pracy wymienników regeneracyjnych elektrowni kondensacyjnej. Stworzony model pracy wymienników w zmiennych warunkach ruchu znajduje zastosowanie w badaniach diagnostycznych owych urządzeń jak i całego systemu elektrowni. Referat zawiera wprowadzenie do tematyki sztucznych sieci neuronowych, opis sztucznej sieci neuronowej (SSN) wykorzystanej do modelowania pracy wymienników regeneracyjnych, charakterystykę danych pomiarowych użytych w procesie treningu oraz uzyskane wyniki i wynikające z nich wnioski.

EN

Presented are possibilities of artificial neural networks (ANNs) application with the aim to simulate the work of regenerative heat exchangers in a condensing power plant. The created model of exchangers’ work in variable operating conditions can be applied in diagnostic tests of these installations and in the whole power plant system as well. There we can also find an introduction to the issue of ANNs, a description of such network used to model a heat exchanger’s work and a characteristics of measurement data used in an ANN training process. Described are also obtained effects and the resulting conclusions.

3

Application of volumetric machines in micro steam power plants

Gnutek Z., Kolasiński P.

Archiwum Energetyki

|

2010

|

nr 1/2

63-74

EN

Development of power industry in the second half of 20th century led in appearance of many new technologies. Micro steam power plant was one of them. For a lot of years it has been subject of research and has not found a wide commercial application. A high cost and imperfection of technology contributed to it. Return of interest in this form of energy conversion systems can be noticed at present. It is connected with interest in renewable and waste sources of energy where this technology can be applied. One of the main problems met at the designing of these systems is a suitable selection of expander. In this paper, authors want to present a review of modern technologies existing in micro steam power plants and take into special consideration the possibility of applying sliding vane expanders. Prototype of micro steam CHP plant (Cogeneration - also Combined Heat and Power) based on an ORC process (Organic Rankine Cycle) with sliding vane expanders constructed in the Department of Thermodynamics, Institute of Heat Engineering and Fluid Mechanics, Wrocław University of Technology is also presented in this paper.

PL

Rozwój energetyki w drugiej połowie XX wieku doprowadził do wykształcenia wielu nowych technologii. Jedną z nich są mikrosiłownie parowe. Układy te cechują zwykle kompaktowe gabaryty i niewielkie moce. Mikrosiłownie przez wiele lat były przedmiotem badań i nie znajdowały szerokiego, komercyjnego zastosowania, czego przyczyną były wysokie koszty i niedoskonałość technologii. W chwili obecnej można zauważyć powrót zainteresowania tą formą układów energetycznych. Związane jest to głównie z coraz większym zainteresowaniem "zielonymi" źródłami energii, przy których wykorzystaniu ta technologia może znaleźć zastosowanie. Jednym z głównych problemów spotykanych przy projektowaniu i budowie tego typu układów energetycznych jest odpowiedni dobór maszyny ekspansyjnej. W pracy autorzy pragną przedstawić przegląd technologii istniejących obecnie w mikroenergetyce parowej, ze szczególnym uwzględnieniem możliwości zastosowania w nich rotacyjnych łopatkowych maszyn ekspansyjnych. Przedstawiony zostanie również kogeneracyjny układ mikroenergetyczny z zastosowaniem układu ORC (Organie Rankine Cycle), zbudowany w Zakładzie Termodynamiki Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej, w którym zastosowano rotacyjne łopatkowe maszyny ekspansyjne.

4

Współpraca elektrowni cieplnej ze źródłem geotermalnym

Buchta J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 2

68-71

PL

Zasoby geotermalne o niskiej entalpii mogą być wykorzystane do wytwarzania energii elektrycznej w hybrydowej elektrowni cieplnej z geotermalnym podgrzewem wody zasilającej. Artykuł przedstawia wyniki obliczeń podstawowych wskaźników technicznych dla parowego bloku o mocy 200 MW współpracującego ze źródłem geotermalnym.

EN

Hybrid steam power plant with geothermal feedwater preheating enables conversion of low enthalpy geothermal resources into electricity. The paper presents results of calculations of some technical and efficiency coefficients for 200 MW steam power unit associated with geothermal well.

5

Określenie podstawowych parametrów termodynamicznych pary wodnej

Wiewiórowska M., Kolniak P.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2004

|

Vol. 9, Sp. 2/2

1044-1052

PL

Praktyczne wykorzystanie w elektrowni parowej procesu przetwarzania energii cieplnej na energię mechaniczną wymaga znajomości podstawowych właściwości czynnika roboczego: ciśnienia, temperatury i objętości właściwej. W analizach teoretycznych i obliczeniach technicznych przydatne są jeszcze dwie wielkości: entalpia właściwa i entropia właściwa. Odczytywanie parametrów termodynamicznych pary z wykresu i-s jest bardzo niewygodne i mało dokładne. Dlatego też opracowano program obliczeniowy umożliwiający szybkie określanie parametrów termodynamicznych pary. W oparciu o równania opublikowane przez International Association for the Properties of Water and Steam skonstruowano własny program komputerowy, wspomagający odczytywanie i interpretację niezbędnych wielkości. Program charakteryzuje przyjazny dla użytkownika graficzny interfejs oraz prostota jego obsługi.

EN

Practical utilization of process of thermal to mechanical energy conversion in power plant requires knowledge of basic properties of working medium: pressure, temperature and specific volume. In theoretical analyses and technical calculations, two more values are useful: specific enthalpy and specific entropy. Reading of thermodynamical parameters of steam from h - s diagram, is inconvenient and not exact enough. That was the reason, why the computational program, allowing quick computation of steam thermodynamical properties, was developed. Basing on equations published by International Association for the Properties of Water and Steam, own software was written, aiding read and interpretation of essential values. Program has user friendly graphical interface and is easy to use.

6

Nowe generacje bloków energetycznych opalanych węglem racjonalizują użytkowanie energii i środowiska

Pawlik M.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2002

|

nr 5-6

22-25

PL

Przedstawiono stan aktualny i perspektywy rozwoju konwencjonalnych elektrowni parowych z kotłami opalanymi węglem. Scharakteryzowano główne dziedziny postępu dotychczasowej technologii, bazującej na spalaniu węgla w postaci pyłu (technologia PF - pulverized coal-fired) i na udoskonalonym, rozwiniętym obiegu Rankine'a na nadkrytyczne parametry pary 25,0-28,0 MPa, 545-580°C. Omówiono dalszy rozwój tej technologii, zmierzający do opanowania parametrów ultranadkrytycznych 37,5 MPa i 700/720/720°C z wykorzystaniem superstopów na bazie niklu (Ni-alloy). Przedstawiono projektowane rozwiązania nowej generacji kotłów i turbin dla opanowania tego problemu. Omawiane układy umożliwią w nieodległym czasie osiągnięcie poziomu 55% sprawności netto wytwarzania energii elektrycznej w blokach energetycznych opalanych pyłem węglowym.

EN

The status of advanced pulverized coal-fired (PF technology) power units with supercritical inlet steam parameters is presented. The main areas of development of PF technology, based on advanced Rankine-cycle with steam conditions 25,0-28,0 MPa, 545-580°C are characterised. Further development of ultra-supercritical technology within the framework of the European Union is described. The objectives of this work obtaining steam parameters 37,5 MPa, 700/720/720°C, using new high nickel-based alloys. Focus will be put on the novel boiler with horizontal furnace and turbine construction for this conditions. Efficiencies in the range 55% are expected.

7

The effect of ageing on the microstructural stability of Inconel 706 for advanced steam power plant

Wosik J., Penkalla H.J., Schubert F., Czyrska-Filemonowicz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 5

964-967

EN

The nickel-iron-base superalloy Inconel 706, which is precipitation strengthened by coherent gamma' particles and partly coherent gamma'', was investigated using scanning and transmission electron microscopy in as-received condition and after exposure at 700 and 750 degrees centigrade. Conventional transmission electron microscopy (dark-field images) and scanning-transmission electron microscopy (bright-field images) have been taken for a evaluation of the microstructural feature of two IN 706 alloys, which differ in Nb and C contents. Investigations were focused on the phase stability and a transformation of gamma' and gamma'' into eta phase or delta phase.

PL

Inconel 706, żarowytrzymały stop na osnowie Ni i Fe umocniony przez koherentne wydzielenia gama' (Ni3Al) oraz częściowo koherentne gama'' (Ni3Nb), był badany za pomocą transmisyjnej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Badania obejmowały charakterystykę mikrostruktury stopów IN 706 o różnych zawartościach Nb i C w stanie dostawy i po długoczasowym wyżarzaniu przy temperaturze 650 i 700 stopni Celsjusza. Głównym celem było określenie stabilności fazowej składników mikrostruktury oraz możliwości przemiany faz gama' i gama'' w heksagonalną fazę eta lub/i romboedryczną fazę delta (Ni3Nb).

8

New 9-12% chromium steels for advanced power generation: microstructure, properties and application limits.

Ennis P.J., Czyrska-Filemonowicz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

311-318

EN

The thermal efficiency of steam power plant can be significantly increased by raising the temperature and the pressure of the steam entering the turbine. The development of the modified 9% chromium steels P91, P92 and E911 has provided the constructional materials for components capable of operation at temperatures up to and perhaps beyond 600 degrees centigrade. The emphasis in the development has been placed on improving the long-term creep rupture strength; this has been achieved by alloying the basic 9% Cr 1% Mo steel with V, Nb, and N to provide fine, stable precipitates. The strengthening mechanisms are transformation hardening which provides a high initial dislocation density; precipitation hardening by carbides at the martensite lath boundaries which eventually form the sub-grains; fine carbide, nitride and carbonitride precipitates within the sub-grains. Solid solution strengthening has also been enhanced by additions of W. Steam oxidation tests have shown that Cr contents above 11% are neccessary for the formation of protective oxide scales in steam-containing environments at 600-650 degrees centigrade; in air 9% Cr is sufficient. The temperature limits imposed by steam oxidation of the steels depend on the component wall thickness and on the maximum acceptable oxidation rate in terms of spalled oxide and reduction of load-bearing cross-section. The potential for further development of the high Cr martensitic steels towards a steel which combines in a single composition the strength of the 9% Cr steels with the steam oxidation resistance of the 12% Cr steels is discussed.

9

Wpływ wewnętrznego przegrzewu międzystopniowego na sprawność bloku energetycznego

Kubski P.

Energetyka

|

2001

|

nr 4

189-193

PL

Analiza uproszczonego układu elektrowni parowej, w której zastosowano wewnętrzny przegrzew międzystopniowy pary wykazała, że przy odpowiednio dobranych parametrach przegrzewu można uzyskać wzrost mocy turbiny, a więc i przyrost sprawności energetycznej elektrowni. Niezbędne jest jednak wprowadzenie do układu elektrowni wielkogabarytowego przeponowego wymiennika ciepła typu para-para.

EN

An analysis of simplified steam power plant scheme with an inner steam superheating between stages proves, that when the super heating parameters are adequately chosen, an increase of the turbine can be achieved, so an increase of a power plant efficiency. However, necessary is to introduce into the power plant scheme a large- size membrane heat exchanger of steam - steam type.

10

Rozwój technologii wytwarzania energii elektrycznej.

Zaporowski B.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Elektryka

|

2000

|

Nr 47

95-110

PL

W artykule przedstawiono analizę rozwoju technologii wytwarzania energii elektrycznej z uwzględnieniem sprawności oraz oddziaływania elektrowni na środowisko naturalne. Szczegółowo zanalizowano rozwój technologii wytwarzania energii elektrycznej z węgla i gazu ziemnego. Podano schemat blokowy układu technologicznego elektrowni gazowo--parowej zintegrowanej ze zgazowaniem węgla oraz wyniki wielowariantowych obliczeń sprawności wytwarzania energii elektrycznej w tego typu elektrowniach. Omówiono wytwarzanie energii elektrycznej w elektrowniach na parametry nadkrytyczne. Przedstawiono koncepcje układów technologicznych elektrowni i elektrociepłowni gazowo-parowych opalanych gazem ziemnym oraz dwupaliwowych elektrowni gazowo-parowych. Dla tych uklad6w podano wyniki obliczeń sprawności wytwarzania energii elektrycznej .

EN

In the article there is presented an analysis of the development of electric energy gen-eration technologies in respect of the efficiency and the impact of a power plant on environment. What has been analyzed in detail is the development of electric energy generation technologies based on coal and natural gas. There is shown a block scheme of the techno-logical system of gas-steam power plant integrated with coal gasification. There are alsogiven the results of multivariant calculation of the efficiency of electric energy generation in such power plant. The author has discussed electric energy generation in the power plant for super critical parameters. In the article there are presented the conceptions of the technological systems of gas-steam power plants fired with natural gas, and of two-fuel gassteam power plant. There have been given the calculation results of the efficiency of electric energy generation for these systems.

11

Application of steam from regenerative bleeds for the production of network heat in large steam power plants

Szargut J.

Archiwum Energetyki

|

1999

|

T. 28, nr 1/2

83-93

EN

The effects of cogenearation of heat for district heating in large steam power plants by means of the bleed steam, have been analyzed. Energy and exergy efficiency as well as the specific cost of cogeneration of heat have been determined by means of the analysis of the conditions of compensation of the decrease of electricity production. The coefficient of the relative decrease of electricity production has been determined and the calculation method of its mean value has been presented. The mentioned coefficient determines the additional operational cost connected with the heat cogeneration.

PL

Wykorzystując pary z upustów regeneracyjnych dużej elektrowni parowej do produkcji wody grzejnej zasilającej sieć ciepłowniczą sąsiedniego miasta, wywołuje zmniejszenie ilości wyprodukowanej energii elektrycznej. Wskaźnik epsilon zmniejszenia produkcji energii elektrycznej odniesiony do jednostki ciepła [wzór (4)] może służyć do obliczenia sprawności energetycznej produkcji ciepła, za pomocą dodatkowego zużycia energii chemicznej na skompensowanie ubytku produkowanej energii elektrycznej [wzór (5)]. Sprawność ta jest wyraźnie większa od 100% i zależy od ciśnienia wykorzystywanej pary upustowej. Dobór upustów do produkcji ciepła zależy od temperaturowej charakterystyki sieci grzejnej i od temperatury otoczenia. Za pomocą charakterystyki sieci grzejnej i uporządkowanego wykresu zapotrzebowania na ciepło można wyznaczyć wartość wskaźnika epsilon dla każdej temperatury otoczenia i jego wartość średnią (rys. 2). Sprawność egzergetyczna produkcji ciepła bardzo wyraźnie zależy od temperatury otoczenia [wzór (6)]. Przy stałym strumieniu pary świeżej, uruchomienie produkcji ciepła nie wpływa na koszty eksploatacji elektrowni, wywołuje tylko zmniejszenie wpływów za sprzedaną energię elektryczną i pojawienie się dodatkowego składnika kosztów stałych, wynikającego z adaptacji elektrowni do produkcji ciepła i z budowy magistrali cieplnej [wzór (10)]. Wskaźnik epsilon ułatwia więc również obliczenie kosztów produkcji ciepła. W niektórych elektrowniach występuje rezerwa wydajności kotła i przepustowości wysokoprężnej części turbiny. Wówczas zmniejszenie produkcji energii elektrycznej można skompensować przez spalenie większej ilości węgla w kotle. W kosztach produkcji ciepła bardzo istotna jest wartość dodatkowego składnika kosztów stałch, wynikająca z dodatkowych nakładów inwestycyjnych. Wartość ta może decydować o celowości wykorzystania pary upustowej do produkcji ciepła w skojarzeniu. Przedstawiony problem powstał w Elektrowni Opole, gdzie występują bardzo dogodne warunki skojarzonego wytwarzania ciepła do sieci ogrzewniczej miasta. Dane do przykładowych obliczeń pochodzą ze wspomnianej elektrowni.