PRIMERI POVEĆANJA · 31.03.2015. Tribina Društva termiĉara Srbije 4 Primeri povećanja snage i energetske efikasnosti –izvedena postrojenja 1) Ref.: Altman H., Margenberg T.,

31.03.2015. Tribina Društva termiĉara Srbije 1

PRIMERI POVEĆANJA

ENERGETSKE EFIKSANOSTI I

SNAGE BLOKOVA

TERMOELEKTRANA

Vladimir Stevanović

Mašinski fakultet Univerziteta u Beogradu

31.03.2015. Tribina Društva termiĉara Srbije2

Uvod-

povećanje

energetske

efikasnosti

G

46

45

44

43

42

41

40

1.15

1.25

1200

1300

25MPa,

5400

30MPa,

6000

Jedno

dogrevanje

Dva

dogrevanja

0.0065MPa

0.003MPa

Višak

vazduha

Temperatura

dimnog

gasa

Stanje

pare

Dogrevanje Pritisak

u

kondenzatoru

Dodatne mere:

-Homogenizacija uglja

-Granulacija uglja,

-Izolacija,

-Zaptivanje kotla,

-Ĉišćenje grejnih

površina u kotlu i

kondenzatora ,

-Iskorišćenje energije

toka rashladne vode

kondenzatora,

-Smanjenje sopstvene

potrošnje,

-...

Ref.: J.M. Beer, High efficiency electric power generation: The environmental role,

Progress in Energy and Combustion Science 33 (2007) 107-134

EN

ER

GE

TS

KA

EF

IKA

SN

OS

T E

KO

NO

MIČ

NO

ST

SIG

UR

NO

ST

PO

UZ

DA

NO

ST


Uvod: povećanje energetske efikasnosti i snage

termo blokova

Isplativost povećanja energetske efikasnosti i povećanja snage pri

kapitalnim remontima:

U periodu od 2001. do 2012. god. u EPS-u je investirano 540 miliona € u

kapitalne remonte za produženje radnog veka, od toga je 10 %

utrošeno za povećanje snage za 400 MW

Kapitalni remont TE Marica Istok u Bugarskoj (4x210 MWe)1) :

– povećanje snage bloka sa 210 MWe na 227 MWe (ukupno 68 MWe)

– investicija 260 miliona US$ (25% za odsumporavanje)

Ograniĉenja povećanju snage na starim blokovima:

Veliki pad pritiska u liniji napojne vode i cevnom sistemu kotla

Kapacitet postojećih ZVP na liniji napojne vode

Visoka temperatura dimnog gasa na izlazu iz kotla

1) Wembridge, N., Poloni, L., McGimpsey, N., Hall, N., Thermal Power Station

Advice, Report No. 153012A, Parsons Brinckerhoff, 2009, New Tork, USA.


Primeri povećanja snage i energetske efikasnosti

– izvedena postrojenja

1) Ref.: Altman H., Margenberg T., Heat transfer systems within the flue-gas system of power station units – experience gained

during basic engineering, erection and operation. VGB PowerTech 2003; 9: 78-83. 2) Fossil fuel-fired power generation, Case Studies of Recently Constructed Coal- and Gas-Fired Power Plants. Paris, France:

International Energy Agency; 2007.

TE Schwarze Pumpe, Lippendorf i

Boxberg (900 MWe)

•Sniženje izlazne temperature dimnog

gasa sa 170 oC na 130 oC1)

•Povećanje stepena korisnosti bloka

0,5%1)

•Smanjenje potrošnje vode u apsorberu

za odsumporavanje

TE Niederaussem blok K (1000 MWe)

•RT dimni gas – voda ispred odsumporavanja

snižava temp. d.g. sa 160 oC na 100 oC

•Ekonomajzeri visokog i niskog pritiska i RT

d.g.-voda povećavaju stepena korisnosti bloka

za 0,9 % poena

Steam

generator Cooling

tower

Flue gas

cooler

Desulphurization

absorber

Condensate

heater

Ljungstroem

air preheater

Eletrostatic

percipitator


1) Ref.: Wang C., He B., Yan L., Pei X., Chen S., Thermodynamic analysis of a low-pressure economizer based waste heat recovery

system for a coal-fired power plant. Energy 2014;65:80-90.

EKO niskog pritiska na bloku 350 MWe1):

•Sniženje izlazne temperature dimnog gasa sa

146 oC na 119 oC

•Povećanje stepena korisnosti bloka bruto za

0,46 % poena

•Povećanje snage turbine za 3,83 MWe

LPT

Condenser

ESP FGD tower

From IPT

To deareator

Generator

FWH

No.6FWH

No.7

FWH

No.8

LPE

0

1000

2000

3000

4000

5000

39.6

39.8

40.0

40.2

40.4

0 5000 10000 15000 20000

Ste

pen

kori

snost

i b

lok

ab

ruto

(%

)

Toplotna snaga EKO (kW)

Stepen korisnostiPorast snage

Pora

st s

nage

turb

ine

0

1000

2000

3000

4000

5000

45.0

45.2

45.4

45.6

45.8

46.0

46.2

46.4

46.6

0 5000 10000 15000 20000

Ste

pen

ko

r. t

urb

op

ost

roje

nja

(%

)

Toplotna snaga EKO (kW)

Stepen korisnostiPorast snage

Po

rast

sn

ag

e tu

rbin

e (

kW

)


– EKO niskog pritiska



– EKO srednjeg pritiska

1) Ref.: Xu G., Xu C., Yang Y., Fang Y., Li Y., Song X., A novel flue gas waste heat recovery system for coal-fired ultra-supercritical

power plants. Applied Thermal Engineering 2014;67:240-249.

EKO na bloku sa nadkritiĉnim parametrima snage 1000 MWe1):

•Povećanje stepena korisnosti bloka bruto za 0,6 % poena i snage turbine za 9 MWe

SG LPE

ESP

LT air preheater

Induced

fan

Wet stack

HT

air preheater

Condenser

RH1 RH2

Deaerator

CP

RH3 RH5 RH6 RH7 RH8

HPT IPT LPT

FGD



– EKO visokog pritiska na TENT B1

EKO visokog pritiska na bloku TENT B1 620 MWe1) - ugraĊen nakon 30 godina rada:

•Povećanje stepena korisnosti bloka bruto u odnosu na projektno rešenje za 0,53 %

poena i snage turbine za 9.4 MWe

G

Ljungstroem

air preheater

ECO 2

ECO 1

ECO 1A

Steam boiler

6 3

21 5 7 8 8

9

10111213

15

14

19

18 18

16

17 17

19

4

Steam boiler plant Steam turbine plant

fg

fw,inj,rs

fw,inj,fs

fw,HPWH

HPFWH1

HPFWH2

HPFWH3

fw,P

rs,c

fw,ECO1

fw,ECO1A

fs

rs,h

AT

1) Ref.: Stevanovic V., Wala T., Muszynski S., Milic M., Jovanovic M., Efficiency and power upgrade by an additional high pressure

economizer installation at an aged 620 MWe lignite-fired power plant. Energy 2014;66:907-918.


Posebna linija napojne vode za napajanje

dodatnog ekonomajzera na TENT B1

Nova linija napojne vode 273x22 sa regulacijom protoka:

– 20 40 % od protoka napojne vode kroz isparivaĉ kotla protiĉe kroz

dodatni EKO


Dodatni ekonomajzer na TENT B1

•Postavljen je na vrhu tornja

kotla iznad postojećeg

ekonomajzera

•Površina za razmenu toplote

19200 m2, masa 600 t,

•Dimenzije cevi 33,7 x 4,5

mm,

EKO 1Acev 33.7x4.5

EKO1

cev Ø 38x4.5

EKO2

cev Ø 38x4.5

Ø323.9x30

Ø355.6x20

Ø355.6x20

Ø219.1x16

113700

122385

119010

111850

10 00010 000

118000

27500

115200

765

0

124000

118850


Povećanje snage i stepena korisnosti ugradnjom

dodatnog EKO – poreĊenje sa projektnim

uslovima TENT B1

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

0 10 20 30 40(Protok napojne vode kroz EKO 1A) / (Protok

napojne vode kroz isparivač) (%)

Tem

pera

tura

(oC

)

Dimni gas iza EKO 1ADimni gas iza EKO 1A - izmerenoDimni gas iza LUVODimni gas iza LUVO - izmereno

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40(Protok napojne vode kroz EKO 1A) / (Protok napojne

vode kroz isparivač) (%)

Snag

a (

MW

)

Iskorišćena toplotna snaga iz dimnog gasa

Povećanje električne snage usled povećanja efikasnosti bloka

Ukupno povećanje električne snage

-0.010

-0.005

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0 10 20 30 40(Protok napojne vode kroz EKO 1A) / (Protok

napojne vode kroz isparivač) (%)

Pro

mena s

tepena k

orisnosti

Parni blokKotaoTurbopostrojenje


PoreĊenje radnih parametara bloka B1 sa

dodatnim EKO i bloka B2 bez dodatnog EKO (B1 i

B2 su identiĉnog prvobitnog rešenja)

Parametri Jedinica B1 B2

Snaga bruto MW 658 614

Pritisak sveže pare bar 175 160

Temperatura sveže pare oC 535 535

Protok napojne vode t/h 1964 1834

Temperatura napojne vode oC 223 216

Temperatura dimnog gasa

iza zagrejača vazduha

oC159 184

Temperatura kondenzata oC 28 30

Pogonski parametri u dužem periodu pokazuju da je u odnosu na

blok B2 stepen korisnosti povećan za 1,9% poena. (Potrebno je

uraditi termotehniĉka ispitivanja za verifikaciju ovih rezultata.)


Isplativost povećanja energetske

efikasnosti i snage bloka TENT B1U odnosu na projektno rešenje:

• 10 MWe “zelene” snage → 75 GWh godišnje → 4,5 miliona € (po ceni

60 €/MWh)

• 30 MWe povećanje snage → 225 GWh godišnje → 13,5 miliona €

• Vreme povratka kapitala < 2 godine

• Smanjenje potrošnje uglja 95.000 t godišnje

U odnosu na TENT B2 u koji nije ugraĊen dodatni EKO:

• 35 MWe “zelene” snage → 262.5 GWh godišnje → 15,75 miliona €

• Povećanje snage sa 620 MWe na preko 650 MWe (29.01.2013. na bloku

TENT B1 je ostvarena rekordna dnevna neto proizvodnja od 15,14 GWh sa

prosečnom bruto snagom od 669 MWe)

• Smanjenje potrošnje uglja preko za 332.500 t godišnje


Isplativost povećanja energetske

efikasnosti i snage bloka TENT B1

Dodatni efekti

• Smanjenje snage pomoćne turbine za pogon napojne pumpe

• Primarna regulacija snage

• Produženje radnog veka sistema voda - para sniženjem pritiska

napojne vode

• Znatno smanjena ubrizgavanja u liniju pregrevanja pare

• Smanjenje emisije SOx, NOx, CO2 i pepela


Zakljuĉak

• Ugradnja dodatnih ekonomajzera niskog i visokog pritiska i zagrevanje kondenzata i napojne vode –iskustva u svetu:

– povećanja snage i efikasnosti termo blokova,

– snižavanja temperature dimnog gasa na ulazu u apsorber za odsumporavanje (efikasnije odsumporavanje i manji utrošak vode)

– zaštita životne sredine primarnim merama

• Ugradnja dodatnog EKO visokog pritiska na bloku TENT B1:

– prevazilaženje ograniĉenja povećanju snage

– inovativno rešenje koje dovodi do maksimalnog povećanja snage i energetske efikasnosti

– ekonomski veoma isplativo rešenje


Zakljuĉak– dokazana sigurnost i pouzdanost u radu

– znaĉajni ekološki efekti

– rešenje je primenjivo i na drugim termo blokovima

– rezultat višegodišnjeg rada i steĉenog iskustva tokom kapitalnih remonata termo blokova od strane struĉnog kadra TENT-a u saradnji sa projektantima i isporuĉiocima opreme i domaćim institutima i fakultetima!

Hvala na pažnji!

Documents

PRIMERI POVEĆANJA · 31.03.2015. Tribina Društva termiĉara Srbije 4 Primeri povećanja snage i energetske efikasnosti –izvedena postrojenja 1) Ref.: Altman H., Margenberg T.,