klasyfikacja kotłów wg kryterium technologia spalania: - rusztowe, - pyłowe, - fluidalne, - paleniska specjalne cyklonowe

Transkrypt

1 Dr inż. Ryszard Głąbik, Zakład Kotłów i Turbin Pojęcia, określenia, definicje Klasyfikacja kotłów, kryteria klasyfikacji Współspalanie w kotłach różnych typów Przegląd konstrukcji Współczesna budowa bloków Prognoza rozwoju techniki kotłowej Podsumowanie 1 2 Kocioł parowy, elektrownia cieplna Konwencjonalna konwersja energii Obiegi siłowni parowej (CHP, IGCC) Spalanie i współspalanie Korozja wysokotemperaturowa i szlakowanie Zgazowanie Emisje klasyfikacja kotłów wg kryterium technologia spalania: - rusztowe, - pyłowe, - fluidalne, - paleniska specjalne cyklonowe 3 4

2 klasyfikacja kotłów wg kryterium obszar parametrów czynnika roboczego: - podkrytyczne, - nadkrytyczne, klasyfikacja kotłów wg kryterium konstrukcja części ciśnieniowej Rozwój współczesnej techniki i technologii kotłów zmierza w kierunku: Podwyższenia sprawności kotła Podwyższenia sprawności bloku Zmniejszenie emisji zanieczyszczeń (CO2) Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii Opracowanie nowych niekonwencjonalnych technologii niskoemisyjnych 5 6 Na obecnym poziomie są opracowane konstrukcje rusztów mechanicznych ze względu na następujące kryteria: Wilgotność węgla Zawartość części mineralnych Spiekalność węgla Zawartość części lotnych Kotły rusztowe, zarówno wodne jak i parowe wykonuje się obecnie w wersji: szczelne rury parownika stopniowanie powietrza wielostrefowy podmuch pod ruszt (nawet 7 stref) podgrzewacz powietrza zewnętrzny lub też w III ciągu 7 8

3 Parametry kotła WR-25 Typ kotła: z przepływem wymuszonym Rodzaj paleniska: Rusztowe Max. wydajność: 32 MW Temperatura wody wlot/wylot: 70/150 C Ciśnienie wody wlot/wylot: 2,15/1,9 Mpa Sprawność kotła: 82% Rodzaj paliwa: Węgiel kamienny Wartość opałowa paliwa: 20 MJ/kg 9 10 Kierunki rozwoju: Zastosowanie techniki niskoemisyjnej spalania Poprawa przemiału dla osiągnięcia niskiego niedopału w odpadach paleniskowych Wzrost wydajności kotłów odpowiednio do mocy bloku Przejście w obszar parametrów nadkrytycznych pary świeżej i międzystopniowej Opracowanie nowej konstrukcji i zastosowanie spiralnych rur parownika wewnątrz ryflowanych Opracowanie składu nowych stali stopowych stosowanych w technice kotłowej i, kj/kg ,5 MPa x = o 580 C 390 7,7 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 5,4 x = 0,98 x = 0,96 2,1 x = 0,85 x = 0,92 0,05 MPa 0,03 0,0021 Parametry pary świeżej: t= C p=25-35 MPa Parametry pary na wlocie do skraplacza: x=0,92 p= 2,1kPa 2 lub 3 stopnie przegrzewu międzystopniowego 11 s, kj/kg K 12

4 Główne kierunki modernizacji kotłów: Wyeliminowanie cyklonów zewnętrznych Wyeliminowanie z komory paleniskowej przegrzewaczy pary Przejście w obszar parametrów nadkrytycznych Wzrost wydajności kotła Zastosowanie cyrkulacji wewnętrznej, a dzięki temu możliwość zastosowania Intrexów

5 Refused Derived Fuel - wysoko kaloryczne frakcje odpadów wysortowane z opadów przemysłowych bądź miejskich

6 Roczny czas wykorzystania mocy zainstalowanej: 6800 h Roczna produkcja energii elektrycznej: 3180 GWh Blok 464 MW w Elektrowni Pątnów będzie pierwszą jednostką prądotwórczą na parametry nadkrytyczne w krajowym systemie elektroenergetycznym. Charakteryzuje się wysoką sprawnością energetyczną: 44,0 % brutto i 41,0 % netto.moc znamionowa bloku na zaciskach generatora przy średnio rocznej temperaturze wody chłodzącej 16ºC: 470,2 MW.Moc bloku netto na szynach 400 kv przy temperaturze wody chłodzącej 16ºC: 446 MW Dyspozycyjność bloku w cyklu rocznym,uwzględniając remonty bieżące: 94%, Typ kotła: przepływowy Rodzaj paleniska: tangencjalne Max. wydajność: 374 kg/s Temperatura pary świeżej wylot: 544 C Ciśnienie pary świeżej wylot: 26,6 Mpa Temperatura pary wtórnej wlot/wylot: 308/566 C Temperatura wody zasilającej: 273 C Sprawność kotła: 90,3% Rodzaj paliwa: Węgiel brunatny Wartość opałowa paliwa: 8,6 MJ/kg w cyklu 6-letnim z uwzględnieniem remontów kapitalnych: 91,2% Parametry kotła Ciągły maksymalny przepływ pary kg/s Ciągły minimalny przepływ pary kg/s Ciśnienie pary wysokoprężnej na dolocie do turbiny MPa Temperatura pary wysokoprężnej na dolocie do turbiny 560 C Natężenie przepływu pary wtórnej kg/s Ciśnienie pary wtórnej 5.46 MPa Temperatura pary wtórnej C Temperatura pary wtórnie przegrzanej na dolocie do części SP turbiny 580 C Temperatura wody zasilającej C Analiza J.M W węglu W mułach węglowych (max. 30 % udziału) Wartość opałowa MJ/kg Zawilgocenie % Zaw. popiołu % Zawatość siarki %

7 Rury wieszakowe SH I DO TURBINY Strop Ściany Ciągu konwekcyjnego SH III SH II Separatory Opromieniowany SH IV INTREX Stacja obejściowa WP Z TURBINY RH I Separator para/woda RH II INTREX DO TURBINY Palenisko INTREXściany Do rozprężacza Podgrzewacz wody Podgrzewacz WP Ze zbiornika wody zasilającej Pompa wody zasilającej Technologia OxyFuel: spalanie w czystym tlenie, recyrkulacja spalin, podwyższenie stężenia CO2, eliminacja pary wodnej ze spalin przez kondensację, wykroplenie CO2, w procesie sprężania 27 28

8 Rozwój techniki kotłowej zmierza do: podwyższenia parametrów pary wzrostu mocy bloku ograniczenie emisji NOx, SO2 wychwytywanie CO2 ze spalin wykorzystanie odpadów, śmieci jako paliwa dla kotła wprowadzenie technologii zgazowania paliw 29 30