Spalování zemního plynu

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

Posouzení vlivu teploty napájecí vody na konstrukci kotle

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

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

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

Model dokonalého spalování pevných a kapalných paliv Teoretické základy spalování. Teoretické základy spalování

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

Pokročilé technologie spalování tuhých paliv

NÁVRH DVOUTLAKÉHO HORIZONTÁLNÍHO KOTLE NA ODPADNÍ TEPLO PROPOSAL TWO-PRESSURES HORIZONTAL WASTE HEAT BOILER

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

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

KEY PERFORMANCE INDICATORS (KPI)

Elektroenergetika 1. Technologické okruhy parních elektráren

DVOUTLAKÝ HORIZONTÁLNÍ KOTEL NA ODPADNÍ TEPLO (HRSG)

Příloha1) Atributy modulu

1 Typy BK 20 BK 250 BK 30 BK 50. Typ BK 20 BK 250 BK 100 BK 70. Typ. kw bar l mm Ø mm max. C % % mm mm mm kg

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

Tematické okruhy z předmětu Vytápění a vzduchotechnika obor Technická zařízení budov

PARNÍ KOTEL S PŘIHŘÍVÁNÍM PÁRY NA SPALOVÁNÍ VYSOKOPECNÍHO PLYNU

DODAVATELSKÝ PROGRAM

1/62 Zdroje tepla pro CZT

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Příklad 1: Bilance turbíny. Řešení:

Závěsné kondenzační kotle

Parní turbíny Rovnotlaký stupeň

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

Technická dokumentace Kotle středních a vyšších výkonů řady GKS

VŠB- Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra energetiky- 361

ROŠTOVÝ KOTEL NA SPALOVÁNÍ UHLÍ A NEBO DŘEVNÍ BIOMASY O PARAMETRECH 200 T/H, 9,3 MPA, 520 C

Mittel- und Großkesselsysteme

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

Závěsné kotle. Modul: Kondenzační kotle. Verze: 03 VU 156/5-7, 216/5-7, 276/5-7 ecotec exclusive 03-Z2

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

Zplyňování biomasy. Sesuvný generátor. Autotermní zplyňování Autotermní a alotermní zplyňování

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

GIAVA KRB

Závěsné kondenzační kotle

1/79 Teplárenské zdroje

Tepelné zdroje soustav CZT. Plynová turbína. Zásobovaní z tepláren s velkými spalovacími (plynovými) turbínami

Denitrifikace. Ochrana ovzduší ZS 2012/2013

IST 03 C ITACA KB Důležité informace pro výpočet. Překlad původních instrukcí (v italštině)

Normování spotřeby paliv a energie v parních výrobnách

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ROŠTOVÝ KOTEL NA SPALOVÁNÍ TŘÍDĚNÉHO ODPADU 70T/H, 4 MPA, 400 C

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

FORMENTERA KC KR KRB

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

ANTEA KC KR KRB

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

Popis výukového materiálu

Zvyšování vstupních parametrů

Návrh koncepce spalovacího zařízení. Návrh spalovací komory z hlediska potlačení tvorby NO x. Spalování práškového uhlí

C-Energy Bohemia s.r.o. Ekologizace a obnova teplárny v Plané nad Lužnicí

NÁVRH ROŠTOVÉHO KOTLE S PŘIROZENOU CIRKULACÍ NA SPALOVÁNÍ SLÁMY Z PŠENICE, ŽITA A JEČMENE

SPOLUSPALOVÁNÍ TUHÉHO ALTERNATIVNÍHO PALIVA VE STANDARDNÍCH ENERGETICKÝCH JEDNOTKÁCH

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

THRs/THs 2-17 B A ++ A + A B C D E F G B C D E F G /2013

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

Parní turbíny Rovnotlaký stupe

Spalovací vzduch a větrání pro plynové spotřebiče typu B

MGM-I AUTOMATICKÉ TEPLOVODNÍ KOTLE

Otázky pro Státní závěrečné zkoušky

OBSAH. ZVU Engineering a.s., člen skupiny ZVU, UTILIZAČNÍ KOTLE strana 2

Způsob uvolňování chloru z paliva

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ. Studijní program: N2301 Strojní inženýrství Studijní obor: Stavba energetických strojů a zařízení

ení Ing. Miroslav Mareš EGP - EGP

VIESMANN VITOCROSSAL 300 Plynové kondenzační kotle 26 až 60 kw

Vytápění budov Otopné soustavy

Moderní kotelní zařízení

THERM 20, 28 CXE.AA, LXZE.A

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

Závěsné plynové průtokové ohřívače TV PANDA

Teplárenské cykly ZVYŠOVÁNÍ ÚČINNOSTI. Pavel Žitek

Závěsné kondenzační kotle. Proč Vaillant? Tradice, kvalita, inovace, technická podpora. Zásobník s vrstveným ukládáním teplé vody actostor VIH CL 20 S

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

Bc. Matěj Reiskup Návrh spalovenského kotle na spalování směsného komunálního odpadu

Digitální učební materiál

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

Závěsné kondenzační kotle

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

THERM PRO 14 KX.A, XZ.A

Moderní energetické stoje

MĚŘENÍ EMISÍ A VÝPOČET TEPELNÉHO VÝMĚNÍKU

Univerzální středotlaké parní kotle KU

Vliv paliva na konstrukční provedení kotle

PŘEHŘÍVÁK PÁRY. Charakteristika přehříváku

Tepelně vlhkostní posouzení

ZPRÁVA O KONTROLE KOTLŮ A ROZVODŮ TEPELNÉ ENERGIE

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov. Vytápění místností. Princip

Jednotlivým bodům (n,2,a,e,k) z blokového schématu odpovídají body na T-s a h-s diagramu:

Charakteristika výrobku VK 654/9-1654/9

THERM 28 KD.A, KDZ.A, KDC.A, KDZ5.A, KDZ10.A

Závěsné kondenzační kotle. Proč Vaillant? Tradice, kvalita, inovace, technická podpora. VU ecotec exclusiv

SMART kw. Čistota přírodě Úspora klientům Komfort uživatelům

Používání energie v prádelnách

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Systémem Pro E. Kotel má následující charakteristické vlastnosti: - NO X

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

PARNÍ TURBÍNY EKOL PRO VYUŽITÍ PŘI KOMBINOVANÉ VÝROBĚ ELEKTRICKÉ ENERGIE A TEPLA

TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV

Transkript:

Kotel na odpadní teplo pro PPC Kotel na odpadní teplo pro PPC Označení KNOT (Doc. Kolovratník) HRSG = Heat Recovery Steam Generator Funkce dochladit spaliny odcházející z plynové turbíny vyrobit páru pro pohon parní turbíny Dvě základní koncepce bez přitápění pro PPE s přitápěním teplárenské aplikace 1 2 Zemní plyn je nejčastěji užívaným palivem pro pohon plynových turbín typické složení a výhřevnost zemního plynu CH 4 0,980830 C 2 H 6 0,005910 C 3 H 8 0,002020 C 4 H 10 0,000791 C 5 H 12 0,000212 C 6 H 14 0,000172 CO 2 0,001380 N 2 0,008680 Výhřevnost plynu 35 900 kj/nm 3 46 800 kj/kg 3 Spalování zemního plynu výsledky stechiometrického výpočtu Nm 3 /Nm 3 Nm 3 /kg Spotřeba vzduchu : minimální objem kyslíku 2,0009 2,7401 minimální objem suchého vzduchu 9,5282 13,0792 minimální objem vlhkého vzduchu 9,6418 13,2885 Vzniklé spaliny : objem oxidu uhličitého 1,0022 1,3680 objem oxidu siřičitého 0,0000 0,0000 objem dusíku 7,4454 10,2299 objem vzácných plynů 0,0877 0,1205 objem suchých spalin 8,5353 11,7185 objem vodní páry ve spalinách 2,1075 2,9411 objem vlhkých spalin 10,6428 14,6596 4 Spalování zemního plynu Závislost adiabatické spalovací teploty na součiniteli přebytku vzduchu Spalování zemního plynu složení spalin na výstupu ze spalovací turbíny Teplota 550-600 C Tlak max. 0,03500 bar Složení N 2 74,59 %vol. O 2 12,62 %vol. CO 2 3,73 %vol. H 2 O 8,19 %vol. Ar 0,87 %vol. 5 obsah O 2 = 12,62 % odpovídá spalování s přebytkem vzduchu ~ 2,35 6 1

bez přitápění s přitápěním 7 8 s přitápěním mřížový hořák bez přívodu vzduchu s přitápěním mřížový hořák 1-stabilizační mříž, 2-rám, 3-hořák, 4-izolace, 5-přívod paliva, 6-zapalovací elektroda, 7-palivový otvor, 8-stabilizace 9-uzávěr 9 10 Specifika kotle na odpadní teplo kotel nemá spalovací zařízení rozdíly proti klasickým kotlům jsou výrazně nižší teplotní úroveň spalin v kotli => důsledky nižší parametry páry pokles teplotních spádů na výhřevných plochách použití žebrovaných trubek obvykle vícetlaký systém přísně protiproudé uspořádání a zapojení výhřevných ploch v kotli ryze konvekční charakteristika všech ploch chybí ohřívák vzduchu => horší podmínky pro dochlazení spalin za kotlem 11 Q-t diagram uhelného kotle 12 2

Definice pinch pointu a approach pinch point = koncový teplotní rozdíl approach = nedohřev jednotlaký systém 13 14 jednotlaký systém Teplotní poměry v HRSG určení optimálních teplotních poměrů je složitá úloha výsledek je funkcí řešení energetických bilančních rovnic podmínek přenosu tepla ve spalinovém kotli do výpočtu vstupuje hmotnostní průtok spalin z plynové turbíny M s hmotnostní průtok vody vstupující do kotle M w jejich podíl y = M w / M s teploty médií v uzlových bodech 15 16 Tepelná bilance HRSG c p (t 4 t 5 ) = y (i 6 i 8 ) c p (t 4 t 5) = y (i 6 i 9 ) c p (t 5 t 5 ) = y (i 9 i 8 ) = = y c w (t 9 t 8 ) současně musí platit (t 5 t 8 ); (t 5 t 9 ); (t 4 t 6 ) > Δt min Δt min má rozhodující vliv na velikost výhřevných ploch Δt min se volí 5 až 40 C jednotlaký systém teplota t 5 určuje velikost komínové ztráty, a tedy i účinnosti HRSG je funkcí y a Δt min 17 18 3

jednotlaký systém Tepelná bilance HRSG při zmenšování y teplota t 5 roste při y = 0 oběh přechází v oběh spalovací turbíny při daných t 4, y a Δt min dostaneme malou hodnotu komínové ztráty v případě jednotlakového systému nízkými parametry parního oběhu t 9 použitím dvoutlakového oběhu 19 20 dvoutlaký systém dvoutlaký systém 21 22 třítlaký systém třítlaký systém 23 24 4

třítlaký systém třítlaký systém 25 26 třítlaký systém 27 28 porovnání z hlediska parametrů páry Koncová teplota spalin HRSG nemá ohřívák vzduchu koncovou plochou kotle je EKO při t NVmin = 105 C by byla koncová teplota spalin příliš vysoká a účinnost kotle nízká pro lepší dochlazení spalin se za EKO řadí ještě spalinový regenerační ohřívák napájecí vody, který je zapojen k parnímu regeneračnímu ohřevu sériově paralelně 29 30 5

Spalinový regenerační ohřívák zapojený sériově k parnímu regeneračnímu předehřevu Spalinový regenerační ohřívák zapojený paralelně k parnímu regeneračnímu předehřevu 31 32 Účinnost HRSG účinnost závisí na vstupní teplotě spalin výstupní teplotě spalin přebytku spalovacího vzduchu velikosti a teplotě povrchu kotle Příklad: vstupní teplota spalin 580 C výstupní teplota spalin 90 C přebytek spalovacího vzduchu 2,35 ztráta sdílením tepla do okolí 0,5 % účinnost HRSG vztažená k teplu spalin na vstupu 88 % účinnost HRSG vztažená k výhřevnosti plynu 93,5 % účinnost samotného HRSG se obvykle negarantuje a není předmětem přejímacího řízení garantuje se účinnost PPC 33 Účinnost HRSG (vztaženo ke spalnému teplu) 34 Vliv výkonu na účinnost PPC Optimalizace návrhu HRSG složitá úloha s velkým počtem stupňů volnosti optimalizovanými parametry jsou koncová teplota spalin počet tlakových hladin pinch point a nedohřev na výhřevných plochách dělení a řazení výhřevných ploch Provádí se pomocí výpočtových softwarů Thermoflow (GT PRO) Gate Cycle (GE) Tempo Cycle (volně šiřitelný) 35 36 6

Vliv pinch pointu na velikost a cenu plochy Konstrukční provedení HRSG Konstrukční varianty horizontální uspořádání vertikální uspořádání Provedení výparníku bubnové s přirozenou nebo nucenou cirkulací průtočné Pracovní tlak podkritický nadktirický 37 38 Horizontální HRSG Horizontální HRSG výparník s přirozenou cirkulací je z technického hlediska jednodušší 39 40 Vertikální HRSG Vertikální HRSG výparník s nucenou cirkulací vhodné pro případy s prostorovým omezením ohyb proudu spalin před vstupem je zdrojem větší nerovnoměrnosti proudění v prvních plochách 41 42 7

Horizontální x vertikální konstrukce Výhody vertikálního provedení menší zastavěný půdorys menší velikost kotle z důvodu použití trubek menšího průměru menší citlivost na vznik parních zátek v EKU při najíždění Výhody horizontálního provedení rovnoměrnější průřezové rozdělení spalin za GT přirozená cirkulace nevyžaduje čerpadlo platí do tlaku 100 bar vertikální orientace trubek ve výparníku podporuje cirkulaci v tepelně více zatížených trubkách Zásadní rozdíl není výrobci nabízejí obě provedení Celosvětově převažují instalace horizontálních kotlů s přirozenou cirkulací 43 Systém výparníku HRSG s přirozenou s nucenou průtočný cirkulací cirkulací 44 Výparník s přirozenou cirkulací Výparník s přirozenou cirkulací 45 46 Výparník s nucenou cirkulací Přechod z cirkulačního na Bensonův průtočný systém výparníku 47 48 8

Provedení průtočného výparníku Zapojení průtočného výparníku 49 50 Rozložení průtoku a tepelného zatížení na vysokotlakém průtočném výparníku Zkrácení doby najíždění u průtočného systému výparníku 51 52 Zkrácení doby najíždění u průtočného systému výparníku Zkrácení doby najíždění u průtočného systému výparníku 53 54 9

Cirkulační x průtočný výparník Nevýhody cirkulačního systému výparníku vyžaduje buben s rostoucím tlakem (nad 100 bar) klesá cirkulační číslo riziko špatného chlazení trubek menší provozní pružnost v důsledku většího vodního objemu Výhody průtočného systému výparníku odpadá buben neexistuje tlakové omezení zkrácení doby pro najíždění a změnu výkonu 55 Nadkritický HRSG Podmínkou výroby páry s nadkritickým tlakem v HRSG je užití průtočného systému výparníku vyšší teplota spalin na výstupu z GT Motivace zvýšení účinnosti bloku zjednodušení koncepce HRSG Z pohledu klasických bloků se jedná pouze o mírně nadkritické parametry 56 Vliv parametrů páry na účinnost PPC Nadkritický HRSG přechodem na nadkritický tlak mizí pinch point na začátku výparníku roste teplota spalin za VT 57 58 Nový jednotlaký nadkritický HRSG 59 60 10

Nový jednotlaký nadkritický HRSG Provedení výhřevných ploch HRSG základním stavebním prvkem je žebrovaná trubka 61 62 Provedení výhřevných ploch HRSG základním stavebním prvkem je žebrovaná trubka Provedení výhřevných ploch HRSG základním stavebním prvkem je žebrovaná trubka 63 64 Provedení stěn HRSG Stěny HRSG jsou většinou nechlazené Dvě možnosti studené provedení s vnitřní izolací horké provedení s vnější izolací Studené provedení stěn výhodné při vysoké teplotě spalin za GT běžnější u kotlů s přirozenou cirkulací Horké provedení stěn výhodné při nižší teplotě spalin za GT běžnější u vertikálních kotlů může trpět korozí na studeném konci 65 66 11

Modulová koncepce HRSG Modulová koncepce HRSG 67 68 Modulová koncepce HRSG DeNOx preferována metoda SCR redukčním činidlem je čpavek levnější močovina 69 70 DeNOx katalyzátorem jsou oxidy těžkých kovů (Ti, V, W, Mo, Cu, Cr) (300 až 450 C) zeolity aluminosilikáty (350 až 600 C) oxidy železa s obsahem fosforečnanů železa aktivní uhlí (100 až 220 C) DeNOx 71 72 12

DeNOx Provozní rizika HRSG vysokoteplotní koroze u ZP při vhodné volbě materiálu riziko malé spalování oleje a mazutu riziko vanadové koroze (V 2 O 5 ) na přehřívácích s teplotou nad 500 C riziko sírové koroze v kombinaci s chlorem 73 74 Provozní rizika HRSG nízkoteplotní koroze u ZP riziko malé nízká teplota rosného bodu spalin riziko roste při spalování sirnatých plynů nebo mazutu Provozní rizika HRSG zanášení výhřevných ploch u ZP riziko malé při spalování oleje zanášení žebrovaných trubek je třeba volit větší rozteč žeber a plochy čistit 75 76 13