The influence of a CO2 separation and compression unit on the optimal parameters of combined cycle power plants

• Autorzy: Kotowicz, J. , Brzęczek, M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of optimization of the design parameters of the combined cycle power plant, which was conducted using a genetic algorithm. Thermodynamic calculations were made for the objective function, which was the power of the steam turbine. The process of optimization was divided into three structures of combined cycle power plants: single-pressure (1P), double-pressure with steam reheater (2 PR) and triple-pressure with steam reheater (3PR). Each system was optimized in two versions: with and without steam extraction in the turbine in the steam cycle, for the integration of the systems with a CO2 separation and compression unit (CCS). The resulting values of power and efficiency of the optimized systems are summarized and compared with each other. a sensitivity analysis was performed for the 2PR and 3PR systems in the versions with steam extraction. The impact of energy consumption in the process of desorption in the CO2 separation unit on the decrease in efficiency of combined cycle power plants was also examined.

Słowa kluczowe

PL

elektrownia gazowo-parowa; CO2; dwutlenek węgla; rozdzielenie; kompresja; algorytm genetyczny

EN

combined cycle power plant; CO2; separation; compression; genetic algorithm

• Czasopismo: Journal of Power Technologies
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 94, nr 4
• Strony: 306--316
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kotowicz, J.

• Silesian University of Technology, Institute of Power Engineering and Turbomachinery, Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Brzęczek, M.

• Silesian University of Technology, Institute of Power Engineering and Turbomachinery, Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, Poland,

Bibliografia

• [1] J. Kotowicz, Elektrownie gazowo-parowe, KAPRINT, Lublin, 2008.
• [2] J. Kotowicz, S. Lepszy, Wpływ temperatury otoczenia i strumieni ciepła grzewczego na charakterystyki termodynamiczne elektrociepłowni gazowo-parowej, Inżynieria Chemiczna i Procesowa 26 (2005) 907–922.
• [3] L. Remiorz, M. Brzeczek, Wpływ instalacji ccs na sprawność układów gazowo-parowych, Rynek Energii 106 (3) (2013) 81–86.
• [4] J. Kotowicz, A. Skorek Osikowska, K. Janusz Szymańska, Membrane separation of carbon dioxide in the integrated gasificaion combined cycle systems, Archives of Thermodynamics 31 (2010) 145–164.
• [5] J. Kotowicz, L. Bartela, Optimisation of the connection of membrane ccs installation with a supercritical coal-fired power plant, Energy 38 (2012) 118–127.
• [6] J. Kotowicz, A. Skorek OsikowskaCOBartela, Economic and environmental evaluation of selected advanced power generation technologies, Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy 225 (3) (2011) 221–232.
• [7] J. Chmielniak, T., J. Kotowicz, J. Łyczko, Parametric analysis of a dual fuel parallel coupled combined cycle, Energy 26 (12) (2001) 1063–10–74.
• [8] J. Milewski, M. Wołowicz, K. Badyda, Z. Iwanski, Analiza zastosowania zrzutu spalin z turbiny gazowej do układu regeneracji siłowni parowej, Rynek Energii 94 (3) (2011) 26–32.
• [9] K. Badyda, Charakterystyki złożonych układów z turbinami gazowymi, Rynek Energii 88 (3) (2010) 80–86.
• [10] J. Kotowicz, M. Job, Optymalizacja parametrów części parowej układu gazowo-parowego ze spalaniem tlenowym i instalacją wychwytu co2, Rynek Energii 91 (6) (2013) 51–55.
• [11] T. Chmielniak, K. Wójcik, Wychwyt i transport CO2 ze spalin – efekty energetyczne i analiza ekonomiczna, Rynek Energii 91 (6) (2010) 51–55.
• [12] J. Kotowicz, K. Janusz, Sposoby redukcji emisji CO2 z procesów energetycznych, Rynek Energii (1) (2007) 10–18.
• [13] J. Kotowicz, K. Janusz Szymańska, Influence of membrane CO2 separation on the operating characteristics of a coal-fired power plant., Chemical and Process Engineering Inżynieria Chemiczna i Procesowa 31 (4) (2010) 681–698.
• [14] J. Kotowicz, K. Janusz-Szymańska, Wpływ systemu separacji CO2 na efektywność elektrowni węglowej na parametry nadkrytyczne, Rynek Energii 93 (2) (2011) 8–12.
• [15] J. Kotowicz, L. Bartela, The influence of the legal and economical environment and the profile of activities on the optimal design features of a natural-gas-fired combined heat and power plant, Energy 36 (1) (2011) 328–338.
• [16] J. Kotowicz, Bartela, Optymalizacja termodynamiczna i ekonomiczna elektrowni gazowo-parowej z wykorzystaniem algorytmów genetycznych, Rynek Energii 69 (2) (2007) 1–8.
• [17] M. Z., Algorytmy genetyczne + struktury danych =programy ewolucyjne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1996.