Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80-952 G dańsk

Instytut Maszyn Przepływowych PANZakład Konwersji Energii

Fiszera 14, 80-952 Gdańsk

CZYSTE TECHNOLOGIE GAZOWE – SZANSĄ DLA POMORZA .

Mgr inż. Paweł ZiółkowskiMgr inż. Witold ZakrzewskiMgr inż. Daniel Sławiński

Prof. dr hab. inż. Janusz Badur

Instytut Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego PAN

Nałęczów, 20-22 luty 2013



Plan prezentacji:

- Bloki gazowo-parowe – stan obecny,

- Gaz łupkowy – możliwości wykorzystania,

- Czyste Technologie Gazowe,

- Współpraca z inteligentną siecią elektroenergetyczną,

- Podsumowanie.



Bloki gazowo – parowe w Polsce

Rys.1 Przekrój osiowy turbiny gazowej (własność Siemens).

Rys.2 Przekrój osiowy bloku gazowo - parowego EC Gorzów (własność EC Gorzów ).



Bloki gazowo – parowe w Polsce

Rys.3 Rozmieszczenie elektrociepłowni z turbinami gazowymi w Polsce .



Bloki gazowo – parowe w PolsceTabela 1 Dane bloków gazowo-parowych.



Gaz łupkowy możliwości wykorzystania.

Rys.4. Obszar występowania łupków dolnego paleozoiku potencjalnie zawierających gaz ziemny (Paweł Poprawa, Państwowy Instytut Geologiczny).



Gaz łupkowy – możliwości wykorzystania.

Rys.5. Schemat układu wykorzystującego gaz łupkowy.



Czyste Technologie Gazowe.

Rys. 6.Schemat układu gazowo-parowego z zastosowaniem oksyspalania i recylkulacją spalin (ASU – stacja separacji tlenu, C - sprężarka, C’ – dodatkowa sprężarka, CC – komora spalania, GT – turbina gazowo-parowa, HRSG – kocioł odzyskowy, P – pompa, CON – skraplacz, R – rozdzielacz spalin, G – generator) – sprawność elektryczna 32,5 %.




Rys.7. Schemat układu Brayton/odwrócony Brayton z zastosowaniem oksyspalania i recyrkulacją wody (ASU – stacja separacji tlenu C - sprężarka, CC – komora spalania, GT – turbina gazowo-parowa, GT’ – dodatkowa turbina gazowa, P – pompa, HE – wymiennik ciepła, CON – skraplacz, G – generator) – sprawność elektryczna 29,7 %.



Rys.8 Układ turbiny gazowo-parowej z odwróconym obiegiem Braytona , z regeneracją ciepła i z zastosowaniem oksyspalania i wychwytem CO2 – sprawność elektryczna 35,43 %.

Odwrócony obieg Braytona z zastosowaniem regeneracji




Rys.9. Schemat układu Brayton/odwrócony Brayton z zastosowaniem oksyspalania, recyrkulacją wody i strumienicą do skraplania wody (ASU – stacja separacji tlenu C - sprężarka, CC – komora spalania, GT – turbina gazowo-parowa, IN – strumienica, P – pompa, HE – wymiennik ciepła, R - rozdzielacz, G – generator) – sprawność elektryczna - ?.



Współpraca z inteligentną siecią elektroenergetyczną.

Dodatkowo przedstawione rozwiązanie charakteryzuje się małą mocą jednostek, co będzie pozwalało na płynną i bezpieczną regulację w różnym zakresie zmian zapotrzebowania na moc elektryczną – zapewniając wysoką sprawność konwersji energii.

Zaprezentowane powyżej układy mogą stabilizować pracę sieci zarówno w razie spadku dostarczanej mocy przez OZE, jak i przy nagłym wzroście zapotrzebowania na prąd elektryczny.



Podsumowanie:

Omówiono stan obecny polskich bloków gazowo parowych, gdzie sprawność elektryczna turbiny gazowej w klasycznym układzie wynosi ok. 34,8 %, a całego bloku 42%.

Równocześnie praktyczne wyeliminowanie emisji tlenku azotu i dwutlenku węgla.

Sprawność elektryczna turbiny gazowo-parowej przy zastosowaniu odwróconego obiegu Braytona, regeneracji, oksyspalania i wychwytu CO2 wynosi 35,5 % dla temperatury tKS=1100 oC.

Z kolei sprawność elektryczna tej samej turbiny gazowo-parowej dla temperatury tKS=1430 oC wynosi 42,8 %.

Niniejsze rozwiązanie jest szansą na wykorzystanie zasobów gazu łupkowego w sposób zapewniający czystość środowiska naturalnego i dywersyfikację źródeł energii.

Ponadto niniejsze układy mogą stanowić ważny element zapewniający prawidłową pracę inteligentnej sieci elektrycznej.

Dziękuję za uwagę.

Documents

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80-952 G dańsk