MOŻLIWOŚCI ZMNIEJSZENIA EMISJI GAZÓW CIEPLARNIANYCH I ZWIĘKSZENIA SPRAWNOŚCI KOTŁÓW ENERGETYCZNYCH POPRZEZ MODERNIZACJĘ ŚCIAN SZCZELNYCH

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "MOŻLIWOŚCI ZMNIEJSZENIA EMISJI GAZÓW CIEPLARNIANYCH I ZWIĘKSZENIA SPRAWNOŚCI KOTŁÓW ENERGETYCZNYCH POPRZEZ MODERNIZACJĘ ŚCIAN SZCZELNYCH"

Marta Pluta
5 lat temu
Przeglądów:

1 Dr inż. Kwiryn Wojsyk Dr inż. Krzysztof Kudła Zakład Spawalnictwa Politechniki Częstochowskiej MOŻLIWOŚCI ZMNIEJSZENIA EMISJI GAZÓW CIEPLARNIANYCH I ZWIĘKSZENIA SPRAWNOŚCI KOTŁÓW ENERGETYCZNYCH POPRZEZ MODERNIZACJĘ ŚCIAN SZCZELNYCH

2 Wzrost sprawności elektrowni i redukcja CO 2, SO 2 i NO x Wzrost sprawności bloku energetycznego o 2% redukuje emisję CO 2, SO 2 i NO x o 5% Redukcja CO % Europejskie kotły nadkrytyczne 50% Cel w 2020 w Europie 35-36% Średnia w Polsce i EU Sprawność bloku energetycznego

3 Temperatura pary [ o C] Ciśnienie pary [bar] Wzrost sprawności elektrowni i redukcja CO 2, SO 2 i NO x Parametry podkrytyczne Parametry nadkrytyczne Parametry ultra supernadkrytyczne C/290bar C/60bar (2010r)

4 Dopuszczalna względna zmienność parametrów podczas spawania różnorodnych materiałów w tym stali energetycznych

5 Elektrownie węglowe z awaryjnymi kotłami T-24

6 Konstrukcja konwencjonalnych elementów ciepłowniczych

7 Konstrukcja konwencjonalnych elementów ciepłowniczych

8 Sposób wytwarzania ściany wymiennika ciepła - PAT Data publikacji Method for producing the heat exchanger wall Model wyciskania Proces w stanie ustalonego płynięcia

9 Podsumowanie i wnioski Możliwe jest zmniejszenie o około 30% emisji gazów cieplarnianych (CO 2, SO 2, NO x ). Mimo, że problem dotyczy dużych kotłów wpływa również na środowisko otaczające emitenta (np. elektrownia Bełchatów). Niestety proponowane rozwiązanie wiąże się z koniecznością nowych, kosztochłonnych inwestycji w celu osiągnięcia zakładanych celów sprawnościowych i emisyjnych. Energetyka cieplna w Europie i na świecie zmierza w kierunku budowania coraz bardziej wydajnych bloków energetycznych możliwych jedynie przez zastosowanie nowych konstrukcji, materiałów i innowacyjnych technologii stosowanych do ich wytwarzania. Wprowadzenie proponowanego rozwiązania rur ekranowych nie tylko przyspieszy produkcję wymienników, lecz spowoduje ich bezpieczniejszą eksploatację.

10 Podsumowanie i wnioski Wskutek zmiany konstrukcji ekranów umożliwione będzie osiągnięcie wyższych, docelowych parametrów ciśnieniowo-temperaturowych instalacji ciepłowniczych. Jeżeli zostaną wdrożone technologie zgrzewania indukcyjnego lub rezystancyjnego rur kształtowych, łagodniejsze cykle cieplne wywołają znacznie mniejsze ich zmiany metalurgiczne w obrębie złączy, co może ograniczyć lub wyeliminować konieczność przeprowadzania pospawalniczej obróbki cieplnej Proponowane rozwiązanie doprowadzi do zwiększonej trwałości kotłów szczególnie fluidalnych, zmniejszy ilość interwencji remontowo-naprawczych. Powodem wzrostu trwałości jest łagodne i regulowane przejście płetwa-rura

11 Podsumowanie i wnioski Podsumowując dzięki nowej konstrukcji ekranów nastąpi wzrost sprawności, zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych oraz niezbędnych interwencji remontowych i awaryjnych na ścianach szczelnych bloków energetycznych elektrowni.

12 Rura ekranowa wymiennika ciepła Zalety zastosowania rury z bocznymi wypustkami Co najmniej dwukrotne (nawet czterokrotne) zmniejszenie liczby spoin i ich koncentracji w polu pracy ekranu. Możliwość zmniejszenia podziałki pomiędzy osiami poszczególnych rur, a zatem zwiększenia powierzchni czynnej ekranów Obniżenie poziomu wzdłużnych i poprzecznych naprężeń spawalniczych oraz naprężeń końcowych. Zmniejszenie prawdopodobieństwa ze względu na ilość spoin wystąpienia niezgodności spawalniczych i eksploatacyjnych kłopotów z tym związanych Przyspieszenie i potanienie spawania albo jego wyeliminowanie w przypadku zastosowania zgrzewania indukcyjnego, rezystancyjnego lub tarciowego. Całkowita eliminacja międzyoperacyjnego obracania elementów i wewnętrznych karbów kształtu wokół spoin Zastąpienie spoin pachwinowych czołowymi co zwiększa wytrzymałość zespołu. Umożliwienie stosunkowo prostej obróbki mechanicznej lic i grani spoin lub zgrzein czołowych mającej na celu likwidację karbów kształtu.

13 Rura ekranowa wymiennika ciepła Zalety zastosowania rury z bocznymi wypustkami Ułatwienie i przyspieszenie kontroli złączy, w tym zastosowanie kontroli automatycznej, zsynchronizowanej z procesem spajania. Możliwość w miarę dowolnego kształtowania płynnego przejścia powierzchni tworzącej rury do wypustek, co skutecznie i trwale eliminuje karby geometryczne w newralgicznych miejscach. Ułatwienie i zagwarantowanie podziałki pomiędzy osiami poszczególnych rur, a zatem zwiększenie powierzchni czynnej ekranów. Zastąpienie spawania w pozycji nabocznej (PB) przez spawanie w dogodnej pozycji podolnej (PA) zwiększającej szybkość spawania i obniżającej ilość niezgodności spawalniczych. Zmniejszenie liczby potencjalnych ognisk korozyjnych i miejsc wzmożonej turbulencji medium na zewnętrznej powierzchni ściany szczelnej. Zwiększenie zapasu plastyczności ekranu i ułatwienie przeprowadzania dalszego kształtowania plastycznego. Zmniejszenie objętości, a zatem i masy ściany szczelnej. Oddalenie niebezpieczeństwa perforacji ścianek rur zarówno podczas spajania jak i dalszej eksploatacji. Ułatwienie ewentualnego przeprowadzenia obróbki cieplnej złączy.

14 Dziękuję za uwagę

Podobne dokumenty

Bezpieczne i ekonomiczne konstruowanie ekranów wymienników ciepła ze stali i innych stopów o ograniczonej spawalności

Jacek Michalczyk Kwiryn Wojsyk Bezpieczne i ekonomiczne konstruowanie ekranów wymienników ciepła ze stali i innych stopów o ograniczonej spawalności safety and economical heat exchanger walls construction