Herbert Leopold GABRYŚ
Elektroenergetyka w Polsce. Wybrane wyniki za pierwsze półrocze 2011 roku
Zestawiono i przeanalizowano dane dotyczące produkcji i zużycia energii elektrycznej w pierwszej połowie 2011 roku w polskim podsektorze elektroenergetycznym. Zwrócono uwagę na wyniki finansowe w firmach sektora, a także udział w produkcji elektrowni na węglu kamiennym, brunatnym oraz zużywających OZE. Oceniono także krytycznie spodziewane decyzje UE odnośnie do ograniczeń emisji CO2 do 2050 r. i ich negatywny wpływ na całą gospodarkę polską.
Słowa kluczowe: elektroenergetyka, wyniki podmiotów za I półrocze 2011 r., przyszłość energetyki węglowej
Ryszard BARTNIK, Anna DUCZKOWSKA-KĄDZIEL
Jedno- i dwupaliwowe technologie gazowo–parowe jako ważny potencjał modernizacyjny krajowej energetyki
Bardzo ważnym potencjałem modernizacyjnym krajowej energetyki są tzw. czyste technologie węglowe wykorzystujące turbiny gazowe, charakteryzujące się relatywnie wysoką efektywnością energetyczną oraz małą emisją zanieczyszczeń do środowiska naturalnego. Są to m.in. sprzężone technologie gazowo-parowe dwupaliwowe, węglowo-gazowe: układy sprzężone szeregowo i równolegle. Układy te, co istotne, mogą powstawać w wyniku nadbudowy już istniejących struktur węglowych turbiną gazową. W tak zmodernizowanych elektrowniach i elektrociepłowniach nastąpi znaczące zwiększenie sprawności wytwarzania energii elektrycznej. Zmieni się bowiem realizowany w nich obieg cieplny. W praktyce układ równoległy jest efektywniejszym energetycznie i ekonomicznie sposobem modernizacji istniejących układów węglowych. W artykule porównano również ekonomiczną efektywność bloku 370 MW zmodernizowanego do pracy skojarzonej w układzie gazowo-parowym dwupaliwowym z efektywnością jednopaliwowej elektrociepłowni gazowo-parowej o tej samej mocy cieplnej. Porównanie zdecydowanie wypada na niekorzyść bloku. Jednostkowy koszt produkcji w nim ciepła jest bowiem zdecydowanie wyższy od kosztu w jednopaliwowej elektrociepłowni gazowo-parowej.
Słowa kluczowe: potencjał modernizacyjny energetyki, technologie parowo – gazowe, efektywność bloków jedno- i dwupaliwowych
Marek CIEŚLA, Marek PLAZA
Pełzanie jako proces pękania cięgna w zawieszeniu komory wlotowej przegrzewacza pary III stopnia
Poddano analizie przyczyny pękania cięgna w zawieszeniu komory wlotowej przegrzewacza pary III stopnia w warunkach oddziaływania gorących spalin, spowodowanego nieszczelnością stropu kotła OP-230. Badania metaloznawcze i właściwości mechanicznych materiału cięgna oraz numeryczne analizy jego wytężenia z uwzględnieniem empirycznie określonej siły w zawieszeniu pozwoliły uznać za główną przyczynę pęknięcia oddziaływanie na cięgno podwyższonej temperatury w obszarze karbu konstrukcyjnego. Doprowadziło to do intensyfikacji procesów zdegradowania i uszkodzenia mikrostruktury materiału cięgna na drodze mechanizmu pełzania dyslokacyjnego, a w efekcie do pęknięcia cięgna w zawieszeniu komory przegrzewacza pary.
Słowa kluczowe: kotły energetyczne OP-230, przegrzewacz pary, pękanie cięgien zawieszenia
Mirosław GAJEWSKI, Justyna KASIŃSKA, Leopold BARWICKI
Degradacja struktury i uszkodzenia rur kotłowych ze stali 13CrMo4-5 (15HM)
Przedstawiono wyniki badań rur łączących komory środkowe przegrzewacza pary z komorą wylotową kotła OP140, które uległy zniszczeniu w wyniku długotrwałej eksploatacji. Określono charakter uszkodzeń eksploatacyjnych. Stwierdzono, że przyczyną ich wystąpienia była zaawansowana degradacja struktury stali 13CrMo4-5 (15HM) wskutek pracy przy parametrach nadkrytycznych.
Słowa kluczowe: kotły energetyczne OP-140, rury kotłowe, uszkodzenia i degradacja struktury
Krzysztof J. JESIONEK
Uszkodzenie sprężarki gazu nitrozowego
Przedstawiono nietypowy przypadek awarii sprężarki, podczas której wał uległ całkowitemu zniszczeniu korozyjnemu po 16 dniach eksploatacji maszyny.
Słowa kluczowe: turbozespół kwasu azotowego, sprężarki promieniowe, uszkodzenia
Andrzej KUREK, Adam NIESŁONY
Trwałość zmęczeniowa wybranego materiału bimetalicznego stosowanego w przemyśle energetycznym
Przedstawiono wyniki badań zmęczeniowych bimetalu stal-tytan platerowanego metodą wybuchową. Badaniu poddano próbki wykonane z bimetalu będącego połączeniem stali S355J2 z tytanem SB 265 G1, który był materiałem nakładanym w procesie platerowania. Z badań wynika, iż trwałość zmęczeniowa próbek wykonanych z materiału rodzimego, pozyskanego z plateru, jest mniejsza od trwałości próbek bimetalu tytan-stal.
Słowa kluczowe: przemysł energetyczny, materiały bimetaliczne, trwałość zmęczeniowa
Tadeusz ŁAGODA
Prognozowanie trwałości zmęczeniowej złączy spawanych od systemu nominalnego do mechaniki pękania
Przedstawiono metody wyznaczania trwałości zmęczeniowych złączy spawanych ze szczególnym uwzględnieniem złączy typowych. Przedstawiono możliwe sposoby wyznaczania naprężeń obliczeniowych w złączach spawanych od naprężeń znamionowych według różnych propozycji, poprzez naprężenia strukturalne, w tym typu „hot spot”, aż po zastosowanie liniowej mechaniki pękania. Na tym tle przedstawiono zalecenia Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa dotyczące wyznaczania trwałości zmęczeniowych stalowych i aluminiowych złączy spawanych w warunkach jednoosiowego rozciągania-ściskania elementów płaskich.
Słowa kluczowe: złącza spawane, trwałość zmęczeniowa, metody wyznaczania
Jerzy OKRAJNI
Ocena wpływu parametrów eksploatacji elementów kotła na występujące w nich zjawisko zmęczenia cieplno-mechanicznego
Przedstawiono zagadnienie badania zachowania się elementów poddanych zmęczeniu cieplno-mechanicznemu. Skoncentrowano się na opisie przebiegu procesu odkształcania na przykładzie wybranego obiektu pracującego w przemyśle energetycznym. Przedstawiono metodykę wyznaczania charakterystyk procesu zmęczeniowego w postaci pętli histerezy w układzie odkształcenie mechaniczne – naprężenie. Modelując zachowanie się rozpatrywanego elementu zastosowano metodę elementów skończonych. Wyniki obliczeń naprężeń i odkształceń na powierzchni rozpatrywanego elementu wykazały, że naprężenia i odkształcenia spowodowane ciśnieniem wewnętrznym są znacznie mniejsze od naprężeń i odkształceń spowodowanych obciążeniami mechanicznymi. Można na tej podstawie wyciągnąć wniosek, że za powstawanie i rozwój pęknięć w obszarach o największym wytężeniu odpowiedzialne będą w głównej mierze obciążenia cieplne. Przedstawione w pracy rozważania reprezentują fragment metodyki badań złożonych procesów zmęczenia cieplno-mechanicznego koncentrując się na modelowaniu zjawisk zachodzących w warunkach tego procesu i porównaniu wyników analizy teoretycznej z badaniami eksperymentalnymi.
Słowa kluczowe: kotły energetyczne, eksploatacja elementów kotłów, zmęczenie cieplno-mechaniczne
Radomir KACZMAREK, Aleksander A. STACHEL
Analiza wpływu temperatur parowania w środkowym i dolnym obiegu siłowni trinarnej na parametry jej pracy
Przeanalizowano wpływ temperatury parowania w środkowym i dolnym obiegu siłowni trinarnej na moc i sprawność całej siłowni. W górnym obiegu takiej siłowni czynnikiem obiegowym jest woda, natomiast w środkowym i dolnym czynnik niskowrzący. Obliczenia wykonano dla trzech temperatur skraplania w górnym obiegu oraz trzech temperatur skraplania w środkowym obiegu. Dodatkowo rozpatrzono cztery czynniki niskowrzące: Izobutan i R236fa (w obiegu środkowym) oraz R227ea i RC318 (w obiegu dolnym) jako czynniki obiegowe. Otrzymane wyniki porównano z wynikami otrzymanymi dla siłowni pierwotnej z wodą jako czynnikiem obiegowym, działającej w takim samym zakresie temperaturowym.
Słowa kluczowe: siłownia trinarna, temperatura parowania w obiegach siłowni, czynniki niskowrzące
Zdzisław ŚLODERBACH
Analiza sprężysto-termoplastycznych naprężeń w grubościennej rurze ciśnieniowej. Część II. Omówienie i analiza otrzymanych wyników
Przeprowadzono analizę otrzymanych wyników na przykładzie analitycznego rozwiązania dla grubościennej rury obciążonej quasi-statycznie wzrastającym ciśnieniem wewnętrznym dla przypadku procesu lokalnie adiabatycznego (bez przepływu ciepła). Ponieważ obciążenie ciśnieniem wewnętrznym ma charakter quasi-statyczny, więc pominięcie zjawiska przepływu ciepła może prowadzić do pewnych ilościowych różnic w rozkładzie obliczanych wielkości: naprężeń, odkształceń, temperatury i przyłożonego ciśnienia wewnętrznego oraz naprężeń resztkowych. Aby oszacować te różnice przeprowadzono także obliczenia dla izotermicznego procesu odkształcania - bez efektu sprzężenia termomechanicznego. Wartości otrzymane dla procesów z przepływem ciepła zawierać się będą między wartościami izotermicznymi a adiabatycznymi.
Słowa kluczowe: grubościenne rury ciśnieniowe, procesy adiabatyczne, naprężenia sprężysto-plastyczne
Sławomir WIŚNIEWSKI
Analiza pracy układu ORC sprzężonego z turbiną gazową z zastosowaniem cyrkulacji spalin
Artykuł dotyczy wykorzystania cieplnej energii odpadowej zawartej w spalinach opuszczających układ turbiny gazowej. Przedstawiono analizę pracy układu turbiny gazowej małej mocy sprzężonej cieplnie z układem siłowni ORC (z ang. Organic Rankine Cycle), która wykazała, że zastosowanie dodatkowego układu ORC zwiększa moc elektryczną produkowaną w układzie. W proponowanym rozwiązaniu, w celu zmniejszenia temperatury spalin opuszczających układ turbiny gazowej zastosowano ich cyrkulację. Opisano schemat instalacji, parametry pracy układu turbiny gazowej i układu ORC, metodykę obliczeń, przykładowe wyniki analizy oraz wnioski z nich wynikające.
Słowa kluczowe: wykorzystanie energii odpadowej, turbina gazowa, cyrkulacja spalin
Anżelina MAREK, Jerzy OKRAJNI
Charakterystyka procesu zmęczenia korpusu głównego zaworu pary w bloku energetycznym
Przedstawiono jeden z wielu przykładów zastosowania metod modelowania komputerowego do oceny zmiennych w czasie pól temperatury i naprężeń w urządzeniach energetycznych. Omówiono zagadnienie wyznaczania rozkładów naprężeń w elementach grubościennych rurociągów energetycznych w nieustalonych warunkach pracy podczas uruchamiania bloku energetycznego. Wykazano możliwość wykorzystania pomiarów temperatury pary oraz temperatury wybranych punktów rozpatrywanych elementów do zdefiniowania warunków brzegowych zagadnienia modelowania przepływu ciepła oraz do sprawdzenia poprawności działania opracowanych modeli komputerowych. Wykazano istotne znaczenie zmiennego w czasie i nierównomiernego pola temperatury na przebieg lokalnych zmian naprężeń, których skutkiem są procesy zmęczenia materiału.
Słowa kluczowe: bloki energetyczne, zawory pary, procesy zmęczeniowe
Waldemar SKOMUDEK, Jan SUBOCZ, Marek SZROT
Ocena stanu technicznego wysokonapięciowych izolatorów przepustowych (Część 2)
W ostatnich latach elektroenergetyka notuje zwiększoną awaryjność izolatorów przepustowych transformatorów energetycznych. Są to awarie, które wielokrotnie prowadzą do poważnych uszkodzeń, a nawet zniszczenia transformatora. Główną przyczyną ich powstawania jest rozwój procesów starzeniowych izolacji. Referat zawiera wybrane informacje dotyczące nowej metody badawczej umożliwiającej ocenę wpływu procesu starzenia izolacji na niezawodność pracy kondensatorowych izolatorów przepustowych. W referacie wskazano na potrzebę rozwoju metod diagnostycznych umożliwiających rzetelną ocenę stanu technicznego badanych izolatorów, ukierunkowanych przede wszystkim na identyfikację początkowego etapu rozwoju procesu starzeniowego możliwego do identyfikacji na czynnym transformatorze.
Słowa kluczowe: transformatory, izolatory przepustowe, starzenie izolacji, ocena stanu
Artur JASIŃSKI
Kompleksowa ocena stanu technicznego długo eksploatowanych urządzeń bloków energetycznych punktem wyjścia do ich dalszej eksploatacji
W sytuacji ograniczonych inwestycji na odbudowywanie energetyki krajowej konieczna jest dobra znajomość rzeczywistego stanu technicznego urządzeń pracujących bloków energetycznych. W artykule omówiono propozycje zakresu wymaganych badań diagnostycznych i analiz niezbędnych dla określenia możliwości dalszej długoterminowej eksploatacji bloków. Zidentyfikowano elementy kryterialne, które limitują ich żywotność eksploatacyjną. Przedstawiono dane wejściowe do analiz żywotności dla poszczególnych grup urządzeń. Zwrócono także uwagę na wpływ współspalania biomasy na żywotność pewnych elementów bloków. Proponowane badania, analizy i oceny urządzeń to podstawa do podejmowania niezbędnych działań remontowych w celu wydłużenia możliwości eksploatacyjnych bloku, czyli zwiększeniu ich żywotności.
Słowa kluczowe: bloki energetyczne, badania diagnostyczne, zwiększanie żywotności urządzeń
Artur JASIŃSKI, Michał KWIECIEŃ
Trwałość wężownic przegrzewaczy pary i ekranów kotłów w perspektywie ich dalszej eksploatacji przy współspalaniu biomasy
Na trwałość i przydatność eksploatacyjną rur powierzchni ogrzewalnych w konwencjonalnych kotłach pyłowych wpływa zarówno jakość czynnika obiegu wodno-parowego, jak i warunki spalania w kotle. W artykule omówiono możliwe przyczyny szybkiego zużywania się i uszkodzeń rur powierzchni ogrzewalnych w kotłach, z uwzględnieniem przypadku współspalania biomasy w kotle. Przedstawiono propozycję prowadzenia wielotorowej diagnostyki rur oraz monitoringu skutków występujących zjawisk korozyjno-erozyjnych, to jest postępującej degradacji rur. Wielotorowa diagnostyka i monitoring pozwolą na optymalne planowanie wymiany zużytych rur, przedłużenie czasu eksploatacji i zwiększenie dyspozycyjności kotła.
Słowa kluczowe: wężownice przegrzewaczy pary, ekrany kotłów, współspalanie biomasy
Artur JASIŃSKI, Tomasz ZACZKIEWICZ
Diagnostyka systemu zamocowań rurociągów parowych pracujących w układzie kolektorowym
W artykule zwrócono uwagę na specyficzne warunki pracy systemu zamocowań rurociągów pracujących w układzie kolektorowym. Przedstawiono wymagany zakres badań i analiz stanu i pracy systemów zamocowań wysokoprężnych rurociągów parowych. Zaprezentowano stosowane sposoby pomiarów charakterystycznych parametrów różnych zamocowań. Podkreślono znaczenie odpowiedniej interpretacji wyników badań oraz podano przykłady z praktyki badawczej. Omówiono długoterminowe korzyści płynące z prawidłowo i systematycznie prowadzonej diagnostyki systemu zamocowań.
Słowa kluczowe: rurociągi parowe, diagnostyka systemu zamocowań, układ kolektorowy
Grzegorz DĄBROWSKI
Konserwacja urządzeń energetycznych w czasie postojów
Odstawienie bloku energetycznego do remontu lub modernizacji wymaga podjęcia działań zmierzających do ograniczenia procesów korozyjnych w okresie postoju. W szczególności konieczne są działania w celu zapewnienia skutecznej ochrony powierzchni wewnętrznej układu wodno-parowego w kotle. W artykule omówiono mechanizm korozji postojowej urządzeń, czynniki wpływające na dynamikę procesów korozyjnych, charakterystyczne uszkodzenia i produkty korozyjne. Przedstawiono różne metody ochrony kotłów, zalecając do stosowania metodę konserwacji z wykorzystaniem sprężonego powietrza oraz metodę konserwacji z wykorzystaniem gazu inertnego.
Słowa kluczowe: urządzenia energetyczne, korozja postojowa urządzeń, metody ochrony kotłów
Artur JASIŃSKI
Doświadczenia „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. z badań diagnostycznych walczaków kotłów parowych
Omówiono zakres badań diagnostycznych, obliczeń i analiz wykonywanych w celu określenia stanu technicznego walczaka i prognozy o możliwościach jego dalszej eksploatacji. Przedstawiono procesy niszczenia walczaka w eksploatacji, typowe uszkodzenia i sposoby ich naprawy. Poruszono zagadnienia szacowania trwałości eksploatacyjnej oraz zmian strukturalnych materiału walczaka. Wypracowana przez lata metodyka kompleksowej diagnostyki daje rezultaty w postaci zwiększenia niezawodności ruchowej i żywotności eksploatacyjnej walczaków.
Słowa kluczowe: walczaki kotłów parowych, badania diagnostyczne „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o.