Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Concept of the thermal integration of the compressed air energy storage system with the power plant

Bartela Łukasz, Waniczek Sebastian, Lutyński Marcin

Journal of Power Technologies

|

2019

|

Vol. 99, nr 3

176--186

EN

The article presents the concept of an innovative hybrid system that integrates the compressed air energy storage system with a conventional power plant. Using simple mathematical models, the proposed hybrid system was compared with the classic adiabatic system. The article also presents the results of more detailed thermodynamic analyzes for the compressed air energy storage system, which has been thermally integrated with the 600 MW coal-fired power plant. The first stage of integration enables the storage system to utilize the heat of compressed air (air cooling) for condensate heating, which results in partial replacement of the low-pressure regeneration of power unit and subsequently power increase. The second stage of integration allows to heat the air during discharging of the energy storage system before air expanderusing the heat of superheated steam which is directed from the steam turbine bleeding to the high pressure regeneration exchanger. Such organized integration, although contributing to the decrease in the efficiency of the power unit, allows to eliminate the need for gaseous fuel in the energy storage system, as in the case of diabatic systems, or heat storage, as in the case of adiabatic systems.Three variants of the hybrid system were analyzed. The evaluation of hybrid system variants was made using the energy storage efficiency defined in the article.

2

Analiza termo - ekonomiczna nadkrytycznego bloku węglowego typu OXY z modułami ORC

Kotowicz J., Brzęczek M., Job M.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 3

64--71

PL

W artykule przedstawiono analizę termo - ekonomiczną bloku węglowego typu oxy na parametry nadkrytyczne o mocy 600 MW zintegrowanego z modułami ORC (ang. Organic Rankine Cycle). Warunki tlenowe procesu spalania węgla kamiennego zapewnia tlenownia ASU (ang. Air Separation Unit) wykorzystująca wysokotemperaturową membranę HTM (ang. High Temperature Membrane). Analiza termodynamiczna pracy bloku z modułami ORC obejmuje pracę instalacji ORC na czterech czynnikach: benzenie, R245ca, toluenie oraz etanolu. Analizie ekonomicznej poddano układy: referencyjny blok oxy (REF), w którym ciepło odpadowe nie jest wykorzystywane, blok z zastąpioną sekcją wymienników niskoprężnych (REG) dzięki wykorzystaniu ciepła odpadowego oraz blok zintegrowany z siłowniami ORC w dwóch wariantach: z optymalnym (ORC_O) i nieodpowiednim (ORC_P) doborem czynników roboczych. Przedstawiono metodologię oceny rentowności inwestycji rozpatrywanych bloków wraz z głównymi założeniami potrzebnymi do jej wykonania. Dla każdego bloku wyznaczono graniczną cenę sprzedaży energii elektrycznej.

EN

The article presents a thermo - economic analysis of the oxy-type unit 600 MW integrated with an ORC modules. The waste heat sources in the analyzed power plant were identified and used by the integration with the ORC modules. The analysis of the ORC modules includes the work on four fluids: benzene, R245ca, toluene and ethanol. The economic analyzes were made for: reference oxy – type unit (REF), in which the waste heat is not used; the unit with the low pressure exchangers section (REG) replaced by the use of waste heat; and the unit integrated with the ORC modules in two variants: for optimal (ORC_O) and improper (ORC_P) choice of operating factors. The methodology of economic evaluation of the analyzed units with main assumptions were presented. For each variant the break-even price of electricity.

3

Ocena ekonomiczna nadkrytycznego bloku węglowego dużej mocy zintegrowanego w różnych konfiguracjach z CCS oraz z odzyskiem ciepła ze spalin

Kochaniewicz A., Łukowicz H.

Archiwum Energetyki

|

2013

|

T. 43, nr 1/2

157--169

PL

W pracy dokonano analizy wskaźników opłacalności ekonomicznej budowy bloków węglowych o parametrach nadkrytycznych opalanych węglem kamiennym i brunatnym. Przeanalizowano trzy warianty konfiguracji bloku, tj.: blok wyjściowy, blok wyjściowy+CCS i blok wyjściowy+ CCS+ORC.W analizie ekonomicznej wykorzystano tzw. próg rentowności BEP (break even point), bazującego na określeniu punktu wyrównania, określającego sytuację w której przychody ze sprzedaży energii elektrycznej pokrywają koszty stałe i koszty zmienne instalacji. Dokonano oceny wpływu zmiany wybranych parametrów takich jak: jednostkowe nakłady inwestycyjne, cena zakupu uprawnień do emisji CO2, a także wpływu ceny paliwa. Dla tych wszystkich uzmiennionych parametrów określono wpływ ich zmian na graniczną cenę sprzedaży energii elektrycznej. Analizie poddano samodzielny oraz po jego zintegrowaniu z CCS (carbon dioxide capture and storage) wysokosprawny nadkrytyczny blok węglowy o mocy 900 MW. Analizowano także wpływ integracji bloku energetycznego z siłownią ORC (organic Rankine cycle) i podjęto próbę określenia jego efektywności ekonomicznej, przy czym przyjęto, że obieg ORC zasilany jest ciepłem odpadowym ze spalin wylotowych z kotła.

EN

This paper presents the analysis of the indices of the economic profitability of the construction of brown- and hard coal-fired power plants for supercritical steam parameters. Three variants of the power plant configuration are analysed within this study: the initial power plant, the initial power plant + CCS, the initial power plant + CCS + ORC. The economic analysis employs the break-even point (BEP), which is based on the determination of the point of balance between the income from the sale of electricity and the plant fixed and variable costs. The impact of change in selected parameters, such as investment expenditures per unit, the price of the CO2 emissions allowances and the price of fuel, is analysed. The effect of changes in all these variable parameters on the minimum selling price of electricity is determined. The analysis concerns a high efficiency 900 MW coal-fired power unit for supercritical steam parameters as the initial plant and its variant after integration with the CCS. The impact of a further integration of the power unit with an ORC plant is analysed and an attempt is made to determine the economic efficiency of such integration. It is assumed that the ORC is fed with the waste heat from the boiler exhaust gases.

4

Increase of power and efficiency of the 900 MW supercritical power plant through incorporation of the ORC

Ziółkowski P., Mikielewicz D., Mikielewicz J.

Archives of Thermodynamics

|

2013

|

Vol. 34, no. 4

51--71

EN

The objective of the paper is to analyse thermodynamical and operational parameters of the supercritical power plant with reference conditions as well as following the introduction of the hybrid system incorporating ORC. In ORC the upper heat source is a stream of hot water from the system of heat recovery having temperature of 90˚C, which is additionally aided by heat from the bleeds of the steam turbine. Thermodynamical analysis of the supercritical plant with and without incorporation of ORC was accomplished using computational flow mechanics numerical codes. Investigated were six working fluids such as propane, isobutane, pentane, ethanol, R236ea and R245fa. In the course of calculations determined were primarily the increase of the unit power and efficiency for the reference case and that with the ORC.

5

Modelling and analysis of the carbon dioxide processing instalation using physical separation in a supercritical 460 MW coal unit working in oxy-combustion technology

Skorek-Osikowska A.

Archiwum Energetyki

|

2012

|

T. 42, nr 3/4

107--125

EN

The idea of oxy-combustion technology consists in burning fuel in the atmosphere of high purity oxygen. As a result, flue gas in such systems consists exclusively of almost carbon dioxide and water vapor. However, in practice, apart from CO2 and H2O, such compounds as argon, sulfur dioxide, nitrogen or oxygen appear in flue gas, which have to be separated to a great extent before CO2 transport. The most frequently used method of the separation of these gases from the CO2 stream is physical separation. In order to determine the energy intensity of the separation process, a numerical model of the carbon dioxide capture installation from the coal powered unit operating in oxy-combustion system has been built in the Aspen Plus software. This paper presents the results of calculations of the energy intensity of the process, taking into account such parameters as purity and recovery rate of the separated CO2 for a 460 MW supercritical unit. The analysis shows that reaching high purity and recovery rate of the carbon dioxide separated from flue gas is not difficult. However, reaching the required levels of other compounds content can be problematic. The main results are quantitatively presented in this paper. Some solutions for decreasing the energy intensity are also proposed.

PL

Idea układów oxy-spalania polega na spalaniu paliwa w atmosferze wysokiej czystości tlenu. Spaliny z tego typu układów składają się prawie wyłącznie z dwutlenku węgla i wody, a zatem koszt przygotowania CO2 do transportu do miejsca składowania jest niższy niż w układach konwencjonalnych. Jednak w praktyce, obok CO2 i H2O w spalinach pojawiają się także inne związki, w tym np. argon, dwutlenek siarki, azot czy tlen, które muszą zostać odseparowane przed transportem CO2. Najczęściej stosowanymi metodami separacji tych gazów ze strumienia CO2 jest separacja fizyczna. W celu określenia energochłonności procesu separacji zbudowany został model numeryczny układu wychwytującego dwutlenku węgla ze spalin bloku węglowego pracującego w atmosferze tlenowej. W tym celu wykorzystano program Aspen Plus. Obliczenia prowadzono dla układu o mocy 460 MW. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń energochłonności układu z uwzględnieniem takich parametrów, jak czystość czy stopień odzysku CO2. Z analiz wynika, że osiągnięcie wysokiej czystości i stopnia odzysku separowanego z gazów spalinowych dwutlenku węgla nie jest trudne, jednak osiągnięcie wymaganych poziomów zawartości innych związków może być problematyczne. Zaproponowano również sposoby obniżenia energochłonności instalacji wychwytu CO2.

6

Exergy analysis of internal regeneration in supercritical cycles of ORC power plant

Borsukiewicz-Gozdur A.

Archives of Thermodynamics

|

2012

|

Vol. 33, no. 3

51-63

EN

In the paper presented is an idea of organic Rankine cycle (ORC) operating with supercritical parameters and so called dry fluids. Discussed is one of the methods of improving the effectiveness of operation of supercritical cycle by application of internal regeneration of heat through the use of additional heat exchanger. The main objective of internal regenerator is to recover heat from the vapour leaving the turbine and its transfer to the liquid phase of working fluid after the circulation pump. In effect of application of the regenerative heat exchanger it is possible to obtain improved effectiveness of operation of the power plant, however, only in the case when the ORC plant is supplied from the so called sealed heat source. In the present paper presented is the discussion of heat sources and on the base of the case study of two heat sources, namely the rate of heat of thermal oil from the boiler and the rate of heat of hot air from the cooler of the dinkier from the cement production line having the same initial temperature of 260[degrees]C, presented is the influence of the heat source on the justification of application of internal regeneration. In the paper presented are the calculations for the supercritical ORC power plant with R365mfc as a working fluid, accomplished has been exergy changes and exergy efficiency analysis with the view to select the most appropriate parameters of operation of the power plant for given parameters of the heat source.

7

Sprzężony model obiegu cieplnego i układu wody chłodzącej dla siłowni na parametry nadkrytyczne

Wróblewski W., Dykas S., Rulik S.

Rynek Energii

|

2008

|

nr 6

54-60

PL

W artykule przeprowadzono analizę warunków pracy obiegu cieplnego bloku nadkrytycznego. Uwzględniono w niej sprzężenie obiegu cieplnego z obiegiem wody chłodzącej. Przedstawiono model obiegu cieplnego oraz algorytm jego rozwiązania, model skraplacza oraz model chłodni kominowej mokrej o ciągu naturalnym. Analizowano również pracę układu cieplnego i układu wody chłodzącej w zmiennych warunkach. Do analizy zastosowano obieg referencyjny siłowni na nadkrytyczne parametry pary o mocy 600MW. Dla tego bloku założono parametry zamkniętego układu chłodzenia, przyjęto wymiary skraplacza oraz gabaryty chłodni kominowej. Analizowano różne warianty pracy bloku, uwzględniające różne parametry powietrza atmosferycznego. Rozważono również możliwość regulacji obiegu wody chłodzącej w celu określenia optymalnych, ze względu na sprawność cieplną siłowni, warunków pracy pomp. Przedstawiono wyniki obliczeń dla założonych charakterystyk poszczególnych elementów układu i sformułowano wnioski.

EN

In this paper the thermal cycle model of supercritical power plant conjugated with the cooling system working at different operating conditions was presented. The calculations for reference unit of 600 MW output with close cooling system were made. The basic parameters and construction type of cooling tower and condenser were assumed. The algorithm for cooling system consists of the cooling tower model and condenser model and enables calculations for different working regimes. The iteration process to calculate the parameters of thermal cycle and cooling water cycle was described. The influence of atmospheric temperature changes typical for the one-year period on the power plant performance indicators and cooling water control possibilities were discussed. The chosen results were presented and the investigations were summed up.