Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

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

100%

Łukowicz P. , Bartela Ł.

|

tom 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.

2

Analysis of operation of the gas turbine in a poligeneration combined cycle

100%

Bartela Ł. , Kotowicz J.

|

tom Vol. 34, no. 4

137--159

EN

In the paper the results of analysis of an integrated gasification combined cycle IGCC polygeneration system, of which the task is to produce both electricity and synthesis gas, are shown. Assuming the structure of the system and the power rating of a combined cycle, the consumption of the synthesis gas for chemical production makes it necessary to supplement the lack of synthesis gas used for electricity production with the natural gas. As a result a change of the composition of the fuel gas supplied to the gas turbine occurs. In the paper the influence of the change of gas composition on the gas turbine characteristics is shown. In the calculations of the gas turbine the own computational algorithm was used. During the study the influence of the change of composition of gaseous fuel on the characteristic quantities was examined. The calculations were realized for different cases of cooling of the gas turbine expander's blades (constant cooling air mass flow, constant cooling air index, constant temperature of blade material). Subsequently, the influence of the degree of integration of the gas turbine with the air separation unit on the main characteristics was analyzed.

3

Analysis of the use of waste heat in the oxy-combustion power plant to replace the steam cycle heat regeneration

80%

Job M. , Bartela Ł. , Skorek-Osikowska A.

|

2013

|

tom Vol. 93, nr 3

133-141

EN

Oxy-combustion technology is based on the burning of fuel in an oxidant atmosphere with increased proportion of oxygen. By eliminating the nitrogen from the combustion process flue gas mainly consist of carbon dioxide and water vapor, allowing for the separation of CO2 from flue gas at a relatively low energy cost. Yet, production of high purity oxygen is bound with significant electricity consumption. The object of the analysis is a supercritical oxy-combustion coal-fired power plant. Auxiliary power demand is associated with the work of compressors in the cryogenic air separation unit and the installation of flue gas conditioning. The paper presents the results of thermodynamic analysis for different cases of compression installations organization extracted from individual blocks of the oxy-combustion unit. Analyzes were aimed to identify the potential for reducing energy consumption in the compression process by its appropriate organization and to define the energy potential of using the heat recovered in cooling and condensation in the individual sub-processes to replace the low-pressure regeneration.

4

Analysis of supercritical coal-fired combined heat and power plant integrated with membrane carbon capture and storage installation

80%

Bartela Ł. , Kotowicz J. , Janusz-Szymańska K.

|

tom T. 41, nr 3-4

185-195

EN

In the paper, the results of analysis of integrating chosen supercritical combined heat and power (CHP) unit with a membrane carbon capture and storage (CCS) installation are shown. As a way to improving the operation characteristics of such a system, the use of heat from cooling of permeate compressed in area of carbon capture installation for useful heat production is proposed. An additional source of heat is the cooling of carbon dioxide which is compressed for its preparation for transport to storage place. The considered use of cooling heat to useful heat production of leads to a reduction in steam consumption, and in consequence to an increase of steam turbine power. For two analyzed cases the influence of changing thermal load of unit on gross power and loads of heat exchangers is determined. The study involved the influence of assumed annual operation time of CHP unit on the basic thermodynamic characteristics: annual efficiency of electricity production, annual efficiency of heat production and annual overall efficiency. In conclusions, the paper highlighted the importance of the heat integration of CHP unit with CCS installation.

PL

W artykule przedstawiono rezultaty analizy dotyczącej integracji wybranego nadkrytycznego bloku CHP z membranową instalacją CCS. Zaproponowano sposób na poprawę charakterystyk pracy takiego układu polegający na wykorzystaniu ciepła chłodzenia permeatu sprężanego w obrębie instalacji wychwytu dwutlenku węgla do produkcji ciepła użytkowego. Dodatkowym źródłem ciepła jest chłodzenie dwutlenku węgla sprężanego celem jego przygotowania do transportu do miejsca składowania. Rozpatrywane wykorzystanie ciepła chłodzenia jako ciepła grzewczego prowadzi do zmniejszenia poboru pary upustowej i w rezultacie do wzrostu mocy turbiny parowej. Dla dwóch analizowanych przypadków określono wpływ zmiany obciążeń cieplnych bloku na moc brutto oraz obciążenia poszczególnych wymienników ciepłowniczych. Badaniom poddano wpływ przyjętego czasu pracy elektrociepłowni w roku na podstawowe charakterystyki efektywności średniorocznej: średniorocznej sprawności wytwarzania energii elektrycznej, średniorocznej sprawności wytwarzania ciepła oraz średniorocznej sprawności ogólnej układu. W podsumowaniu pracy podkreślono duże znaczenie samej integracji bloku CHP z instalacją CCS po stronie cieplnej.

5

Analiza integracji nadkrytycznego bloku kogeneracyjnego z membranową instalacją separacji CO2

80%

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

|

tom Nr 1

64--70

PL

W artykule zaprezentowano rezultaty analizy termodynamicznej węglowego nadkrytycznego bloku kogeneracyjnego zintegrowanego z membranową instalacją separacji dwutlenku węgla. Analizy przeprowadzono dla dwóch wariantów struktury instalacji membranowej: układu jednostopniowego oraz dwustopniowego. Obliczenia ukierunkowano dla uzyskania założonego poziomu odzysku dwutlenku węgla oraz odpowiedniej czystości gazu kierowanego ostatecznie do miejsca składowania. Wyniki obliczeń wykazały, iż uzyskanie założonych wartości dla stopnia odzysku oraz czystości jest możliwe wyłącznie na drodze zastosowania układów dwustopniowych. Podstawowym celem analiz było określenie energo-chłonności realizacji procesu sprężania gazów mającego na celu uzyskanie odpowiedniej różnicy pomiędzy ciśnieniami parcjalnymi gazów oddzielonych przegrodą membranową. Określenie wielkości mocy jaka potrzebna jest dla zasilania pomp próżniowych instalacji membranowej oraz sprężarek dwutlenku węgla pozwoliło na wyznaczenie ubytku sprawności bloku kogeneracyjnego będącego następstwem jego integracji z instalacją separacji. Rezultaty analiz zestawiono z wynikami obliczeń jakie prowadzono dla bloku kogeneracyjnego, który nie jest zintegrowany z instalacją separacji.

EN

In this paper the results of the thermodynamic analysis of a coal-fired cogeneration unit integrated with a membrane carbon dioxide separation installation are presented. Analysis were carried out for two variants of structure of the membrane installation: one-stage unit and two-stage unit. Calculations were directed to achieve the target level of carbon dioxide recovery rate and adequate purity of CO2 directed to the storage place. Results of calculations showed that achieve-ment of assumed values of recovery rate and purity is possible only through the use of two-stage systems. The main objec-tive of the analysis was to determine the energy consumption of the compression processes, the aim of which is to achieve an appropriate difference between the partial pressures of gases separated by a membrane. Determination of the power needed for driving of the vacuum pumps working in the membrane installation and CO2 compressors allowed for the calculation of the efficiency loss of the cogeneration unit, resulting from its integration with a separation installation. The results of the analysis are compared with the results of the calculations conducted for a cogeneration unit, which is not integrated with CO2 separation installation.

6

Ocena możliwości ograniczenia emisji CO2 dzięki budowie w Polsce dużego bloku kogeneracyjnego zintegrowanego z instalacją separacji

80%

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

|

tom Nr 6

67--73

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analizy mającej wykazać ekologiczny efekt budowy bloku na parametry nadkrytyczne w ramach jednego z systemów ciepłowniczych Polski. Analizami objęto trzy warianty rozwiązań. Podstawowym analizowanym wariantem jest blok pracujący bez prowadzenia procesu separacji CO2. Dwa pozostałe warianty zakładają integrację bloku z instalacją separacji opartej na wykorzystaniu metody absorpcji chemicznej. W tych przypadkach warianty różnią się od siebie organizacją sposobu dostarczenia ciepła, jakie wymagane jest dla realizacji procesu desorpcji. O ile w jednym z przypadków ciepło doprowadzane jest do instalacji separacji wraz z parą pobieraną z upustu turbiny parowej to w drugim przypadku źródłem ciepła jest odrębny układ turbiny gazowej. Analiza ekologiczna oparta została na założeniu, iż inwestycja w nowoczesny blok kogeneracyjny realizowana w ramach systemu ciepłowniczego pozwala na odstawienie z ruchu dwóch bloków klasy BC-100. Podstawowy efekt wynika z różnic jakie dotyczą sprawności bloków zastępowanych oraz bloku wprowadzanego do systemu ciepłowniczego. Inne efekty, będące następstwem ewentualnej inwestycji są identyfikowane w ramach Krajowego Systemu Elektroenergetycznego. Wynikają one z pojawienia się w systemie dodatkowej mocy elektrycznej oraz zmniejszenia mocy jaka jest tracona na skutek transportu energii elektrycznej na duże odległości. Efekty ekologiczne zostały zaprezentowane przy wykorzystaniu zdefiniowanych w pracy wskaźników ujmujących bezwzględny oraz względny stopień ograniczenia emisji CO2.

EN

This paper presents the results of the analysis aiming to demonstrate the ecological effect of building of a supercritical unit within one of the Polish district heating systems. The analysis consisted of three variants of solutions. The main analyzed variant is a unit working without any CO2 separation process. Two other options involve the integration of the unit with a separation installation based on the use of chemical absorption method. In these cases, the variants differ in the method of heat delivery into the process which is required for the realization of the desorption process. In the first case heat is supplied to the separation plant with a steam extracted from steam turbine bleeding, in the second case the heat source consists in a separate gas turbine system. Ecological analysis was based on the assumption that the investment in a modern cogeneration unit realized as a part of the district heating system allows for a withdrawal from operation of two blocks of BC-100 class. The primary effect is due to differences concerning the efficiency of the replaced units and the unit introduced into the district heating system. Other effects, resulting from possible investment, are identified within the National Power System. They result from the introduction into the system of additional electric power and reduction of the power that is lost due to electricity transport over long distances. The ecological effects have been presented using the indicators defined in the paper, recognizing the absolute and the relative degree of the reduction of CO2 emissions.