Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykorzystanie akumulacji ciepła do zmniejszenia minimum technicznego bloku energetycznego

Rączka P.

Rynek Energii

|

2018

|

Nr 6

27--33

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń modelem matematycznym obiegu cieplnego bloku energetycznego klasy 370 MWe zasilanego węglem kamiennym. Obliczenia koncentrowały się na określeniu maksymalnego zmniejszenia generowanej czynnej mocy elektrycznej przez blok przy wykorzystaniu akumulacji ciepła. Analizowano różne warianty minimalizacji mocy elektrycznej turbozespołu przy pozostawieniu na bezpiecznym poziomie, równym minimum technicznemu, wydajności cieplnej kotła. Obliczenia wykazały, że najbardziej efektywnym wariantem jest pobór pary do zasilania akumulatora z wylotu kadłuba WP (upust A7). Przy redukcji ciśnienia pary upustowej uzyskano minimum mocy elektrycznej bloku równe 139,7 MW (przy braku redukcji ciśnienia 159 MW). W obu przypadkach następuje spadek sprawności generacji energii elektrycznej brutto przez blok do odpowiednio 31,75% i 36,13%. Przy założeniu pracy w dolinie nocnej przez 6 godzin obliczone pojemności cieplne akumulatora wynoszą odpowiednio ok. 767 MWh i 370 MWh. Proces rozładowania akumulatora ciepła następuje w szczycie zapotrzebowania na moc elektryczną przy mocy maksymalnej trwałej bloku równej 386 MW. Realizowane jest to poprzez skierowanie do akumulatora kondensatu zza pompy kondensatu i ograniczenie pracy znacznej części regeneracji niskoprężnej (brak poboru pary z upustów od A1 do A3/A4). W ten sposób następuje szybszy przyrost mocy bloku i wzrost sprawności generacji energii elektrycznej brutto do odpowiednio 43,50% i 42,50%.

EN

In this article, a technical feasibility study of TES (thermal energy storage) integration into a 370 MW subcritical hard coal conventional power plant is presented. The calculations were focused on determining minimum load level of the power plant using TES. Various options were analyzed while leaving on 180 MWe boiler load. The calculations have shown that the most effective option for TES charging process is steam extraction located before the reheater. When reducing the pressure of the extracted steam, a minimum of 139.7 MW steam turbine load was obtained (without pressure reduction 159 MW). In both cases, the gross efficiency decreases to 31.75% and 36.13% respectively. The calculated thermal capacity of TES is approximately 767 MWh and 370 MWh respectively (charging for 6 hours). The TES discharging takes place at the peak power demand at the maximum load 386 MW by directing the condensate from the condensate pump to TES and limiting the mass flow rate of extracted steam for low pressure preheating. It allows to increase power plant ramp rates and increase the gross efficiency to 43.50% and 42.50% respectively.

2

Poprawa sprawności cieplnej bloków energetycznych poprzez wykorzy-stanie odzyskanego ciepła odpadowego

Rączka P.

Rynek Energii

|

2016

|

Nr 1

80--86

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń wpływu wykorzystania ciepła odpadowego odzyskanego w podkry-tycznym bloku energetycznym na jego sprawność. Odzysk ciepła odpadowego (jawnego i utajonego) następuje poprzez schłodzenie spalin wylotowych kotła parowego z paleniskiem pyłowym, zasilanego węglem kamiennym lub brunatnym, pracującego w bloku energetycznym o mocy 370 MW. Odzyskane ciepło odpadowe zostaje wykorzystane do podgrzewu kondensatu, przepływającego przez niskoprężne podgrzewacze regeneracyjne, zastępując ciepło w parze upustowej. W celu określenia wpływu proponowanego rozwiązania na sprawność bloku zbudowano modele matematyczne obiegu cieplnego bloku. Uzyskane wyniki wskazują na możliwość podniesienia sprawności cieplnej bloku netto od 0,29 % (węgiel kamienny) do prawie 1,2 % (węgiel brunatny), przy czym istnieje bariera pełnego wykorzystania odzyskanego ciepła w turbozespole bloku zasilanego węglem brunatnym. Istnieje możliwość jego pełnego wykorzystania i dalszego zwiększenia sprawności poprzez zastosowanie ciepła odpadowego np. w celu wstępnego podgrzewu powietrza do spalania kierowanego do kotła.

EN

The analysis of the impact of the waste heat utilization recovered in the sub-critical power unit was presented. The waste heat (sensible and latent) is recovered from flue gas of a PF steam boiler fired hard coal or lignite operated in a 370 MW power unit. The recovered waste heat is used to preheat the condensate flowing through the low-pressure regenerative preheaters, replacing the heat in a bleed steam. To determine the effect of the proposed solution on the thermal efficiency the mathematical models of a 370 MW sub-critical power unit was developed. The results indicate the possibility of increasing the thermal efficiency of the power unit from 0.29% net (hard coal) to nearly 1.2% net (lignite) and there is still a much more waste heat to utilize in the lignite fired unit. But there is a limit of a full utilization of the recovered heat in the 370 MW power unit. It is possible to make a full utilization and further increase the efficiency by the use of waste heat for pre-heating the combustion air.

3

Projektowanie kondensacyjnego wymiennika ciepła odpadowego

Rączka P., Wójs K.

Rynek Energii

|

2014

|

Nr 2

87--92

PL

W pracy przedstawiono algorytm obliczeń wymiennika ciepła typu spaliny/woda z kondensacją pary wodnej zawartej w spalinach. Algorytm wykorzystano do obliczeń projektowych wymiennika ciepła w skali laboratoryjnej symulującego odzysk ciepła ze spalin z kotła z paleniskiem pyłowym zasilanym węglem brunatnym pracującego w bloku energetycznym 900MWe. Zaprojektowano wymiennik o mocy cieplnej 46,4kW wraz z generatorem spalin symulującym spaliny o dowolnym składzie chemicznym. Do obliczeń wymiany ciepła i masy, pozwalających obliczyć pole wymiany ciepła, wykorzystano algorytm VDI. Zdobyte doświadczenie projektowe oraz prowadzone następnie na zbudowanym stanowisku laboratoryjnym badania były podstawą do zbudowania wymiennika w skali pilotowej pracującego w jednej z polskich elektrowni.

EN

The paper presents the construction of calculation algorithm for a flue gas/water waste-heat exchanger with condensation of water vapour contained in flue gas. Calculation results obtained with the use of the VDI algorithm allowed taking into account mass and heat transfer and the condensation of water vapour for flue gas temperatures above the water dew point. The algorithm was used for calculations of the area of a heat exchanger in laboratory scale with a capacity of 46,4 kW. Flue gas of a pulverized brown coal fired steam boiler operating in a 900 MWe power unit was simulated too. The experience gained in design and the laboratory tests were the basis to build a pilot-scale heat exchanger working at one of the Polish power stations.

4

Methods of Thermal Calculations for a Condensing Waste-Heat Exchanger

Rączka P., Wójs K.

Chemical and Process Engineering

|

2014

|

Vol. 35, nr 4

447--461

EN

The paper presents the algorithms for a flue gas/water waste-heat exchanger with and without condensation of water vapour contained in flue gas with experimental validation of theoretical results. The algorithms were used for calculations of the area of a heat exchanger using waste heat from a pulverised brown coal fired steam boiler operating in a power unit with a capacity of 900 MWe. In calculation of the condensing part, the calculation results obtained with two algorithms were compared (Colburn-Hobler and VDI algorithms). The VDI algorithm allowed to take into account the condensation of water vapour for flue gas temperatures above the temperature of the water dew point. Thanks to this, it was possible to calculate more accurately the required heat transfer area, which resulted in its reduction by 19 %. In addition, the influence of the mass transfer on the heat transfer area was taken into account, which contributed to a further reduction in the calculated size of the heat exchanger - in total by 28% as compared with the Colburn-Hobler algorithm. The presented VDI algorithm was used to design a 312 kW pilot-scale condensing heat exchanger installed in PGE Belchatow power plant. Obtained experimental results are in a good agreement with calculated values.

5

Porównanie wybranych konstrukcji wymienników ciepła pracujących w układzie odzysku ciepła odpadowego ze spalin wylotowych

Szulc P., Tietze T., Rączka P., Wójs K.

Archiwum Energetyki

|

2013

|

T. 43, nr 1/2

11--30

EN

This paper describes the state-of-the-art on the methods of waste heat recovery from flue gases in coal-fired power units. The different types of heat exchangers for recovery waste heat from the flue gases in the coal-fired plants were compared. The calculations use two mathematical models for calculations one is based on the balance mean values and the second one on the VDI model with the Colburn-Hagen method. The results of calculations for heat exchangers operating in the cross flow configuration, as well as with horizontal tubes or the multi-pass were compared.

PL

W pracy przedstawiono stan wiedzy w zakresie metod odzysku ciepła odpadowego ze spalin wylotowych w blokach energetycznych elektrowni węglowych. Porównano różne typy wymienników ciepła do odzysku ciepła odpadowego ze spalin w bloku energetycznym elektrowni węglowej. W obliczeniach wykorzystano dwa modele matematyczne bilansowy opierający się na uśrednionych wartościach cieplnych i przepływowych oraz model VDI Heat Atlas (VDI Wrmeatlas) [10] w połączeniu z metodą Colburna-Hagena. Wszystkie obliczenia wykonano z wykorzystaniem programu Mathcad. Przedstawiono wyniki obliczeń dla kondensacyjnych wymienników ciepła (z poziomym i krzyżowym układem rur chłodzących) oraz dla wielobiegowych bezkondesacyjnych wymienników ciepła.

6

Efekty ekonomiczno-eksploatacyjne spalania biomasy w przedpalenisku kotła energetycznego

Karcz H., Głąbik R., Kantorek M., Modliński Z., Rączka P., Zmyślony J., Folga K., Rzepa K., Kosiorek-Herbuś A.

Energetyka

|

2010

|

nr 2

115-127

PL

W polskiej energetyce zawodowej w coraz szerszym zakresie realizuje się program produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Według krajowych doświadczeń najczęściej spotyka się technologię energetycznego wykorzystania biomasy poprzez bezpośrednie współspalanie pyłu drzewnego z pyłem węglowym, w konwencjonalnych układach młynowo-palnikowych lub przez współspalanie gazu pirolitycznego i węgla drzewnego wytworzonych w konwencjonalnych zgazowarkach do drewna. Są to jednak inwestycje kapitałochłonne o dużym stopniu ryzyka eksploatacyjnego, dużym ryzyku bezpieczeństwa i efektach eksploatacyjnych na poziomie 5-7% udziału masowego biomasy w stosunku do ilości spalanego węgla. Zaproponowano technologię opartą na spalaniu biomasy w przedpalenisku kotła. Technologia ta umożliwia wytworzenie do 40% energii wyprodukowanej w kotle macierzystym.

EN

Program of energy production from renewable sources becomes more and more popular in the Polish power industry. According to our domestic experience, the most often applied is the technology of biomass utilization for energy generation through either direct co-combustion of wood dust and coal dust in a conventional pulverizer-burner system or co-combustion of pyrolytic gas and charcoal produced in conventional wood gasifiers. However, they are the capital consuming investments with a high degree of operational risk, low safety factor and exploitation effects on the level of 5-7% of biomass mass fraction compared with the quantity of combusted coal. Suggested is application of a technology based on biomass combustion in a forefurnace of a boiler. This technology enables generation of up to 40% of energy produced in a mother boiler.

7

Emisja tlenku azotu podczas współspalania węgla z biomasą : doświadczenia z badań w skali laboratoryjnej

Kruczek H., Miller R., Rączka P., Tatarek A.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2004

|

Vol. 9, Sp. 2/1

506-517

PL

Wykorzystanie biomasy na cele energetyczne prowadzi do zachowania zasobów paliw kopalnych (węgiel, ropa naftowa), utylizacji odpadów poprodukcyjnych (np. py! drzewny, trociny, kora) i pozostałości z rolnictwa (np. słoma). Jednocześnie spalanie biomasy i jej współspalanie z węglem przyczynia się do redukcji emisji zanieczyszczeń towarzyszących spalaniu tradycyjnych paliw kopalnianych. W referacie przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych emisji denku azotu ze wspólspalarua węgla kamiennego i brunatnego z biomasa, reprezentowaną przez pyl drzewny i malwę pensylwańską Pfttari. Stwierdzono, że ze wzrostem udziału biomasy w mieszaninie paliw maleje emisja denku azotu w stopniu znacznie wyższym, niż wnikałoby to z zawartości azotu paliwowego w biomasie i jej udziału w mieszaninie węgiel-biomasa. Jak wykazano, wynika to z redukującego działania amoniaku powstającego podczas odgazowania biomasy.

EN

Utilisation of biomass to energy production creates some advantages. The base advantage is decrease of pollutants emission in the waste gases as compare to fossil fuels. In the paper, the experimental results of NO emissions from co-combustion of hard and brown coal dust with different type of biomass are presented. The increase of biomass contribution to fuel blend results in the decrease of NO emissions. The rate of NO decrease is higher then the decrease of nitrogen content in the blend coal-biomass. This effect can be explained by the reactions in the gas phase in the presence of ammonia, which is produced from volatilization of biomass.

8

Modernizacja kotłów rusztowych na przykłazie kotła OSR-25

Kruczek S., Rączka P., Tatarek A.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

1999

|

nr 4

9-11

PL

Przedstawiono sposób modernizacji kotłów rusztowych na przykładzie kotła parowego OSR-25. Celem modernizacji było zmniejszenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Dokonano rozdziału powietrza do spalania I, II i III z jednoczesną recyrkulacją spalin do komory paleniskowej.

EN

In the paper a possible method of modernization of stoker boilers on example of OSR-25 was presented. The aim of this modernization was to decrease the airborne emissions of pollutants. The reperation of combustion air primary, secondary and tertiary was discussed.For achieving the best results aslo recirclation of flue gases to combustion chamber of boiler was considered.