Pokročilé technologie spalování tuhých paliv

Podobné dokumenty
Doc. Ing. Michal KOLOVRATNÍK, CSc. Doc. Ing. Tomáš DLOUHÝ, CSc.

Stavba kotlů. Stav u parních oběhů. Zvyšování účinnosti parního oběhu. Vliv účinnosti uhelného bloku na produkci CO 2

ení Ing. Miroslav Mareš EGP - EGP

Moderní energetické stoje

Spalování zemního plynu

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Příklad 1: Bilance turbíny. Řešení:

Posouzení vlivu teploty napájecí vody na konstrukci kotle

FLUIDNÍ KOTLE. Fluidní kotel na biomasu(parní) parní výkon t/h tlak páry 1,4 10 MPa teplota páry C. Fluidní kotel

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

Parní teplárna s odběrovou turbínou

PARNÍ KOTEL, JEHO FUNKCE A ZAČLENĚNÍ V PROCESU ENERGETICKÉHO VYUŽITÍ PRŮMYSLOVÝCH A KOMUNÁLNÍCH ODPADŮ

Co udělaly (a musí udělat) teplárny pro splnění limitů? Co přinesla ekologizace?

Moderní kotelní zařízení

KEY PERFORMANCE INDICATORS (KPI)

Emisní limity pro zvláště velké spalovací zdroje znečišťování pro oxid siřičitý (SO 2 ), oxidy dusíku (NO x ) a tuhé znečišťující látky

SPOLUSPALOVÁNÍ TUHÉHO ALTERNATIVNÍHO PALIVA VE STANDARDNÍCH ENERGETICKÝCH JEDNOTKÁCH

TYPY KOTLŮ, JEJICH DĚLENÍ PODLE VYBRANÝCH HLEDISEK. Kotel horkovodní. Typy kotlů dělení z hlediska:

Popis výukového materiálu

Elektrárny část II. Tepelné elektrárny. Ing. M. Bešta

ENERGETIKA TŘINEC, a.s. Horní Lomná

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

Zvyšování vstupních parametrů

Perspektivní metody. PROČ sušení pevných paliv? Většina dodané energie se ztrácí. Klasická metoda sušení horkými spalinami

1/79 Teplárenské zdroje

OCHRANA OVZDUŠÍ VE STÁTNÍ SPRÁVĚ listopadu Malé spalovací zdroje. Milan Kyselák

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv Spalovací turbíny Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Teplárenské cykly ZVYŠOVÁNÍ ÚČINNOSTI. Pavel Žitek

Zapojení špičkových kotlů. Obecné doporučení Typy turbín pro parní teplárny. Schémata tepláren s protitlakými turbínami

1/62 Zdroje tepla pro CZT

DODAVATELSKÝ PROGRAM

Digitální učební materiál

Biflux. Vstřikový chladič páry. Regulace teploty páry chladičem. Regulace teploty páry. Regulace teploty páry. Regulaci teploty páry jde provádět :

Nová legislativa v ochraně ovzduší a spalovací zdroje

Elektroenergetika 1. Termodynamika

Parní turbíny Rovnotlaký stupeň

Energetické využití a technologie spalování uhelného multiprachu v soustavách CZT a průmyslových energetikách

Novela nařízení vlády č. 352/2002 Sb. Kurt Dědič, odbor ochrany ovzduší MŽP

STAV PROJEKTŮ OBNOVY ZDROJŮ SKUPINY ČEZ V ČR A ZKUŠENOSTI S DODAVATELI

Smlouva o DÍLO na realizaci akce

Dopad legislativy EU v oblasti ochrany ovzduší na možnosti využití hnědého uhlí v ČR

Univerzální středotlaké parní kotle KU

SPALOVÁNÍ A KOTLE. Fosilní paliva a jejich vlastnosti BIOMASA. doc. Ing. Tomáš Dlouhý, CSc. Obnovitelné palivo

PowerOPTI Poznat Řídit Zlepšit. Vyhodnocení a řízení účinnosti kotle

METODICKÝ POKYN MINISTERSTVA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ODBORU OCHRANY OVZDUŠÍ

Aktuality z oblasti využívání pevné biomasy. Ing. Richard Horký, TTS Group

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SVAROVÝCH SPOJŮ MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ T24 A P92. Ing. Petr Mohyla, Ph.D.

Elektroenergetika 1. Technologické okruhy parních elektráren

Nedokonalé spalování. Spalování uhlíku C na CO. Metodika kontroly spalování. Kontrola jakosti spalování. Části uhlíku a a b C + 1/2 O 2 CO

NEKONVENČNÍ ZPŮSOBY VÝROBY TEPELNÉ A ELEKTRICKÉ ENERGIE. Ing. Stanislav HONUS

VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE V ČR

METODICKÝ POKYN MINISTERSTVA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ODBORU OCHRANY OVZDUŠÍ

OBNOVA ČEZ A PRAKTICKÁ APLIKACE NEJLEPŠÍCH DOSTUPNÝCH TECHNOLOGIÍ

SPALOVÁNÍ A KOTLE. Fosilní paliva a jejich vlastnosti. Přírodní a umělá paliva BIOMASA. Doc. Ing. Tomáš Dlouhý, CSc.

Kogenerační jednotka se spalovací turbínou o výkonu 2500 kw. Stanislav Veselý, Alexander Tóth

CCS technologie typu pre-combustion v podmínkách České Republiky

Technologie výroby elektrárnách. Základní schémata výroby

Parní turbíny Rovnotlaký stupe

Ing. David Kupka, Ph.D. Řešeno v rámci projektu Nakládání s odpady v Moravskoslezském a Žilinském kraji

Závěsné kondenzační kotle

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla

ZDROJE TEPLA Rozdělení Jako zdroj tepla může být navržena kotelna, CZT (centrální zásobování teplem) nebo netradiční zdroj (tepelné čerpadlo,

tel.: ,

Novinky v legislativě pro autorizované měření emisí novela 452/2017 Sb.

ArcelorMittal Ostrava a.s. Teplárna Integrované povolení čj. MSK 83215/2006 ze dne , ve znění pozdějších změn

Nový fluidní kotel NK14

Návrh novely vyhlášky č. 415/2012 Sb. - spalovací zdroje a paliva

Nedokonalé spalování. Spalování uhlíku C na CO. Metodika kontroly spalování. Kontrola jakosti spalování. Části uhlíku a a b C + 1/2 O 2 CO

Ekonomické a ekologické efekty kogenerace

Závěsné kondenzační kotle

ÚVOD DO PROBLEMATIKY PAROVZDUCHOVÝCH OBĚHŮ

Ing. David Kupka, Ph.D. Řešeno v rámci projektu Vliv spalování komunálního odpadu v malých zdrojích tepla na životní prostředí v obcích

Úprava vody v elektrárnách a teplárnách Bezodpadové technologie Petra Křížová

Závěsné kotle. Modul: Kondenzační kotle. Verze: 02 VU 466/4-5, VU 656/4-5 ecotec plus 02-Z2

Trysky pro distributor vzduchu fluidního kotle v úpravě pro spalování biomasy

Smlouva o DÍLO na realizaci akce

Matematické modely v procesním inženýrství

ZDROJE TEPLA Rozdělení Jako zdroj tepla může být navržena kotelna, CZT (centrální zásobování teplem) nebo netradiční zdroj (tepelné čerpadlo,

Návrh strategie Plzeňské teplárenské pro období od roku 2017

MŽP odbor ochrany ovzduší

VÝZKUMNÉ ENERGETICKÉ CENTRUM

ENERGETIKA TŘINEC, a.s. Teplárna E2 Integrované povolení čj. ŽPZ/10759/03/Hd/9 ze dne

Naše nabídka zahrnuje kotle spalujících pevná, kapalná a plynná paliva, jakož i kotle na využití tepla z odpadních spalin.

Alternativní paliva DNES a ZÍTRAZ. Výzkumný. ústav

Ing. Vladimír Neužil, CSc. Organizace KONEKO Marketing spol. s r.o. Název textu ECK Generating, s. r. o., Kladno BK2 - Emise-stacionární zdroje Datum

Schéma výtopny. Kotel, jeho funkce a začlenění v oběhu výtopny. Hořáky na spalování plynu. Skupinový atmosférický hořák teplovodního kotle

tel.: ,

I. Vybraná stanoviska k zákonu č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší

Příloha č. 8 Energetický posudek

Stávající projednávání

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Novela vyhlášky č. 415/2012 Sb. - spalovací zdroje. Mgr. Pavel Gadas

NA FOSILNÍ PALIVA: pevná, plynná, kapalná NA FYTOMASU: dřevo, rostliny, brikety, peletky. SPALOVÁNÍ: chemická reakce k získání tepla

Žádosti o podporu v rámci prioritních os 2 a 3 jsou přijímány od 1. března 2010 do 30. dubna 2010.

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ. (Bl) ( 19 ) ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ. (51) Int Cl* (22) přihlášeno (21) PV P 28 D 1/04

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Transkript:

Pokročilé technologie spalování tuhých paliv Může zvyšovaní obsahu CO 2 v ovzduší změnit životní podmínky na Zemi? Možnosti zvyšování účinnosti parních kotlů 1 Vliv účinnosti uhelného bloku na produkci CO 2 Účinnost bloku uhelné parní elektrárny dnešní standard kde je η o η k η p η m η g η tr η vs účinnost reálného tepelného oběhu účinnost kotle účinnost parovodů mechanická účinnost turbíny účinnost generátoru účinnost transformace respektování vlastní spotřeby 3 4 je dána pěti ztrátami : Účinnost kotle ztrátou fyzickým teplem spalin (komínovou), ztrátou hořlavinou v TZ ztrátou hořlavinou ve spalinách ztrátou fyzickým teplem TZ ztrátou sdílením tepla do okolí Velikost ztrát závisí : na konstrukčním řešení spalovacího zařízení na konstrukčním řešení kotle na velikosti koncových výhřevných ploch ohříváku vody (EKO) ohříváku vzduchu (OVZ) na podmínkách přestupu tepla na vlastnostech uhlí obsahu vody a popela 5 6 1

Srovnání kvality HU BAT = Nejlepší dostupné techniky Referenční dokument o nejlepších dostupných technikách pro velká spalovací zařízení (BREF) z května 2005 uvedeny příklady aplikací dosažený efekt ekonomická náročnost zavedení doporučené úrovně účinností a emisí, které se k aplikaci BAT vztahují 7 8 BAT = Nejlepší dostupné techniky revize dokumentu zahájena v r. 2011 1. 9. 6.2015 V Seville závěrečné jednání?2016? - ukončení revize a vydání závěrů Předpoklad schválení Závěrů o BAT Velká spalovací zařízení nejdříve v 6/2016 BAT AEL (Emission level associated with BAT) závazné od 6/2020 Jaké jsou nově navržené emisní limity dle BAT? Většinou jsou přísnější než IED (Industrial Emissions Directive) Většinou jsou přísnější než ČR legislativa Většinou je nastaveno více látek než dle ČR legislativy Jednorázové měření může být nastaveno s vyšší četností nebo jako kontinuální (zvláště u látek s vlivem na zdraví a životní prostředí např. těžké kovy, skleníkové plyny) Pokud v současnosti předpoklad, že posuzované zařízení nebude pravděpodobně plnit emisní limity lze řešit pomocí OP 9 10 Účinnost technologií na bázi využití uhlí Vývojové trendy, nové systémy 11 12 2

Klasické parní elektrárny Způsoby zlepšení účinnosti elektráren Pro zvyšování účinnosti se u tradiční osvědčené technologie parního oběhu používají všechna karnotizační opatření: intenzifikace parametrů admisních - zvyšování tlaku a teploty emisních - snižování protitlaku opakované přehřívání páry regenerační ohřev napájecí vody 13 14 Vývoj účinnosti německých elektráren Parametry admisní páry Standard - starší podkritické i nadkritické bloky s průměrnou čistou účinností v Evropě η netto =0.35. Stávající špička Generace 600 s tlakem kolem 30MPa, dvojnásobným mezipřehřátím a teplotami ostré páry i přehřátých par až do hodnot těsně nad 600 C. V závislosti na ostatních parametrech se čistá účinnost pochopitelně mění, ale dosaženy byly hodnoty až η netto =0.50 - pro zemní plyn a 0.47 - pro uhlí. (Mezní parametry této generace jsou patrně 33MPa/610 C) Aktuální vývoj Generace 700 (AD700 Project 1998-2013) s tlakem do 35-37.5 MPa, maximálními teplotami páry 700-720 C a čistou účinností až η netto =0.54. Výhled směřovaný na období po roce 2020 Generace 800 s maximální teplotou páry v oblasti 800 C a čistou účinností vyšší než η netto =0.55. 15 16 Nejlepší světové reference práškové kotle Nejlepší evropská reference Nordjyllandsvaerket blok 3 17 18 3

Vývojový trend v oblasti práškových kotlů 19 Nejnovější realizace na HU BoA 2&3 Neurath do provozu 2013 palivo HU čistý výkon 2x1050 MW čistá účinnost > 43 % kotel věžový, průtočný parní výkon 800 kg/s tepelný výkon 2392 MW spotřeba uhlí 820 t/h ostrá pára 272 bar/600 C přihřátá pára 55 bar/605 C hmotnost 51500 t 20 Nejlepší světové reference fluidní kotle Nejlepší světová reference Lagisza, 460 MWe 21 22 Vývojové trendy fluidních kotlů vývoj kompaktního fluidního kotle (Lurgi) Vývojové trendy fluidních kotlů vývoj kompaktního fluidního kotle (Lurgi) zaujímá 70% objemu klasického řešení pro výkony až 500 MWe 23 24 4

Vývojové trendy fluidních kotlů vývoj kompaktního fluidního kotle (Foster Wheeler) Materiály pro superkritické parametry páry Ocel P91 (17 119) dnes standardní konstrukční materiál připouští parametry páry 27 MPa, 580/600 C. feriticko martenzitická ocel na bázi 0,1C 9Cr 1Mo V Nb N, Základní vlastnosti oceli P91 lze shrnout následovně: vysoká žárupevnost a plasticita při creepu zvýšená korozní odolnost v prostředí vodíku, vodní páry a zplodin hoření vysoká tepelná vodivost nízká teplotní roztažnost dobré technologické vlastnosti vč. svařitelnosti nízká cena 25 26 Materiály pro superkritické parametry páry Dalšího zvýšení žárupevnosti bylo dosaženo přidáním W: japonské materiály označované jako NF616 evropským ekvivalentem je E911 legovaním Co, který brání zachování delta-feritu v mikrostruktuře NF12 (~12%Cr, ~2.5%W a ~2.5%Co) pro parametry 30 MPa, 625/640 C. vývoj superslitin na bázi niklu, které by umožnily docílit podstatně vyšších parametrů páry (720 C a více než 30 MPa). Nové materiály pro vysoké parametry páry 27 28 Složení materiálů na bázi Ni Použití materiálů dle komponent 29 30 5

Použití materiálů dle komponent Tloušťka stěny sběrné komory přehříváku 31 32 Vliv parametrů páry a materiálů na tloušťku stěny a průměr potrubí ostré páry 33 34 Využití odpadního tepla spalin Cílem je dochladit spaliny pod teplotní úroveň, s níž běžně opouštějí kotel, tedy řádově pod 150 C. S tím jsou spojeny dva zásadní problémy : teplota v dochlazovacím výměníku klesá pod úroveň teploty rosného bodu spalin při volbě vysoké teploty napájecí vody nelze již odpadní teplo spalin v rámci klasické koncepce kotle uplatnit Systém uplatnění odpadního tepla spalin v NTO Nabízí se tyto možnosti uplatnění tepla z dochlazení spalin v rámci nízkotlakého regeneračního ohřevu napájecí vody (NTO) uplatnění tepla z dochlazení spalin v rámci vysokotlakého regeneračního ohřevu napájecí vody (VTO) 35 36 6

Uplatnění odpadního tepla spalin v NTO a VTO Systém LUBECO Systém LUBECO 37 38 Zjištěné aplikace Výměník spaliny / voda z PFA Systém uplatnění tepla z dochlazení spalin v NTO s použitím výměníků PFA byl aplikován na následujících zdrojích spalujících hnědé uhlí: Schwarze Pumpe, 2 x 816 MWel, Lippendorf, 2 x 933 MWel, Neurath, 2 x 640 MWel. Systém LUBECO byl použit na hnědouhelné elektrárně Niederaussem o výkonu 1000 MWel 39 40 Posouzení potenciálního zvýšení účinnosti oběhu využitím odpadního tepla spalin v NT regeneraci Posouzení bylo provedeno porovnáním několika variant: Q-t diagram pro převod odpadního tepla spalin do 1. a 2. NTO, výkon 35 MW aplikace tohoto systému neovlivní účinnost kotle, u všech porovnávaných variant bude uvažován kotel s koncovou teplotou spalin 170 C, tedy s účinností 91,24 % výkon dochlazovacího výměníku s U vlásenkami z PFA bude navržen pro výkon 35 MW dochlazení spalin ze 170 C na 125 C 50 MW dochlazení spalin ze 170 C na 105 C teplo bude převáděno do NT regenerace prostřednictvím vnořeného vodního okruhu, okruh bude připojen paralelně vždy přes dva NTO : přes 1.a 2. NTO ohřev turbinového kondenzátu z 37 C na 104 C přes 2.a 3. NTO ohřev turbinového kondenzátu z 81 C na 129 C 41 42 7

Změna účinnosti oběhu a velikosti výhřevných ploch Využití odpadního tepla spalin do VTO - návrh 43 44 Q-t diagram pro převod odpadního tepla spalin do VTO, výkon 35 MW Změna účinnosti oběhu a velikosti výhřevných ploch 45 46 8