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

Ekologiczny efekt sprzężenia nadkrytycznego bloku węglowego z instalacją turbiny gazowej

Bartela Ł., Skorek-Osikowska A.

Rynek Energii

|

2010

|

nr 2

8-13

PL

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń termodynamicznych dla układu, w którym dokonano nadbudowy nadkrytycznego bloku węglowego (SCPP, tzw. bloku referencyjnego) przez instalację turbiny gazowej wraz z układem od-zysku ciepła. Prócz turbiny gazowej komponentami wchodzącymi w zespół nadbudowy był nadkrytyczny kocioł odzyskowy oraz dwa spalinowe wymienniki ciepła. Obecność wymienników pozwoliła na zastąpienie regeneracji ciepła w części parowo-wodnej bloku i w konsekwencji uzyskanie większej mocy generowanej przez zespół turbiny parowej. Dla bloku referencyjnego oraz przyjętej struktury dwupaliwowego układu hybrydowego (MFHC) określono wskaźniki oceny efektywności termodynamicznej oraz ekologicznej - w tym przypadku w kontekście emisji podstawowego gazu cieplarnianego jakim jest ditlenek węgla. Badania przeprowadzono dla określonego modelu turbiny gazowej - GE MS9171. W analizie uzmienniano poziomy dwóch, zdefiniowanych w treści artykułu, stopni zastąpienia regeneracji. Wartości wyznaczanych wskaźników efektywności termodynamicznej oraz ekologicznej uzyskanych dla dwóch wybranych stopni zastąpienia regeneracji zestawiono z wartościami wskaźników określonych dla trzech alternatywnych technologii, tj.: nadkrytycznego bloku węglowego zintegrowanego z instalacją CCS (SCPP+CCS), układem turbin gazowych (SCGT) oraz kombinowanym blokiem gazowo-parowym (CCGT).

EN

The paper shows the results of calculations for a concept assuming the connection of the supercritical coal-fired power plant (SCPP, so-called reference unit) with the gas turbine installation and heat recovery system. The components of this system were: a supercritical heat recovery steam generator and two flue-gases heat exchangers used for preheating of condensate and of feed water. The presence of heat exchangers permits to replace regeneration and to obtain in consequence higher nominal power rating of steam turbine. For the reference unit and assumed structure of multi-fuel hybrid cycle (MFHC) the key indicators of the thermodynamic and ecologic evaluation were defined. The analyses were carried out for assumed gas turbine model, i.e. GE MS9171. In the course of investigation the levels of 2 defined in the paper ratios of regeneration replacement were changed. The values of thermodynamic and ecologic effectiveness obtained for two specified values of regeneration replacement ratios were compared with values of effectiveness indicators obtained for reference unit and 3 alternative technologies. These technologies were: supercritical coal-fired power plant integrated with CCS installation (SCPP+CCS), simple cycle gas turbine (SCGT) and combined cycle gas turbine (CCGT).

3

Szeregowe sprzężenie nadkrytycznego bloku węglowego z instalacją turbiny gazowej

Bartela Ł., Liszka M.

Rynek Energii

|

2009

|

nr 6

111-116

PL

W artykule zaprezentowano rezultaty analizy termodynamicznej nadkrytycznego bloku węglowego nadbudowanego instalacją turbiny gazowej. Ingerencje w scharakteryzowany w treści artykułu układ referencyjny polegały na stopniowej eliminacji wymienników regeneracyjnych i zastępowaniu ich wymiennikami zasilanymi spalinami wylotowymi z turbiny gazowej. W procesie eliminacji zwiększano moc zespołu turbiny gazowej zgodnie z założonym typoszeregiem, co pozwalało na zastępowanie coraz większej liczby wymienników regeneracyjnych. Eliminację dla turbiny o najmniejszej przewidzianej mocy rozpoczęto od wymiennika scharakteryzowanego przez najwyższy poziom temperatury czynnika obiegowego siłowni. Symulacje dla kolejnych ingerencji w układ referencyjny prowadzone były zgodnie z przyjętymi kryteriami odnoszącymi się do założonych granicznych wartości wybranych wielkości charakterystycznych. Celem badań było określenie wartości głównych wskaźników oceny termodynamicznej, które zostały zdefiniowane w treści artykułu.

EN

The paper shows the results of thermodynamic analysis of a supercritical coal fired power plant integrated with gas turbine installation. The interferences into the reference plant characterized in the paper consisted on successive elimination of regenerative exchangers and replacing them by the exchangers fed with exhaust gases from the gas turbine installation. This variant permits on the partial or entire replacement of regeneration exchangers - high- or low pressure. In calculations the number of replaced regenerative heat exchangers was determined by the sum of ratios of replace of regeneration defined separately for every heat exchanger. In the process of elimination, the power rating of the gas turbine unit was increasing in accordance with the established series of types, what permitted for the substitution of an increasing number of regenerative heat exchangers. In simulations the constant values of characteristic parameters of gas turbine for each power rating level were assumed. Elimination for the turbine with the smallest predicted power began from the heat exchanger characterized by the highest temperature level of the circulating medium of the power plant. Simulations for further interferences into the reference system were conducted in accordance with established criteria relating to the desired limit values of selected characteristic parameters. The aim of this study was to determine the values of the key indicators of the thermodynamic evaluation, which are defined in the paper content. For analyzed variants the overall surface area of flue gases/water heat exchangers was calculated.

4

Równoległe współspalanie biomasy w nadkrytycznym bloku węglowym - Część II

Kotowicz J., Bartela Ł.

Rynek Energii

|

2009

|

nr 1

53-58

PL

W artykule rozpatrzono metodę równoległego współspalania biomasy drzewnej w kontekście jej adaptacji w nadkrytycznym bloku węglowym. Analizę oparto o wskaźnik ujmujący udział energii wytwarzanej na bazie biomasy w całkowitej produkcji energii elektrycznej. Rozpatrzono dwa podstawowe rozwiązania metody równoległego współspalania w wielu szczegółowych opcjach ingerencji w układ referencyjny. W pierwszej kolejności analizie poddano włączenie w strukturę nadkrytycznego bloku węglowego kotła wodnego opalanego biomasą. Rozwiązania te pozwalają na częściowe lub całkowite zastąpienie wymienników regeneracyjnych - nisko lub wysokoprężnych. W tym zakresie artykuł jest uzupełnieniem informacji zawartych w części I [5]. Drugim analizowanym rozwiązaniem był układ hybrydowy dwóch kotłów parowych. Rozwiązanie takie zakłada nadbudowę układu referencyjnego kotłem parowym opalanym biomasą pracującym na jednym kolektorze z podstawowym kotłem węglowym. Otrzymane wartości udziałów dla wszystkich rozpatrywanych wariantów zestawiono z 7,5-procentową wartością wynikającą z zapisów ustawy. Dla analizowanych rozwiązań wyznaczono minimalny strumień biomasy, który pozwoli na spełnienie zobowiązań ustawowych. Analiza taka pozwala na ocenę poszczególnych rozwiązań w kontekście problemów ekonomiczno-logistycznych jakie dotykają współczesnych, wielkoformatowych użytkowników biomasy drzewnej.

EN

In the paper the method of parallel co-firing of biomass in the context of their adaptation in supercritical coal fired plant was considered. The analysis based on the share of electrical energy generated by the application of biomass in the entire amount of energy produced in the power plant. Two basic variants of method of parallel co-firing of biomass in many options of interference into reference system were considered. In first step of the analysis the inclusion of the biomass fired water boiler into structure of the system was examined. These variants permit on the partial or entire replacement of regeneration exchangers - high- or low pressure. In this range the article is a supplement of the information contracted in part I. As second option of parallel co-firing the hybrid system of two steam boilers was analyzed. Such variant founds the superstructure of reference system with the biomass fired steam boiler connected with main steam collector. The values of share of all the considered variants are being compared with a 7,5 percentage resulting from instruction. For analyzed variants the minimum flow of biomass which permits on the realization of statutory obligations was calculated. Such analysis permits on classifying of each variants in the context of economic and logistic problems which touch present users of biomass.

5

Równoległe współspalanie biomasy w nadkrytycznym bloku węglowym - Część I

Kotowicz J., Bartela Ł.

Rynek Energii

|

2008

|

nr 6

69-74

PL

W artykule zaprezentowano rezultaty analizy nadkrytycznego bloku węglowego, w którym wymienniki regeneracyjne zostały zastąpione kotłem wodnym opalanym biomasą. Technologię klasyfikowaną w grupie metod równoległego spalania biomasy z węglem przedstawiono jako alternatywę dla aktualnie użytkowanych metod bezpośrednich. Wszystkie analizowane przypadki badano pod kątem ich adaptacji w układzie referencyjnym, który został scharakteryzowany w treści artykułu. Rozpatrzono szereg opcji zastąpienia zarówno wymienników wysoko-, jak i niskoprężnych. W przypadku zastąpienia wymienników umieszczonych na nitce wody zasilającej rozpatrywano trzy warianty wykorzystania pary nadmiarowej, powstałej na skutek likwidacji upustów wysokoprężnej części turbiny. Analizę oparto na zdefiniowanych w treści artykułu wskaźnikach efektywności energetycznej.

EN

In the paper are presented the results of the analysis of a supercritical coal fired power plant wherein one or more regeneration exchangers are replaced by a water boiler combusting biomass. The technology classified in the group of methods of parallel co-firing of biomass and coal is an alternative with relation to the actually applied direct methods. All analyzed cases were investigated in consideration of their adaptation in the reference system, which became characterized in the article. A lot of variants of the configuration of replacement high- and low-pressure regeneration were considered. The replacement of high-pressure exchangers was considered for three options of utilization of an additional steam, resultant in consequence of the liquidation of bleeders of the high-pressure part of the turbine. The analysis based on energy effectiveness coefficients defined in the article.