Instytut Maszyn Przepywowych PAN Zakad Konwersji Energii Fiszera

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk CZYSTE TECHNOLOGIE GAZOWE – SZANSĄ DLA POMORZA. Mgr inż. Paweł Ziółkowski Mgr inż. Witold Zakrzewski Mgr inż. Daniel Sławiński Prof. dr hab. inż. Janusz Badur Instytut Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego PAN Nałęczów, 20 -22 luty 2013

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Plan prezentacji: - Bloki gazowo-parowe – stan obecny, - Gaz łupkowy – możliwości wykorzystania, - Czyste Technologie Gazowe, - Współpraca z inteligentną siecią elektroenergetyczną, - Podsumowanie.

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk 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 ).

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Bloki gazowo – parowe w Polsce Rys. 3 Rozmieszczenie elektrociepłowni z turbinami gazowymi w Polsce.

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Bloki gazowo – parowe w Polsce Tabela 1 Dane bloków gazowo-parowych.

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Gaz łupkowy możliwości wykorzystania. Rys. 4. Obszar występowania łupków dolnego paleozoiku potencjalnie zawierających gaz ziemny (Paweł Poprawa, Państwowy Instytut Geologiczny).

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Gaz łupkowy – możliwości wykorzystania. Rys. 5. Schemat układu wykorzystującego gaz łupkowy.

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk 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 %.

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Czyste Technologie Gazowe. 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 %.

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Odwrócony obieg Braytona z zastosowaniem regeneracji Rys. 8 Układ turbiny gazowo-parowej z odwróconym obiegiem Braytona , z regeneracją ciepła i z zastosowaniem oksyspalania i wychwytem CO 2 – sprawność elektryczna 35, 43 %.

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Czyste Technologie Gazowe. 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 - ? .

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Współpraca z inteligentną siecią elektroenergetyczną. Zaprezentowane powyżej układy mogą stabilizować pracę sieci zarówno w razie spadku dostarczanej mocy przez OZE, jak i przy nagłym wzroście zapotrzebowania na prąd elektryczny. 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.

Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii Fiszera 14, 80 -952 Gdańsk Podsumowanie: Omówiono stan obecny polskich bloków gazowo parowych, gdzie sprawność elektryczna turbiny gazowej w klasycznym układzie wynosi ok. 34, 8 %, a całego bloku 42%. Sprawność elektryczna turbiny gazowo-parowej przy zastosowaniu odwróconego obiegu Braytona, regeneracji, oksyspalania i wychwytu CO 2 wynosi 35, 5 % dla temperatury t. KS=1100 o. C. Z kolei sprawność elektryczna tej samej turbiny gazowo-parowej dla temperatury t. KS=1430 o. C wynosi 42, 8 %. Równocześnie praktyczne wyeliminowanie emisji tlenku azotu i dwutlenku węgla. 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.