Kierunki rozwoju
techniki kotłowej
Dr inż. Ryszard Głąbik, Zakład Kotłów i Turbin
Zakres prezentacji
• Wprowadzenie
• Konstrukcje kotłów ze względu na
technologie spalania
• Konstrukcje kotłów ze względu na moc
bloku
• Współspalanie w kotłach różnych typów
• Przegląd konstrukcji
• Współczesna budowa bloków
• Podsumowanie
Wprowadzenie
Rozwój współczesnej techniki i technologii
kotłów zmierza w kierunku:
• Podwyższenia sprawności kotła
• Podwyższenia sprawności bloku
• Zmniejszenie emisji zanieczyszczeń (CO
2
)
• Wykorzystanie alternatywnych źródeł
energii
• Opracowanie nowych niekonwencjonalnych
technologii niskoemisyjnych
Kotły rusztowe
Na obecnym poziomie są opracowane konstrukcje
rusztów mechanicznych ze względu na następujące
kryteria:
• Wilgotność węgla
• Zawartość części mineralnych
• Spiekalność węgla
• Zawartość części lotnych
Kotły rusztowe, zarówno wodne jak i parowe wykonuje
się obecnie w wersji:
• szczelne rury parownika
• stopniowanie powietrza
• wielostrefowy podmuch pod ruszt (nawet 7 stref)
• podgrzewacz powietrza zewnętrzny lub też w III ciągu
Ruszty kotłowe
Kocioł rusztowy WR-25
Parametry kotła WR-25
Typ kotła: z przepływem
wymuszonym
Rodzaj paleniska: Rusztowe
Max. wydajność: 32 MW
Temperatura wody wlot/wylot:
70/150°C
Ciśnienie wody wlot/wylot:
2,15/1,9 Mpa
Sprawność kotła: 82%
Rodzaj paliwa: Węgiel kamienny
Wartość opałowa paliwa: 20
MJ/kg
Ruszt łuskowy
Kotły pyłowe
Kierunki rozwoju:
•
Zastosowanie techniki niskoemisyjnej spalania
•
Poprawa przemiału dla osiągnięcia niskiego
niedopału w odpadach paleniskowych
•
Wzrost wydajności kotłów odpowiednio do mocy
bloku
•
Przejście w obszar parametrów nadkrytycznych
pary świeżej i międzystopniowej
•
Opracowanie nowej konstrukcji i zastosowanie
spiralnych rur parownika wewnątrz ryflowanych
•
Opracowanie składu nowych stali stopowych
stosowanych w technice kotłowej
Parametry czynnika roboczego w
obszarze nadkrytycznym
s, kJ/kg K
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
3800
i
,
k
J/
k
g
o
x = 1
Parametry pary
świeżej:
t=580 – 620 °C
p=25-35 MPa
Parametry pary na
wlocie do skraplacza:
x=0,92
p= 2,1kPa
2 lub 3 stopnie
przegrzewu
międzystopniowego
Kocioł pyłowy OP-650b oraz BP-
1150
Kotły fluidalne
Główne kierunki modernizacji kotłów:
• Wyeliminowanie cyklonów zewnętrznych
• Wyeliminowanie z komory paleniskowej
przegrzewaczy pary
• Przejście w obszar parametrów
nadkrytycznych
• Wzrost wydajności kotła
• Zastosowanie cyrkulacji wewnętrznej, a
dzięki temu możliwość zastosowania
Intrexów
Prezentacja sylwetek kotłów
fluidalnych
Kocioł cyklonowy – OCG 64
Biomasa - własności
Biomasa - własności
Idea współspalania
Pątnów II – informacje ogólne
Blok 464 MW w Elektrowni Pątnów
będzie pierwszą jednostką prądotwórczą
na parametry nadkrytyczne w krajowym
systemie elektroenergetycznym.
Charakteryzuje się wysoką sprawnością
energetyczną: 44,0 % brutto i 41,0 %
netto.Moc znamionowa bloku na
zaciskach generatora przy średnio
rocznej temperaturze wody chłodzącej
16ºC: 470,2 MW.Moc bloku netto na
szynach 400 kV przy temperaturze
wody chłodzącej 16ºC: 446 MW
Dyspozycyjność bloku w cyklu rocznym,uwzględniając remonty bieżące: 94%,
w cyklu 6-letnim z uwzględnieniem remontów kapitalnych: 91,2%.
Roczny czas wykorzystania mocy zainstalowanej: 6800 h
Roczna produkcja energii elektrycznej: 3180 GWh
BB 1345 – budowa kotła
Typ kotła: przepływowy
Rodzaj paleniska: tangencjalne
Max. wydajność: 374 kg/s
Temperatura pary świeżej wylot:
544°C
Ciśnienie pary świeżej wylot: 26,6
Mpa
Temperatura pary wtórnej
wlot/wylot: 308/566°C
Temperatura wody zasilającej:
273°C
Sprawność kotła: 90,3%
Rodzaj paliwa: Węgiel brunatny
Wartość opałowa paliwa: 8,6 MJ/kg
Elektrownia Łagisza
Parametry kotła
Ciągły maksymalny przepływ pary 359.8
kg/s
Ciągły minimalny przepływ pary 143.9 kg/s
Ciśnienie pary wysokoprężnej na dolocie do
turbiny 27.50 MPa
Temperatura pary wysokoprężnej na dolocie
do turbiny 560 °C
Natężenie przepływu pary wtórnej 306.9
kg/s
Ciśnienie pary wtórnej 5.46 MPa
Temperatura pary wtórnej 314.3 °C
Temperatura pary wtórnie przegrzanej na
dolocie do części SP turbiny 580 °C
Temperatura wody zasilającej 289.7 °C
Elektrownia Łagisza
Analiza
J.M
W węglu
W mułach
węglowych
(max. 30 %
udziału)
Wartość
opałowa
MJ/k
g
18-23
7-17
Zawilgocenie
%
6-23
27-4
Zaw. popiołu
%
10-25
28-65
Zawatość
siarki
%
0.6-1.4
0.6-1.6
CFB BOILER
2x274 MWth, 112 kg/s, 135 bar, 538 °C
EC Chorzów Elcho Sp. zo.o., Chorzów, Poland
Fluidalny kocioł na parametry
nadkrytyczne - Łagisza
INTREX-
ściany
Palenisko
Podgrzewacz
wody
Ściany
Ciągu
konwekcyjnego
Rury wieszakowe
SH III
Separatory
SH II
Opromieniowany
SH IV
INTREX
Stacja obejściowa WP
DO TURBINY
Pompa wody zasilającej
Strop
Do rozprężacza
Separator
para/woda
SH I
Podgrzewacz WP
Podgrzewacz WP
Ze zbiornika wody zasilającej
Z TURBINY
RH I
RH II
INTREX
DO TURBINY
Elektrownia Lippendorf
Elektrownia Lippendorf
Prognoza rozwoju techniki
kotłowej
Technologia OxyFuel: spalanie w czystym tlenie, recyrkulacja spalin, podwyższenie
Stężenia CO
2
, eliminacja pary wodnej ze spalin przez kondensację, wykroplenie
CO
2
w procesie sprężania
Prognoza rozwoju techniki
kotłowej
Technologia CHP
Prognoza rozwoju techniki
kotłowej
Technologia IGCC
Podsumowanie
Rozwój techniki kotłowej zmierza do:
• Podwyższenia parametrów pary
• Wzrost mocy bloku
• Ograniczenie emisji NO
x,
SO
2
• Wychwytywanie CO
2
ze spalin
• Wykorzystanie odpadów, śmieci jako
paliwa dla kotła
• Wprowadzenie technologii
zgazowania paliw
Kierunki rozwoju techniki kotłowej
Dziękuję za uwagę