Wpływ systemu separacji CO2 na efektywność elektrowni węglowej na parametry nadkrytyczne

W artykule badano wpływ systemu separacji CO2 na sprawność węglowego bloku energetycznego. Do badań wybrano blok węglowy z kotłem pyłowym o mocy elektrycznej 460 MW i parametrach pary świeżej 27,8 MPa/ 580?C i wtórnie przegrzanej do temperatury 600?C. Blok ten osiąga sprawność netto równą 41,43% (wg LHV). Analizowano dwa przypadki: pierwszy z zastosowaniem spalania tlenowego oraz drugi z zastosowaniem separacji membranowej CO2 ze spalin powstałych przy spalaniu powietrznym. Zastosowanie kotła zasilanego tlenem z kriogenicznej instalacji separacji powietrza oraz sprężanie powstałych w tym procesie spalin do ciśnienia 20,68 MPa powoduje utratę sprawności netto bloku o 9,08 punktu procentowego. Obliczono, że zastosowanie membranowej separacji CO2 i dalsze jego sprężanie do 20,68 MPa spowoduje utratę sprawności netto o 6,13 punktu procentowego. Zaproponowane w artykule wykorzystanie ciepła z procesu separacji i sprężania w układzie turbiny parowej spowoduje obniżenie sprawności wytwarzania energii elektrycznej netto o 5,29 punktu procentowego.

---

In this paper the influence of CO2 separation system on the efficiency of a coal power plant was pre-sented. For the analysis the pulverized coal power plant with the electric power rating at 460 MW, parameters of live steam 27.8 MPa/ 580?C and the temperature of reheated steam equal 600?C was selected. This power plant achieves a net efficiency equal to 41.43% (according to LHV). Two cases were analyzed. First, using oxy combustion technology in which oxygen is supplied from cryogenic air separation unit (ASU) and the second, with the use of CO2 membrane separation from flue gases arising from burning coal in the air. The use of oxy boiler, powered with oxygen from cryogenic ASU, and further compression of the exhausts arisen in this process up to the pressure of 20.68 MPa causes the efficiency decrease of 9.08 percentage points. It was calculated, that the use of membrane CO2 separation and its further compression to the same pressure (20.68 MPa) will cause efficiency decrease only by about 6.13 percentage points. The use of waste heat from the separation process in the steam turbine cycle was proposed in this paper. It will decrease the electricity generation net efficiency by about 5.29 percentage points.