Nazwa modułu: Energetyka cieplna Rok akademicki: 2016/2017 Kod: SEN-2-209-CO-s Punkty ECTS: 3 Wydział: Energetyki i Paliw Kierunek: Energetyka Specjalność: Ciepłownictwo, ogrzewnictwo i klimatyzacja Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 2 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Zuwała Jarosław (jzuwala@ichpw.pl) Osoby prowadzące: dr hab. inż. Zuwała Jarosław (jzuwala@ichpw.pl) Komorowski Maciej (komor@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Student dysponuje wiedzą w zakresie: - podstaw energetyki cieplnej, - podstawowych i pomocniczych urządzeń obiegu cieplnego elektrowni i elektrociepłowni, - podstawowych wskaźników i parametrów związanych z funkcjonowaniem elektrowni/elektrociepłowni cieplnych, - zasady działania i przykładów zastosowania ziębiarek i pomp ciepła. EN2A_W10, EN2A_W11 zajęciach, Kolokwium M_W002 Student potrafi zastosować właściwe metody termodynamiki technicznej oraz narzędzia komputerowe do modelowania procesów oraz obiegów cieplnych. EN2A_W07, EN2A_W08 zajęciach, Kolokwium Umiejętności 1 / 6
M_U001 - opracować model i przeprowadzić komputerową symulację podstawowych urządzeń cieplnych a także określić ich parametry/wskaźniki pracy; - praktycznie posługiwać się specjalistycznym oprogramowaniem do symulacji obiegów cieplnych. EN2A_U11, EN2A_U12, EN2A_U19, EN2A_U18 zajęciach, Wykonanie ćwiczeń M_U002 - zdefiniować strukturę elektrowni i elektrociepłowni cieplnej, - wyjaśnić cel działania podstawowych i pomocniczych urządzeń obiegu cieplnego elektrowni i elektrociepłowni, - zdefiniować i wyznaczyć istotne parametry i wskaźniki związane z funkcjonowaniem obiegów cieplnych. EN2A_U07, EN2A_U10, EN2A_U09 zajęciach, Kolokwium Kompetencje społeczne M_K001 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty. EN2A_K06, EN2A_K01 zajęciach, Udział w dyskusji M_K002 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym problemy techniczne. EN2A_K04 Wykonanie ćwiczeń, Zaangażowanie w pracę zespołu Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Student dysponuje wiedzą w zakresie: - podstaw energetyki cieplnej, - podstawowych i pomocniczych urządzeń obiegu cieplnego elektrowni i elektrociepłowni, - podstawowych wskaźników i parametrów związanych z funkcjonowaniem elektrowni/elektrociepłowni cieplnych, - zasady działania i przykładów zastosowania ziębiarek i pomp ciepła. Student potrafi zastosować właściwe metody termodynamiki technicznej oraz narzędzia komputerowe do modelowania procesów oraz obiegów cieplnych. 2 / 6
Umiejętności M_U001 M_U002 - opracować model i przeprowadzić komputerową symulację podstawowych urządzeń cieplnych a także określić ich parametry/wskaźniki pracy; - praktycznie posługiwać się specjalistycznym oprogramowaniem do symulacji obiegów cieplnych. - zdefiniować strukturę elektrowni i elektrociepłowni cieplnej, - wyjaśnić cel działania podstawowych i pomocniczych urządzeń obiegu cieplnego elektrowni i elektrociepłowni, - zdefiniować i wyznaczyć istotne parametry i wskaźniki związane z funkcjonowaniem obiegów cieplnych. Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty. Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole rozwiązującym problemy techniczne. - + - - - - - - - - - Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Plan wykładu obejmuje poniższe zagadnienia: 1. Zasoby paliw i zużycie energii podział i podstawowe wskaźniki. 2. Bilansowanie substancji, energii i egzergii. 3. Wskaźniki zużycia energii, egzergii, wskaźniki skumulowane. 4. Idea i struktura obiegu cieplnego elektrowni i elektrociepłowni. 5. Sprawność obiegu cieplnego i sposoby jej zwiększania. 6. Kotły parowe i odzysknicowe rodzaje, budowa, przeznaczenie. 7. Turbiny parowe budowa, zasada działania, zastosowania. 8. Turbiny gazowe i ich zastosowania w energetyce przemysłowej. 9. Gospodarka paliwowa. 10. Gospodarka wodna. 11. Pompy ciepła i ziębiarki. 12. Ochrona środowiska w energetyce. Ćwiczenia audytoryjne 3 / 6
1. Zadania tekstowe oraz obliczania prostych układów oraz maszyn i urządzeń cieplnych z wykorzystaniem tablic i wykresów właściwości czynników termodynamicznych. a. Właściwości cieplne oraz przemiany par i gazów b. Obieg parowy Rankine a i jego modyfikacje c. Bilans cieplny kotła parowego i skraplacza d. Turbiny i siłownie gazowe e. Silniki spalania wewnętrznego i zewnętrznego f. Pompy ciepła i urządzenia chłodnicze g. Odzysk, przesyłanie i magazynowanie ciepła Sposób obliczania oceny końcowej Ocena z ćwiczeń audytoryjnych oraz ocena z testu zaliczającego wykład (T) obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH. Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona powyższych ocen: OK = w [0,6 C + 0,4 T] w = 1 dla I terminu, w = 0,9 dla II terminu, w = 0,8 dla III terminu Wymagania wstępne i dodatkowe Wymagana znajomość podstaw termodynamiki technicznej. Podstawowa znajomość technik komputerowych. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Janusz Skorek, Jacek Kalina: Gazowe układy kogeneracyjne, Wyd. Naukowo-Techniczne, W-wa 2005, ISBN 83-204-3103-4 2. Marek Pronobis: Modernizacja kotłów energetycznych, Wyd. Naukowo-Techniczne, W-wa 2002, ISBN 83-204-2733-9 3. Ryszard Kazimierz Wilk: Low-emission combustion, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002, ISBN 83-7335-058-6 4. Jan Szargut, Andrzej Ziębik: Podstawy energetyki cieplnej, Wyd. PWN, W-wa 1998, ISBN 83-01-12633-7 5. Jan Szargut: Termodynamika techniczna, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997, ISBN 83-85718-67-2 6. Jan Szargut, Andrzej Ziębik: Skojarzone wytwarzanie ciepła i elektryczności Elektrociepłownie, Wyd. Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Katowice-Gliwie 2007, ISBN 978-83-60716-17-5 7. Wszystko o energetyce jądrowej. Od atomu A do cyrkonu Zr, AREVA, Wyd. AREVACOM, Francja 2008, ISBN 978-83-933964-0-5 8. Badania energetyczne układów cieplnych elektrowni i elektrociepłowni, Józef Portacha, Wyd. Politechniki Warszawskiej, W-wa 2002, ISBN 83-7207-327-9 9. Nowe technologie spalania i oczyszczania spalin, red. Wojciech Nowak, Marek Pronobis, Monografia, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010, ISBN 978-83-7335-683-2 10. Jan Szargut, Analiza termodynamiczna i ekonomiczna w energetyce przemysłowej, Wyd. Naukowo- Techniczne, W-wa 1983, ISBN 83-204-0455-X 11. Damazy Laudyn, Maciej Pawlik, Franciszek Strzelczyk: Elektrownie, Wyd. Naukowo-Techniczne, W-wa 1990, ISBN 83-204-1254-4 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu 1. Zuwała J.: Korzyści energetyczne i ekonomiczne zastosowania zasobników ciepła w elektrociepłowniach. Gospodarka Paliwami i Energią, 5-6/2002 2. Zuwała J.: Wielopaliwowa elektrownia Avedore. Energia Gigawat, 12/2001 3. Zuwała J.: Możliwości produkcji energii elektrycznej i ciepła w mikroukładach skojarzonych wykorzystujących silniki Stirlinga zasilane energią biomasy. Gospodarka Paliwami i Energią, 3/2001 4. Zuwała J.: Analiza możliwości energetycznego wykorzystania biomasy na przykładzie wybranych instalacji demonstracyjnych w Danii. Instalacje, 2/2000 5. Zuwała J: Kocioł EV2 w Elektrowni Sonderjyllands Hojspaendingsvaerk w Aabenraa w Danii jako 4 / 6
przykład nowoczesnej jednostki spalającej biomasę. Gospodarka Paliwami i Energią, 4/1998 6. Zuwała J.: Akumulacja ciepła i wybrane przykłady zastosowania zasobników ciepła w systemie elektroenergetycznym i ciepłowniczym. Gospodarka Paliwami i Energią, 3/1998 7. Zuwała J.: Wpływ współspalania biomasy z paliwami konwencjonalnymi na parametry eksploatacyjne pracy bloków energetycznych. Energetyka 2/2010 8. Zuwała J.: Wariantowa analiza zastosowania akumulacji ciepła w elektrociepłowni przy uwzględnieniu sezonowej i dobowej zmienności zapotrzebowania na ciepło grzejne. INSTAL 10/2009, ISSN 1640-8160 9. Zuwała J.: Ocena efektów skumulowanych zastosowania akumulacji ciepła w elektrociepłowni komunalnej przy uwzględnieniu sezonowej i dobowej zmienności zapotrzebowania na ciepło. Karbo 1/2008 10. Zuwała J.: Potrzeby odtworzeniowe krajowej energetyki a wymagania energetyki zeroemisyjnej. Karbo 1/2008 11. Zuwała J.: Dobór objętości zasobnika ciepła dla elektrociepłowni z turbiną upustowo kondensacyjną przy znanym przebiegu dobowej zmienności zapotrzebowania na ciepło grzejne. INSTAL 9/2006 12. Zuwała J.: Modernizacja istniejących kotłów energetycznych dla współspalania paliw alternatywnych cz. III, Ekopartner, 11, 2006 13. Zuwała J.: Modernizacja istniejących kotłów energetycznych dla współspalania paliw alternatywnych cz. II, Ekopartner, 10, 2006 14. Zuwała J.: Wpływ trybu weekendowego pracy zasobnika ciepła na strukturę wytwarzania energii elektrycznej w elektrociepłowni komunalnej. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja 9/2006 15. Zuwała J.: Analiza optymalizacyjna doboru mocy nominalnej turbozespołu i wielkości zasobnika dla elektrociepłowni z turbiną upustowo kondensacyjną. Polityka Energetyczna, Tom 8 (zeszyt specjalny), 2005 r. Polska Akademia Nauk, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, Wydawnictwo ISGMiE Polskiej Akademii Nauk, Kraków 2004, PL ISSN 1429-6675 16. Zuwała J., Babiarz M., Ściążko M.: Implementacja ciśnieniowego spalania tlenowego węgla w zintegrowanym układzie energo-technologicznym wytwarzania metanolu. Rynek Energii, 3/2012 17. Wasielewski R., Głód K., Zuwała J.: Energetyczno-emisyjne efekty spalania odpadów papieru i tektury w kotle z rusztem mechanicznym. Karbo 2/2010 ISSN 1230-0046 18. Zuwała J., Rejdak M.: Biomasa ciekła jako substytut ciężkiego oleju opałowego. Karbo 2/2010. ISSN 1230-0046 19. Dreszer K., Ściążko M., Zapart L., Chmielniak T., Zuwała J.: Scenariusze rozwoju technologii energetycznych. Archiwum Energetyki Tom XXXVIII (2008) Nr 2 pp. ISSN 0066-684X 20. Majchrzak H., Ściążko M., Zuwała J.: Produkcja energii odnawialnej w BOT Elektrownia Opole SA stan obecny i perspektywy rozwoju. Energetyka 5/2005 21. Ziębik A., Zuwała J.: Akumulacja ciepła w elektrociepłowniach przegląd rozwiązań i ekonomika. Branżowy Magazyn Przemysłowy (Energetyka Cieplna i Zawodowa 2/2003 22. Ziębik A., Zuwała J.: Analiza pracy zasobników ciepła w elektrociepłowni komunalnej po nadbudowie turbiną gazową. Ciepłownictwo w Polsce i na świecie, 11-12/2002 23. Ziębik A., Zuwała J., Ciasnocha Cz.: Dobór optymalnej wielkości zasobnika ciepła przy zadanym wykresie rzeczywistym obciążeń w elektrociepłowni z turbiną przeciwprężną. Energetyka, 9/2001 24. Ziębik A., Zuwała J.: Analiza techniczno-ekonomiczna zastosowania zasobnika ciepła w elektrociepłowni z turbiną przeciwprężną w celu maksymalizacji produkcji szczytowej energii elektrycznej. Gospodarka Paliwami i Energią, 2/2000 Informacje dodatkowe Brak 5 / 6
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 14 godz 10 godz 12 godz 11 godz 75 godz 3 ECTS 6 / 6