Modelowanie układu separacji tlenu z powietrza dla elektrowni na parametry nadkrytyczne z kotłem pyłowym typu oxy z zastosowaniem wysokotemperaturowej membrany separacyjnej four end

W artykule przedstawiono algorytm obliczeń oraz przykładowe wyniki modelowania układu separacji tlenu z powietrza z zastosowaniem wysokotemperaturowej membrany (HTM) separacyjnej typu four end. W pierwszej kolejności wybrano najdogodniejsze do stworzenia modelu separatora membranowego four end środowisko programowe. Następnie stworzono model układu separacji tlenu oraz przeprowadzono obliczenia sprawdzające poprawność działania modelu Układ separacyjny składa się z membrany four end, sprężarki powietrza, turbiny rozprężnej, przeciwprądowego podgrzewacz powietrza i generatora elektrycznego. Wielkością determinującą wartości strumieni w całym układzie ASU jest strumień odseparowanego tlenu, którego wartość na potrzeby obliczeń modelu ASU przyjęta jest w przybliżeniu jak zapotrzebowanie na tlen dla bloku energetycznego o mocy elektrycznej równej 460 MW. Ostatnim krokiem było zintegrowanie modelu kotła oxy z instalacją ASU poprzez doprowadzenie spalin do tej ostatniej. W obliczeniach wyznaczono charakterystyki układu ASU takie jak moc i sprawność w funkcji stopnia odzysku tlenu w instalacji ASU. Wyznaczono także graniczny stopień odzysku tlenu. Pokazano różnice między optymalnym sprężem autonomicznej turbiny gazowej i sprężu w instalacji ASU.

---

In this article computational algorithm and exemplary results for a model of a supercritical power plant with pulverized fuel boiler working in oxy-combustion technology and “four end” membrane separator were presented. First, the best software environment for building of a "four end" membrane separator model was chosen. Then, a model of an air separation unit was created and preliminary calculations were made on that model. The air separation unit structure consists of a "four end" membrane. air compressor and expander. In order to achieve s suitable oxygen stream, fuel gas thermodynamic parameters and stream were selected, basing on preliminary calculations. The most important step was integration of a model of pulverized fuel boiler in oxy-combustion technology. steam cycle model and air separation unit model. The most important results of the calculations were: power consumption of air separation unit, net and gross electric power production efficiency, flue gas stream and composition or stream and composition of flue gas enriched in oxygen from air separation unit. The results of the calculations were presented in this paper.