Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dobór optymalnych pod względem ekonomicznym parametrów pracy membranowej tlenowni zintegrowanej z nadkrytycznym blokiem węglowym

Kotowicz J., Michalski S., Ogulewicz W., Węcel D.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 2

91--98

PL

W pracy analizowano dwa warianty elektrowni (W1 i W2) składające się z następujących instalacji: kotła pyłowego typu oxy zasilanego węglem kamiennym, układu turbiny parowej, instalacji wychwytu i sprężania CO2 oraz tlenowni wyposażonej w: wysokotemperaturową membranę separacyjną typu four-end. Dla obydwu wariantów parametry pary świeżej to 650 °C/30 MPa, a pary wtórnie przegrzanej to 670 °C/6 MPa. Moc brutto wariantu W1 elektrowni oxy jest równa 600 MW. Wariant W2 różni się od wariantu W1 bloku oxy tym, że zastosowano w nim wymienniki zasilane ciepłem ze spalin oraz gazu pozostałego po separacji tlenu do podgrzania wody obiegowej w układzie turbiny parowej, a tym samym zastąpiono całkowicie lub częściowo niektóre z wymienników regeneracyjnych. W efekcie moc elektryczna brutto tego wariantu jest wyższa. W artykule przeprowadzono analizę ekonomiczną dla obydwu wariantów bloku oxy oraz bloku referencyjnego, który jest złożony z obiegu turbiny parowej (jak w wariancie W1 bloku oxy) oraz klasycznego kotła pyłowego. Wyznaczono nakłady inwestycyjne na budowę poszczególnych elementów tego bloku, które wraz z wielkościami termodynamicznymi takimi jak sprawność elektryczna bloku netto wykorzystano jako dane wejściowe dla przeprowadzonej analizy ekonomicznej. Jako miernik ekonomiczny wykorzystano graniczną cenę sprzedaży energii elektrycznej. Na podstawie wyników obliczeń dobrano optymalne spręże sprężarki powietrza oraz stopienie odzysku tlenu w tlenowni. Dodatkowo wyznaczone graniczne ceny sprzedaży energii elektrycznej w optymalnych punktach pracy i porównano z analogiczną ceną wyznaczoną dla bloku referencyjnego.

EN

Two variants of an oxy type power plant (W1 and W2) that contains steam turbine, hard coal-fired oxy-type pulverized fuel boiler, carbon dioxide capture unit and an air separation unit with a four-end type high-temperature membrane were analyzed in this paper. For both variants the live steam thermodynamic parameters are 650 °C/30 MPa and the reheated steam parameters are 670 °C/6 MPa. Gross electric power of the W1 variant of the oxy type power plant is equal to 600 MW. The second variant (W1) differs from the first one in that heat exchangers, supplied by heat from the flue gas and the gas remaining after the separation of oxygen in the air separation unit, were added. These heat exchangers were raising the temperature of the feed water in the steam turbine unit and thereby partially or completely were replacing the regenerative water heaters. The economic analysis of both variants of the oxy type power plant and the reference power plant (which contains the same steam turbine as in variant W1 of the oxy type power plant and a classical pulverized fuel boiler) were carried out in this paper. The investment costs of individual elements of the power plant were determined. These investment costs and thermodynamic indicators such as the net efficiency of electricity generation were used as inputs for economic analysis. The break-even price of electricity was used as an economic indicator. The optimal air compressor pressure ratio and optimal oxygen recovery rate were determined. Additionally the break-even price of electricity in optimal working points for both variants of oxy type power plant were compared with the break-even price of electricity for the reference power plant.

2

Wpływ wybranych parametrów pracy układu turbiny gazowej zainstalowanej w tlenowni na sprawność nadkrytycznego bloku oxy

Kotowicz J., Michalski S.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 3

74-80

PL

Analizowana w pracy elektrownia składa się z następujących instalacji: układu turbiny parowej, kotła pyłowego typu oxy zasilanego węglem kamiennym, instalacji przygotowania do transportu i sprężania dwutlenku węgla oraz tlenowni z zastosowanymi: wysokotemperaturową membraną separacyjną typu four-end i układem turbiny gazowej. Moc bloku brutto jest równa 600 MW, parametry pary świeżej to 650 °C/30 MPa, pary wtórnie przegrzanej to 670 °C/6 MPa. Dla założonej mocy brutto analizowanego bloku oxy określono między innymi sprawność termiczną kotła, sprawność wytwarzania energii elektrycznej bloku brutto i wskaźnik potrzeb własnych bloku. Wielkości te wyznaczono w funkcji temperatury gazu na wlocie do turbiny gazowej oraz w funkcji sprężu sprężarki powietrza dla założonego stopnia odzysku tlenu w membranie wysokotemperaturowej. Dzięki znajomości tych wielkości wyznaczono sprawność wytwarzania energii elektrycznej bloku netto. Ze względu na tę wielkość określono wartości optymalne sprężu sprężarki powietrza dla analizowanych temperatur gazu na wlocie do turbiny gazowej.

EN

The supercritical power plant analyzed in this paper, contains the following elements: steam turbine, hard coal fired oxy-type pulverized fuel boiler, carbon dioxide capture unit, air separation unit with: four-end type high-temperature membrane and gas turbine unit. Gross electric power of the power plant is equal to 600 MW. The live steam thermodynamic parameters are 650 °C/30 MPa and the reheated steam parameters are 670 °C/6 MPa. Under the assumption of constant gross power of the analyzed power plant among others, a thermal boiler efficiency, a gross efficiency of the power plant and auxiliary powers of mentioned above installations were designated as a function of inlet gas turbine temperature and air compressor pressure ratio for assumed oxygen recovery rate in high temperature membrane. With the knowledge of these quantities, a net efficiency of the power plant for two oxygen recovery rates were determined. Due to this efficiency the optimal air compression ratios were determined.

3

Wpływ stopnia odzysku tlenu w tlenowni z zastosowaną jonową membraną separacyjną na efektywność ekonomiczną bloku oxy

Kotowicz J., Michalski S.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 6

107--114

PL

Analizowany w pracy blok energetyczny składa się z następujących instalacji: układu turbiny parowej, kotła pyłowego typu oxy zasilanego węglem kamiennym, instalacją przygotowania do transportu i sprężania dwutlenku węgla oraz tlenowni z wykorzystaną wysokotemperaturową membraną separacyjną typu four-end. Moc generatora sprzężonego z turbiną parową jest równa 600 MW. Turbina ta jest zasilana parą świeżą o parametrach nadkrytycznych 650 °C/30 MPa oraz parą wtórnie przegrzaną o parametrach 670 °C/6 MPa. Dla założonej mocy brutto analizowanego bloku wyznaczono sprawność bloku netto, nakłady inwestycyjne na budowę całego bloku jak i poszczególnych jego elementów w funkcji stopnia odzysku tlenu. Wyznaczono także wszystkie pozostałe koszty stałe oraz zmienne produkcji energii elektrycznej w każdym roku pracy bloku oxy. Pozwoliło to wyznaczyć graniczną cenę sprzedaży energii elektrycznej dla założenia, że wartość zaktualizowana netto jest równa zero. Efektywność ekonomiczną pracy analizowanego bloku oxy porównano z klasycznym blokiem wyposażonym w kocioł pyłowy, w którym paliwo spalane jest w powietrzu.

EN

The supercritical power plant analyzed in this paper, contains the following elements: steam turbine, hard coal-fired oxy-type pulverized fuel boiler, carbon dioxide capture unit and air separation unit with four-end type high-temperature separation membrane. The power of the steam turbine generator is equal to 600 MW. This steam turbine is fed with the live steam with thermodynamic parameters 650 °C/30 MPa and reheated steam with parameters 670 °C/6 MPa. For the assumed electric power of the steam turbine generator the net efficiency of the power plant, investment cost of the entire power plant and its components as a function of the oxygen recovery rate were determined. Then, among others, a fixed and variable costs of electricity generation in each year of the power plant work were determined. This allowed to designate the break-even price of electricity under assumption that the net present value (NPV) is equal to zero. The economic effectiveness of the analyzed oxy-type power plant was compared with a classic power plant equipped with pulverized fuel boiler, in which hard coal is burned in the air.

4

Analiza termodynamiczna i ekonomiczna nadkrytycznej elektrowni na węgiel kamienny z jonową membraną do separacji powietrza

Michalski S.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 2

54--60

PL

Analizowana w pracy elektrownia składa się z następujących instalacji: turbiny parowej, kotła pyłowego typu oxy zasilanego węglem kamiennym, tlenowni z zastosowaną wysokotemperaturową membraną separacyjną typu four-end oraz instalacją przygotowania do transportu i sprężania dwutlenku węgla. Moc bloku brutto jest równa 600 MW, parametry pary świeżej to 650 °C/30 MPa, pary wtórnie przegrzanej to 670 °C/6 MPa. Przy założeniu stałej mocy brutto analizowanej elektrowni wyznaczono sprawność termiczną kotła oraz zapotrzebowanie na moc urządzeń w wyżej wymienionych instalacjach. Pozwoliło to wyznaczyć sprawności wytwarzania energii elektrycznej bloku netto dla dwóch stopni odzysku tlenu w membranie. Tak wyznaczona sprawność jest niższa o 8,3÷9,4 punktu procentowego od układu referencyjnego. Zasadni-cze znaczenie dla wzrostu sprawności ma integracja cieplna wszystkich instalacji z obiegiem turbiny parowej. Umożliwia ona zastąpienie paru podgrzewaczy regeneracyjnych przez podgrzewacze gazowe i wzrost mocy układu nawet o 49 MW. W konsekwencji sprawność analizowanej elektrowni jest niższa o 6,4÷7,4 punktu procentowego od sprawności elektrowni referencyjnej (spalanie w powietrzu). Przeprowadzona analiza ekonomiczna wskazuje na to, że bloki oxy z zastosowaną integracją cieplną instalacji są opłacalne w budowie, ponieważ graniczna cena energii elektrycznej wyznaczona dla nich jest o 9,53÷12,53 zł/MWh niższa od granicznej ceny wyznaczonej dla elektrowni referencyjnej.

EN

Supercritical power plant analyzed in this paper, contains the following elements: steam turbine, hard coal fired oxy-type pulverized fuel boiler, air separation unit with four-end type high-temperature membrane and carbon dioxide capture unit. Gross electric power of the power plant is equal to 600 MW. Live steam thermodynamic parameters are 650 °C/30 MPa and reheated steam parameters are 670 °C/6 MPa. Under assumption of constant gross power of the analyzed power plant, a thermal boiler efficiency and auxiliary powers of mentioned above installations were designated as a function of oxygen recovery rate. They allowed to determine a net efficiency of the power plant for two oxygen recovery rates. This efficiency is lower by 8.3÷9.4 percentage point than the reference power plant efficiency. Integration of all installation with steam turbine is crucial for the net efficiency increase. This operation allows to replace steam regenerative heat exchangers by gas-water heat exchangers. It allows to increase gross electrical power by up to 49 MW. As a result, the net efficiency of the analyzed power plant is 6.4÷7.4 percentage points lower than the efficiency of the reference power plant. The economic analysis indicate that the oxy type power plants with integration of all installations with a steam turbine are profitable, because break-even price of electricity is lower by 9.53÷12.53 PLN/MWh than the price for the reference power plant.