Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analyzing of thermodynamic parameters of 300 MW power plant in four different methods of repowering using GateCycle software

Harutyunyan A., Badyda K., Wołowicz M.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 5

87--97

EN

In this presented paper the concept of repowering in existing steam cycle power plant was discussed. Mentioned 300 MW steam cycle power plant is located on 1724 m above sea level and equipped with once-trough steam boiler with supercritical parameters and powered by natural gas. Using commercial software, four different repowering methods has been simulated on that power plant. There were feed water heating repowering method, hot windbox repowering method, parallel hot windbox repowering method and complete repowering method with maximum supplementary firing. Then thermodynamic analysis of power plant model before and after each repowering method has been investigated. To that end three different gas turbines has been used: Siemens V84.2, ABB GT11N2 and Alstom GT13E2 types. To analyze the models, calculations were performed with two stages: 1) calculation and analyzes of thermodynamic parameters as well as carbon dioxide (CO2) emissions of the power plant model in mentioned above cases. 2) Calculations of thermodynamic parameters in values 100, 90, 80, 70, 60 and 50 % of the power plant net cycle power in the different cases to show the advantage of different repowering methods behavior in part loads.

PL

W artykule została przedstawiona koncepcja modernizacji istniejącego układu siłowni parowej. Siłownia ta zlokalizowana jest na wysokości 1724 m nad poziomem morza. Siłownia generuje moc 300 MW, wyposażona jest w kocioł przepływowy na parametry nadkrytyczne i zasilana jest gazem ziemnym. Wykorzystując komercyjne środowisko numeryczne została przeprowadzona symulacja czterech wariantów modernizacji siłowni. Poszczególne warianty to podgrzew wody zasilającej, metoda „hot windbox”, metoda „parallel hot windbox” oraz zastąpienie kotła gazowego turbiną gazową. Została wykonana analiza termodynamiczna przed modernizacją oraz po zastosowaniu każdej z metod. Przeanalizowano zastosowanie trzech różnych turbin gazowych: Siemens V84.2, ABB GT11N2 oraz Alstom GT13E2. W celu przeanalizowania wariantów obliczenia przeprowadzono w dwóch krokach: 1) Obliczenia i analiza termodynamiczna parametrów pracy siłowni oraz emisji dwutlenku węgla dla rozważanych wariantów. 2) Obliczenia parametrów termodynamicznych dla różnego obciążenia układu siłowni, tj. 100, 90, 80, 70, 60 oraz 50% mocy w celu zaprezentowania zachowania różnych metod modernizacji w zakresie obciążeń częściowych.

2

Badania złączy doczołowych rur ze stali bainitycznej 7CrMoVTiB10-10 (T24) stosowanej do wytwarzania elementów kotłów na parametry nadkrytyczne

Kwieciński K., Urzynicok M., Słania J., Jachym R.

Dozór Techniczny

|

2016

|

z. 3

8--14

PL

Dynamiczny rozwój stali stosowanych w energetyce do budowy elementów kotłów o parametrach nadkrytycznych stwarza nowe wyzwania spawalnicze. Każda nowa stal, która zostaje zastosowana w elementach ciśnieniowych kotłów energetycznych, musi przejść wiele prób, szczególnie jeśli chodzi o gięcie i spawanie, aby możliwe było opracowanie technologii umożliwiających bezproblemowe wykonanie oraz montaż instalacji kotłowych. Przykładem takiej stali jest 7CrMoVTiB10-10 znana również jako T/P24. W publikacji scharakteryzowano badany materiał, omówiono proces przygotowania próbek do spawania, wykorzystano materiały dodatkowe, a także przedstawiono wyniki badań metalograficznych oraz mechanicznych wykonanych złączy. W zakończeniu artykułu omówiono także problemy, które pojawiły się przy wykonywaniu omawianych złączy.

EN

A dynamic development of steels for components for usc boilers used in fossil fired power plants creates new welding problems. Every new steel grade which will used for pressure components in power plants boilers has to be precisely tested. The most important processes that require profound research are bending and welding. It is crucial to examine all new steel grades use the knowledge to elaborate technologies which could be used during prefabrication and assembly of der installations As an example 7CrMoVTiB10 10 also known as T/P24 is given. The tested material was characterised in the publication and the process of preparation of samples for, welding used filler material and the results of metallographic and mechanic testes were discussed. In the end of the publication, the problems which occurred during joints’ preparation were presented.

3

Numeryczno-doświadczalna analiza pracy bloku energetycznego na parametry nadkrytyczne w stanach ustalonych

Rusiński E., Czmochowski J., Górski A., Paduchowicz M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2014

|

R. 55, nr 4-5

207--212

PL

W artykule zajęto się opracowaniem metodyki przeprowadzania symulacji numerycznych z wykorzystaniem metody elementów skończonych i badań doświadczalnych wybranych obiektów wyspy kotłowej bloku energetycznego na parametry nadkrytyczne dla stanu jego pracy ustalonej, odpowiadającej mocy maksymalnej bloku. W wyniku przeprowadzonych obliczeń otrzymano rozkład warstwic naprężeń zredukowanych oraz przemieszczeń wybranych podzespołów. W następnej kolejności przeprowadzono badania na reprezentatywnym obiekcie rzeczywistym, polegające min. na pomiarze drgań, przemieszczeń i pola temperatury. Wyniki pomiarów zostały porównane z rezultatami obliczeń, w celu walidacji modeli numerycznych [1, 2].

EN

It is indicated methodology of selected power boiler components numerical simulation and research in the article. All of the researches focuses on supercritical power unit steady state operations. Reduced stress and displacement distributions were the results of the calculation using FEM method. That was it made measurements of vibrations and temperature field on the power plant equipment real objects. The results both of analysis were compared at the end to make validation of numerical models. Thus the results of the calculations will be able to use to predict durability of power unit supercritical main components

4

Doświadczenia związane z utrzymaniem czystości układu wodno-parowego kotła na parametry nadkrytyczne

Gawron P.

Energetyka

|

2014

|

nr 12

785--788

PL

Utrzymanie dobrego stanu technicznego powierzchni wymiany ciepła w kotłach energetycznych, w tym wysokiej czystości powierzchni wewnętrznej rur kotłowych, jest bardzo istotnym czynnikiem wpływającym na dyspozycyjność pracy urządzeń cieplno-mechanicznych elektrowni. Zagadnienie istotne dla konwencjonalnych kotłów energetycznych nabiera szczególnego znaczenia dla kotłów pracujących przy parametrach nadkrytycznych, gdzie cieplno-chemiczne i hydrauliczne warunki pracy oraz rozwiązania konstrukcyjne parowników kotłów wymuszają konieczność zapewnienia bardzo wysokiej czystości powierzchni rur pracujących na styku z fazą nadkrytyczną. W artykule przedstawiono doświadczenia Zakładu Chemii Energetycznej Pro Novum sp. z o.o. związane z kompleksowym podejściem do utrzymania wysokiej czystości układu wodno-parowego kotłów na parametry nadkrytyczne.

EN

An important factor influencing the availability of devices thermo-mechanical power is to maintain the good condition of the heat transfer surface in power boilers, especially high purity of the inner surface of the boiler tubes. The basic problem for conventional boilers is important for boilers working at supercritical parameters. Thermo-chemical and hydraulic conditions of work and design solutions to ensure the evaporators boilers require very high purity of the pipe working with supercritical phase. The paper presents the experience of Pro Novum company associated with the right approach to maintain high purity of water-steam boilers with supercritical parameters.

5

Termodynamiczne oraz ekologiczne skutki zintegrowania elektrociepłowni węglowej z instalacją separacji dwutlenku węgla

Bartela Ł., Skorek-Osikowska A., Kotowicz J.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 6

97--102

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz termodynamicznych oraz ekologicznych integracji elektrociepłowni na parametry nadkrytyczne z absorpcyjną instalacją separacji CO2. Rozpatrzono dwa warianty integracji różniące się pomiędzy sobą sposobem zasilania w ciepło procesu desorpcji. W pierwszym wariancie rozpatrzono pobór pary z upustu turbiny parowej. Drugi wariant zakładał dodatkowe zintegrowanie bloku z zewnętrznym źródłem ciepła jakim jest układ turbiny gazowej. Dla zobrazowania efektów integracji analizy przeprowadzono również dla bloku, który nie został zintegrowany z instalacją separacji. Niezależnie od rozpatrywanego wariantu obliczenia projektowe prowadzone były dla uzyskania mocy brutto na poziomie 320 MW dla warunków pracy w czystej kondensacji. Dla każdego analizowanego w pracy wariantu określono średnioroczne wskaźniki oceny efektywności termodynamicznej oraz wskaźniki emisji dwutlenku węgla. Wszystkie wskaźniki zdefiniowane zostały na dwa sposoby, tj. wyłącznie z uwzględnieniem bilansu bloku elektrociepłowni oraz z uwzględnieniem prócz bloku również pozostałych źródeł ciepła pracujących na potrzeby sieci ciepłowniczej.

EN

This paper presents the results of a thermodynamic and economic analysis of the integration of a supercritical combined heat and power plant with an absorption CO2 separation installation. Two variants of integration were considered differing from each other in the way of heat supply for the stripping process. In the first variant the use of steam extracted from a steam turbine was examined. The second variant of the unit included additional integration of the system with an external heat source, i.e. the gas turbine system. To illustrate the effects of the integration, the analysis was also performed for the block that was not integrated with the separation installation. Regardless of the variant, the calculations were carried out to obtain a gross electric power of 320 MW for the pure condensation conditions. For each variant analyzed in the paper an average annual indicators of the thermodynamic effectiveness and emission of carbon dioxide were determined. All indicators were defined in two ways, i.e., taking into account only the balance of the heat and power plant and also, taking into account additionally, apart the unit, other heat sources working for the district heating network.

6

Selected design and construction aspects of supercritical steam generators for high temperature reactors

Przybylski M., Głuch J.

Archiwum Energetyki

|

2012

|

T. 42, nr 2

113--120

EN

Article presents design and construction considerations on supercritical (once-through) steam generator using high and very high temperature reactor cores as heat source. Helical-coil steam generators are preferred over other types of design thanks to their increased heat transfer rate and compactness. Applicable modernised Rankine cycle and changes in thermophysical parameters of water in the neighbourhood of critical and pseudocritical points are examined. Correlations determining heat transfer coefficient are analysed in order to select the most applicable among them. Critical design aspects of such a supercritical nuclear steam supply system are discussed.

PL

Omówiono wybrane zagadnienia konstrukcji i projektowania przepływowych wytwornic pary współpracujących z rektorami wysoko i bardzo wysoko temperaturowymi. Wytwornice pary o powierzchni wymiany ciepła w formie koncentrycznych spiral wielozwojowych są preferowanym typem dzięki intensyfikacji wymiany ciepła, której towarzyszy redukcja wymiarów zewnętrznych. Przedstawiony został stosowny obieg Rankine’a oraz przeanalizowane zmiany parametrów termofizycznych wody w otoczeniu punktu krytycznego i pseudokrytycznych. Artykuł zawiera analizę i uzasadnienie doboru korelacji określających intensywność procesu przejmowania ciepła przez wodę w stanie nadkrytycznym oraz stosowne poprawki umożliwiające stosowanie jej w przypadku omawianego typu konstrukcyjnego wytwornicy pary.

7

Preliminary selection of the basic geometry of turbine stages for a supercritical turbine in a heat and power plant

Łukowicz P., Bartela Ł.

Archiwum Energetyki

|

2011

|

T. 41, nr 3-4

167-183

EN

The paper presents the results of preliminary design calculations of the high- and intermediate units of a supercritical turbine proposed for a heat and power plant. District water heaters connected in series are fed by the outlets of the intermediate part. A one- and two-dimensional model of flow through the blade rings of the stages were used in the design calculations. The solution resulted in the number of stages in the given turbine part, the optimum drops in enthalpy in them and the basic geometry of the stages (blade length and the distribution of geometrical blade angles along the radius). The calculation results of the heat and power plant cycle for the design conditions were the input data for the calculations of the geometry of stages. The results constitute input data to calculate the heat and power plant cycle for different operating conditions.

PL

W pracy przedstawiono wyniki wstępnych obliczeń projektowych wysoko i środo-prężnych części turbiny proponowanej dla elektrociepłowni. Połączone szeregowo wymienniki wody ciepłowniczej zasilane są parą z upustów części nisko-prężnej turbiny. W obliczeniach wykorzystano zarówno modele jedno jak i dwu-wymiarowe. W wyniku obliczeń uzyskano liczbę stopni w poszczególnych częściach jak i optymalne spadki entalpii oraz podstawowa geometrię stopni (długości łopatek oraz wielkości kątów łopatkowych wzdłuż promienia). Warunkami brzegowymi do zrealizowanych obliczeń były wyniki obliczeń bilansowych bloku elektrociepłowni. Natomiast wyniki obliczeń projektowych turbiny posłużyły do obliczeń bloku przy zmiennym obciążeniu.

8

Influence of material properties on the stress state and life time of rotors in supercritical steam turbines

Rusin A., Lipka M., Łukowicz H.

Archiwum Energetyki

|

2010

|

nr 1/2

115-129

EN

Supercritical power units in which the working medium parameters of both temperature and pressure reach high values call for the use of appropriate materials. With the temperature range of 600-620 °C it is possible to use steel with the 9-12% content of chromium. In this group of chromium steels there are some sorts which, with a slightly different chemical composition, show significantly different thermal and mechanical properties. The paper presents an analysis of the stress state in a turbine rotor which operates with the working medium of the temperature range of 600-620 °C, and is made of various sorts of the 9-12% Cr steel. Material properties are discussed in the context of their influence on the stress amplitude in the unsteady state of operation, and on the stress in the rotors in steady state conditions.

PL

Bloki nadkrytyczne, w których czynnik roboczy osiąga wysokie wartości parametrów, zarówno temperatury jak i ciśnienia, wymagają zastosowania odpowiednich materiałów. W zakresie temperatur 600-620 °C możliwe jest stosowanie stali o zawartości 9-12% chromu. W tej grupie stali można wyodrębnić kilka gatunków, które różnią się nieco składem chemicznym i dość jstotnie własnościami cieplnymi i mechanicznymi. Przeanalizowano stan wytężenia elementów wirników turbin pracujących z czynnikiem roboczym o temperaturze 600-620 °C, wykonanych z różnych gatunków stali z grupy 9-12% Cr. Omówiono wpływ własności materiałowych na amplitudę naprężeń w nieustalonych stanach pracy oraz na naprężenia w wirnikach w warunkach ustalonych.

9

Modelling of heat and flow phenomena occuring in waterwall tubes of boilers for supercritical steam parameters

Zima W., Grądziel S., Cebula A.

Archives of Thermodynamics

|

2010

|

Vol. 31, no. 3

19-31

EN

In this paper a mathematical model enabling the analysis of the heat-flow phenomena occurring in the waterwalls of the combustion chambers of the boilers for supercritical parameters is proposed. It is a one-dimensional model with distributed parameters based on the solution of equations describing the conservation laws of mass, momentum, and energy. The purpose of the numerical calculations is to determine the distributions of the fluid enthalpy and the temperature of the waterwall pipes. This temperature should not exceed the calculation temperature for particular category of steel. The derived differential equations are solved using two methods: with the use of the implicit difference scheme, in which the mesh with regular nodes was applied, and using the Runge-Kutta method. The temperature distribution of the waterwall pipes is determined using the CFD. All thermophysical properties of the fluid and waterwall pipes are computed in real-time. The time-spatial heat transfer coefficient distribution is also computed in the on-line mode. The heat calculations for the combustion chamber are carried out with the use of the zone method, thus the thermal load distribution of the waterwalls is known. The time needed for the computations is of great importance when taking into consideration calculations carried out in the on-line mode. A correctly solved one-dimensional model ensures the appropriately short computational time.

10

Optimization of steam cycles with respect to supercritical parameters

Piwowarski M.

Polish Maritime Research

|

2009

|

S 1

45-51

EN

This paper contains an analysis of supercritical power stations have been presently built worldwide. The analysis concerns cycles with single and double interstage superheating and, additionally, with regenerative feed water preheating system equipped with six, seven, eight, nine and ten regenerative heat exchangers, respectively. Relevant calculations were performed for various values of fresh steam temperature and pressure, various pressure values of secondary superheating, as well as with value of condenser internal pressure maintained constant. The calculations show that to increase efficiency of steam cycle with double interstage superheating and extended regeneration even to a value greater than 51%, is possible. In the age of greater and greater demand for electric power and stronger and stronger limitations imposed on emission of noxious compounds to the atmosphere, the developing of power production technologies based on supercritical parameters seems inevitable.

11

Modelowanie siłowni na parametry nadkrytyczne przy zmiennych warunkach pracy układu chłodzenia

Wróblewski W., Dykas S., Rulik S.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2008

|

Vol. 13, spec. iss. 2/2

255--261

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 was presented. 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 was discussed. The results were presented and the investigations were summed up.

12

Materiałoznawstwo w energetyce XXI wieku

Kozłowski R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 7-8

297-300

PL

Początek nowego wieku stawia przed energetyką nowe wymagania. Dotyczą one głównie konieczności poszukiwania nowych, proekologicznych źródeł energii zaspakających rosnące zapotrzebowanie na energię przy zapewnieniu bezpieczeństwa energetycznego. Wymaga to adaptacji istniejących źródeł energii. konieczne staje się doskonalenie materiałów dotychczas stosowanych lub zastosowanie nowych materiałów. Wyniki badań materiałów spełniających zadania stojące przed energetyką XXI wieku i opracowane technologie ich wytwarzania zamieszczono w niniejszej pracy.

EN

The beginning of the new century puts on energetics new requirements. They concern mainly searching for the proekological sources witch can not only satify the growing demand for energy but also assure the energy safety. It requires either the adaptation of existing sources of energy (to work at the supercritical values of parameters) or the utilization of the renewable sources of energy. Thus, there is a need to improve the proprieties of hitherto used materials or to apply new materials. Results of the investigations into the materials for energetics of the 21 st century and technology of their production, have been presented in the paper.

13

Kotły fluidalne z warstwą cyrkulacyjną na parametry nadkrytyczne

Nowak W., Bis Z.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2004

|

nr 5

29-35

PL

Przedstawiono analizę wyboru technologii fluidalnego spalania na parametry nadkrytyczne dla kotła CFB 460 MW dla Elektrowni Łagisza. Omówiono wybrane moduły i elementy kotła. Wykazano zalety kotła CFB decydujące o trafności wyboru technologii.

EN

Analysis of selection of circulating fluidised bed technology with supercritical parameters for 460 MW CFB boilers at Łagisza Power Plant is presented. Some modules and elements of the boiler are discussed. Advantages of CFB boiler that prove selection of technology are demonstrated.

14

Pierwszy na świecie kocioł fluidalny na parametry nadkrytyczne dla Elektrowni Łagisza

Energetyka

|

2003

|

nr 10-11

699-702

15

Badania zmęczeniowe w zakresie małej liczby cykli stali HCM12A na elementy kotłów o parametrach nadkrytycznych.

Cieśla M., Niewielski G., Pasternak J.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 3-4

193-196

PL

Przedstawiono wymagania stawiane materiałom stosowanym na nadkrytyczne elementy instalacji energetycznej. Sporządzono charakterystyki cyklicznego osłabienia, a także opracowano modele matematyczne trwałości zmęczeniowej i cyklicznego odkształcenia stali ferrytycznej w temperaturze otoczenia, 600 oraz 650 stopni Celsjusza. Omówiono zachowanie się stali MCM12A przeznaczonej do pracy w temperaturze nadkrytycznej w warunkach zmęczenia niskocyklowego.

EN

Requirements for materials used in supercritical elements of the power industry systems have been presented. Characteristics of the cyclic weakening were made and mathematical models of fatigue durability and cyclic strain of the ferrite steel at ambient temperature, 600 and 650 degrees centigrade were developed. Behaviour of the HCM12A steel used to work at supercritical temperature in the low cycle fatigue conditions was discussed.