Sławomir BIELECKI, Danuta SZYMAŃSKA, Bartosz CIEŚLAK
Nowoczesne narzędzia bilansujące energię elektryczną w systemie – bezpośrednie magazyny energii i elektrownie wirtualne
Obecny rynek energii różni się od innych rynków towarowych brakiem możliwości efektywnego gromadzenia (magazynowania) przedmiotu obrotu. Poszukiwania odpowiedniej technologii magazynowania energii w horyzoncie długo- i krótkoterminowym przechodzą powoli do etapu zastosowań komercyjnych. Pojawiają się komunikaty i doniesienia prasowe na temat powiększającej się oferty magazynów energii do zastosowań domowych i przemysłowych. Odpowiednie wykorzystywanie magazynów jest w stanie zwiększyć wystarczalność systemu i znacząco zmniejszyć potrzebę inwestowania w źródła pracujące w szczycie. Do zaspokajania szybkich zmian w zapotrzebowaniu na energię z systemowego punktu widzenia predestynowane wydają się być technologie magazynowania bezpośredniego (cewki nadprzewodzące i superkondensatory). Innym podejściem do poprawy warunków bilansowania jest wykorzystywanie mechanizmów DSR, wymuszających przesuwanie konsumpcji z okresów o największym poborze energii elektrycznej. Oddziaływanie na popyt może działać też jako efektywny zasób bilansujący dla zmiennej generacji ze źródeł odnawialnych. DSR może obniżyć zapotrzebowanie na lokalne inwestycje sieciowe, ponieważ przesunie zużycie ze szczytu zapotrzebowania w rejonach z małą przepustowością sieci na inne okresy. W ramach tego mechanizmu może działać pośrednik między energetyką zawodową a końcowymi odbiorcami, mianowicie tzw. wirtualna elektrownia. Jest to bardzo pomocne narzędzie, ponieważ sterując zużywaną przez obiekty energią elektryczną wpływa na bilansowanie SEE – wygładzając dobową krzywą zapotrzebowania („ścinanie szczytów” i „wypełnianie dolin”). Pośrednio może to poprawić niezawodność dostarczania energii poprzez zmniejszenie prawdopodobieństwa blackoutów.
Słowa kluczowe: możliwości magazynowania energii, cewki nadprzewodzące, superkondensatory, DSR, wirtualne elektrownie
Wiesław KLIMEK
Spalanie odpadów komunalnych największym źródłem emisji gazów cieplarnianych
(głos w dyskusji o realizacji postanowień Konferencji Klimatycznej w Paryżu)
Omówiono negatywne aspekty i skutki budowy spalarni odpadów komunalnych. Przeciwstawiono dwa procesy: spalanie jako proces przebiegający szybko, a nawet gwałtownie i powolne procesy adsorpcyjne. Zwrócono także uwagę, że w wyniku spalania odpadów komunalnych otrzymuje się więcej odpadów niebezpiecznych niż było ich przed spaleniem.
Słowa kluczowe: odpady komunalne, spalanie odpadów, emisja gazów cieplarnianych
Patrycja ŻUPA-MARCZUK, Andrzej KOCHANIEWICZ
Nowe wymagania prawne dla dużych źródeł wytwarzania energii. Konkluzje BAT – wyzwania i zagrożenia
Polityka energetyczna Unii Europejskiej zmierza w kierunku energetyki niskoemisyjnej, ekologicznej, przy jednoczesnym osiągnięciu wysokiej sprawności konwersji energii. Podstawy prawne i narzędzia mające pomóc w osiągnięciu tego celu to przede wszystkim Dyrektywa IED oraz konkluzje BAT. Obecna polityka UE stawia polski sektor elektroenergetyczny w bardzo trudnej sytuacji. Po 2021 r. polskie bloki energetyczne, które będą starały się uzyskać pozwolenia zintegrowane, będą musiały spełnić szereg surowych wymagań wynikających z konkluzji BAT. W artykule przeanalizowano aktualne wymagania w zakresie poziomów emisji BAT-AELs oraz BAT-AEELs. Rozpatrzono wpływ przykładowych rozwiązań technologicznych na istniejący układ technologiczny.
Słowa kluczowe: konkluzje BAT, dyrektywa IED, wymagania prawne dla dużych źródeł wytwarzania energii
Dariusz DEKARZ
Analiza techniczno-ekonomiczna remontu modernizacyjnego kotła pyłowego OP-650
Surowe przepisy dotyczące emisji zanieczyszczeń do środowiska oraz starzenie się wielu źródeł wytwórczych wchodzących w skład Krajowego Systemu Elektroenergetycznego sprawiają, że niezbędna staje się kontrola stanu poszczególnych obiektów oraz osiąganych przez nie parametrów. Jedynym sposobem przedłużania żywotności polskich elektrowni i elektrociepłowni jest wykonywanie, co kilka lat, remontów modernizacyjnych poszczególnych bloków energetycznych. W artykule przedstawiono analizę wpływu remontu modernizacyjnego na pracę kotła i jego urządzeń pomocniczych, opracowaną na podstawie sprawozdań z pomiarów dwóch kotłów typu OP-650, przeprowadzonych przez „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o.
Słowa kluczowe: kocioł pyłowy OP-650, remont modernizacyjny, analiza techniczno-ekonomiczna
Marcin MATERNICKI, Jacek GRODZICKI, Krzysztof ROMANIUK, Marek RUSINIAK
Niejednorodność materiału rur ze stali P91na podstawie wyników badań Instytutu Energetyki
W artykule stwierdzono na podstawie analiz własnych, że badanie odbiorowe prowadzone wyłącznie przy pomocy replik i pomiaru twardości w jednym miejscu nie daje 100% pewności z powodu możliwych niejednorodności na grubości ścianki rury. Szczególny problem rysuje się dla elementów giętych na gorąco – poszczególne części łuku były poddane różnym zabiegom cieplnym, wpływającym na ich mikrostrukturę. Dla odcinków prostych miarodajne badanie można wykonać na powierzchni czołowej odcinka. Podobnie badanie odbiorowe prowadzone na próbkach pobranych z jednego miejsca nie daje 100% pewności z powodu możliwych niejednorodności na grubości ścianki, obwodzie i długości odcinka rury. Wydaje się celowe przeanalizowanie materiałowych procedur odbiorowych stosowanych do rur ze stali typu P91. Zakres badań należy rozszerzyć tak, aby możliwe było uzyskanie pełnego obrazu mikrostruktury danego elementu. Będzie to podstawa do wytypowania strefy do badań późniejszych, służących ocenie żywotności elementu. W instalacjach już eksploatowanych należy przewidzieć przeprowadzenie badań umożliwiających zinwentaryzowanie rzeczywistego stanu materiału i wykrycie miejsc potencjalnie niebezpiecznych.
Słowa kluczowe: rury ze stali P91, badania jednorodności materiału rur, niejednorodność materiału rur
Marek RUSINIAK, Krzysztof ROMANIUK, Jacek GRODZICKI, Marcin MATERNICKI, Janusz GINALSKI
Ocena sprawności działania stałosiłowych zawieszeń rurociągów energetycznych po wieloletniej eksploatacji
W artykule stwierdzono, że wszystkie zbadane zamocowania stałosiłowe przeciwciężarowe dźwigniowe oraz wielokrążkowe przeciwciężarowe po wieloletniej eksploatacji nie spełniają wymagań technicznych zawartych we współczesnych wytycznych dotyczących zamocowań, w tym z Polską Normą PN-EN 13480-3:2012. Zbadane siły reakcji zamocowań przekraczają znacznie dopuszczalne odchyłki sił o wartości dochodzące do 300% siły projektowej. Nawet kilkukrotne „przetrenowanie” (obciążenie i odciążenie) zamocowań nie powoduje zmniejszenia nadmiernie dużego pola histerezy tych zamocowań. Przeprowadzone badania zamocowań stałosiłowych wielokrążkowych i dźwigniowych potwierdziły konieczność szczególnego nadzoru nad omawianymi rodzajami zamocowań. Wszystkie zamocowania stałosiłowe wielokrążkowe i dźwigniowe po wieloletniej eksploatacji, użytkowane w elektrowniach krajowych, powinny zostać przebadane i w zależności od stanu technicznego – wyremontowane lub wymienione na nowe. Zamocowania pozostawione do dalszej pracy należy poddawać okresowym pomiarom rzeczywistych sił reakcji i histerezy. Nieprawidłowe działanie systemu zamocowań może znacząco podwyższyć wytężenie elementów rurociągu i przyczynia się do skrócenia czasu eksploatacji rurociągu.
Słowa kluczowe: rurociągi energetyczne, zawieszenia rurociągów, sprawność działania zawieszeń po wieloletnim użytkowaniu
Jerzy PRZYBYSZ
Problemy trwałości i drgań hydrogeneratorów
Omówiono obciążenia działające na podstawowe węzły hydrogeneratora: obciążenia elektromagnetyczne, skrętny moment elektromagnetyczny – równoważony momentem turbiny, siły odśrodkowe, masy wirujące, naprężenia termiczne, siły hydrauliczne od turbiny. Przedstawiono zasady działania łożyska oporowo-nośnego.
Słowa kluczowe: hydrogeneratory, siły działające na elementy hydrogeneratorów, łożyska oporowo-nośne
Tomasz GOLEC, Jerzy SZYMCZAK, Bartosz ŚWIĄTKOWSKI, Ewa LUŚNIA, Wojciech KACPRZAK, Krzysztof NIERADKA
Metody dostosowania kotłów pyłowych do zastosowania niekatalitycznych technik redukcji NOx
W artykule przedstawiono wynik prac Instytutu Energetyki w zakresie obniżania emisji tlenków azotu z zastosowaniem metod pierwotnych i selektywnej niekatalitycznej redukcji SNCR. Efektywność SNCR zależy od skuteczności jednoczesnego ograniczenia emisji tlenków azotu metodami pierwotnymi poprzez odpowiednią organizację procesu spalania. Dzięki zastosowaniu metod pierwotnych obniża się poziom emisji NOx przed instalacją SNCR oraz tworzy się wymagane okno temperaturowe spalin w zakresie 950-1100˚C, korzystne dla selektywnej redukcji SNCR, co wpływa na zmniejszenie zużycia reagenta. Efekty te można osiągnąć różnymi sposobami konstrukcyjnymi powiązanymi z organizacją spalania, a ich odpowiedni dobór zależy m.in. od takich czynników jak typ i wielkość kotła oraz jakość spalanego węgla. W artykule przedstawiono realizację zastosowania modernizacji instalacji paleniskowej kotła OP-215 łączącą metodę pierwotną obniżenia emisji tlenków azotu oraz metodę SNCR zapewniające ograniczenie emisji do poziomu poniżej 200 mg/m3u. Osiągnięto to z zastosowaniem wypracowanego w Instytucie Energetyki ciągu komplementarnych działań począwszy od prac koncepcyjnych, symulacji numerycznych, projektowania oraz wdrożenia i badań na obiektach rzeczywistych.
Słowa kluczowe: kocioł energetyczny OP-215, modernizacja kotła, połączenie metody pierwotnej obniżenia emisji tlenków azotu z metodą SNCR
Ewa LUŚNIA, Bartosz ŚWIĄTKOWSKI
Katalityczna redukcja tlenków azotu (SCR) – stan obecny i perspektywy rozwoju
W artykule została przedstawiona problematyka integracji instalacji katalitycznego odazotowania spalin (SCR) z kotłami pyłowymi w świetle zwiększania elastyczności pracy bloków węglowych energetyki zawodowej. Omówiono ograniczenia stosowania obecnych układów oraz wskazano nowe kierunki rozwoju: opracowanie rozwiązań dostosowujących technologię SCR do przyszłych reżimów pracy bloków energetyki zawodowej (modyfikacja składu warstwy aktywnej, niskotemperaturowe układy SCR na bazie nośnika węglowego) oraz obniżanie kosztów eksploatacji już istniejących oraz przyszłych instalacji SCR. Przedstawiono doświadczenia Instytutu Energetyki w temacie katalitycznych metod odazotowania spalin.
Słowa kluczowe: SCR, elastyczność, katalizator niskotemperaturowy