Jacek MALKO
Koniec wojny i początek koegzystencji dwóch prądów - stałego i przemiennego
Problemy, jakie pojawiły się wraz z globalnym ociepleniem i świadomością ograniczoności zasobów paliw kopalnych, wymagają przemyśleń w obszarze efektywności wykorzystywania energii elektrycznej w konwencjonalnych sieciach przemiennoprądowych i nowego podejścia do istniejących struktur przesyłu i dystrybucji. Aczkolwiek nie jest łatwe wprowadzenie nowych rozwiązań do zdominowanych przez koncepcję przemiennoprądową systemów dystrybucyjnych, to przyszłością wysokoefektywnych systemów dostaw energii są hybrydowe sieci AC/DC oraz DC/AC. Te obydwa systemy mogą współpracować harmonijnie dzięki zaawansowanym technikom energoelektroniki, umożliwiającym dostarczanie bardziej zielonej i wysokiej jakości energii przy najwyższej efektywności procesów. W ostatnim półwieczu w sektorze elektroenergetyki zaszły istotne zmiany, takie jak zastosowanie zaawansowanych technologii sterowania zapotrzebowaniem mocy, wprowadzenie wysokonapięciowych przesyłów stałoprądowych, wykorzystujących układy energoelektroniki oraz pojawienie się rozproszonych źródeł odnawialnych w niskonapięciowych sieciach dystrybucyjnych. Skłania to do rewizji poglądów na możliwości współpracy systemów AC i DC.
Słowa kluczowe: sieci prądu stałego i przemiennego, możliwości współpracy sieci różnych prądów, hybrydyzacja
Radomir KACZMAREK
Wykorzystanie ciepła powstającego w kogeneracji w silniku gazowym do zwiększenia produkcji energii elektrycznej
W energetyce rozproszonej najczęściej stosuje się agregaty kogeneracyjne wykorzystujące silniki spalinowe. Sprawność takich układów dochodzi do 90%, z czego sprawność wytwarzania energii elektrycznej to już tylko około 40%. Pozostała część energii w postaci ciepła, które powstaje przy wytwarzaniu energii mechanicznej zamienianej następnie na elektryczną, wykorzystywana jest do celów grzewczych. W artykule przeanalizowano możliwości zagospodarowania powstającego ciepła do produkcji dodatkowej energii elektrycznej dzięki zastosowaniu siłowni parowej oraz układu ORC wykorzystującego czynniki o niskiej temperaturze wrzenia. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że możliwe jest wykorzystanie ciepła powstającego w wyniku pracy agregatu prądotwórczego (silnika gazowego) do produkcji dodatkowej energii elektrycznej. Umożliwia to wysoka temperatura spalin wylotowych sprawiająca, że można zastosować zarówno klasyczną siłownię na parę wodną jak i układ ORC, stosując czynniki o stosunkowo wysokiej temperaturze punktu krytycznego. Ilość wyprodukowanej energii zależy jednak od rodzaju zastosowanego czynnika obiegowego, temperatury odparowania i przegrzania czynnika obiegowego oraz wykorzystanych źródeł ciepła. Większą moc uzyskano w układach z dodatkowym podgrzewaczem wstępnym.
Słowa kluczowe: kogeneracja, silniki gazowe, ciepło odpadowe, dodatkowa energia elektryczna
Donat RENOWICZ, Marek PLAZA
Trwałość zawieszeń wodooddzielacza pracującego w bloku energetycznym BP-1150
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że główną przyczyną pękania badanego cięgna wodooddzielacza są drgania układu zawieszeń, wymuszane przepływem pary w rurociągach współpracujących. Badania przełomu wykazały, że pękanie posiada zmęczeniowy charakter, o czym świadczą wyraźne ślady linii spoczynkowych. Obserwacje przełomu ujawniły, że propagacja pęknięcia przebiegała od ogniska złomu w głąb cięgna prostopadle do jego osi. Przyczyną rozwoju pęknięcia były drgania mechaniczne z dominującym udziałem ich pierwszej postaci. Bezpieczny czas pracy cięgna z pęknięciem można oszacować na podstawie zmierzonej amplitudy i częstości drgań. W przypadku stwierdzenia pęknięcia w gwincie (np. za pomocą defektoskopu) tak oszacowany czas powinien być większy od czasu wykonania nowego cięgna głównego, którym zostanie zastąpiony uszkodzony element. Porównując krzywe trwałości można zauważyć, że zmniejszenie amplitudy drgań z 3,25 mm do 2 mm wywołuje ok. 3-krotny wzrost trwałości cięgna (wzrost liczby cykli wywołującej rozwój pęknięcia od głębokości 1 mm do osiągnięcia głębokości krytycznej równej 31,9 mm). Wodooddzielacz, jako element kotła służący do separacji pary, stosowany jest m.in. w blokach energetycznych BP-1150. W zastosowanym rozwiązaniu konstrukcyjnym zawieszeń, istniejącym w tego typu kotłach, układ mechaniczny składa się z czterech cięgien zamocowanych na sprężynach talerzowych oraz dwóch cięgien głównych podtrzymujących bezpośrednio wodooddzielacz. Cięgna główne połączone są z zawieszeniami podatnymi za pomocą trawersy. Podczas pracy kotła układ zawieszeń separatora podlega ciągłym drganiom giętnym. W wyniku działania obciążenia roboczego na cięgna, wywołanego ciężarem własnym, ciężarem wody oraz nakładania się drgań, w połączeniu gwintowym cięgna głównego mogą być inicjowane pęknięcia. W przypadku powstania takiej sytuacji stwarza się duże niebezpieczeństwo wystąpienia poważnej awarii kotła w razie zerwania się cięgna, celowe staje się zatem określenie jego trwałości resztkowej przy obecności pęknięcia w końcówce gwintowej.
Słowa kluczowe: trwałość zawieszeń, pękanie i zmęczenie materiału, propagacja pęknięć, drgania
Filip KLEPACKI
Uszkodzenie komory wylotowej kotła parowego
Zaprezentowano rozmiar i charakter uszkodzenia komory wylotowej ostatniego stopnia przegrzewacza kotła parowego. Opisano proces niszczenia odpowiedzialny za powstałe uszkodzenie wraz z zobrazowaniem za pomocą obliczeń MES, przy założeniu rzeczywistych parametrów eksploatacyjnych komory. Omówiony przypadek jest wzorcowym przykładem negatywnego wpływu reżimu pracy bloku energetycznego przy częstych zmianach obciążenia, które mogą być niejednokrotnie groźniejsze niż tylko cykl odstawienia – uruchomienia.
Słowa kluczowe: bloki energetyczne, kotły parowe, komory wylotowe kotłów
Krzysztof KARAŚKIEWICZ, Waldemar JĘDRAL
Badania i ocena wskaźnika energochłonności pomp obiegowych
Przedstawiono wyniki badań wskaźnika energochłonności pompy obiegowej o wyróżniku szybkobieżności nq = 32. Przedstawiono różnice wartości wskaźnika dla trzech różnych trybów pracy pompy. Omówiono skutki możliwej rozbieżności między deklarowaną energochłonnością pompy a rzeczywistą jej energochłonnością przy pracy w konkretnym układzie pompowym. Zwrócono uwagę na konieczność objęcia oceną energetyczną całego układu pompowego. Pojawienie się tanich układów regulacji i nowoczesnych silników o wysokich sprawnościach pozwoliło na poprawę efektywności energetycznej całego zespołu pompowego pracującego ze zmienną prędkością obrotową przy różnych wydajnościach i wymaganych ciśnieniach. Wprowadzone wymagania dotyczące wskaźnika energochłonności (EEI) takich zespołów pompowych wynikają z kompleksowego traktowania produktu, jakim jest pompa obiegowa. Pokazano na podstawie własnych badań, że obniżenie wskaźnika energochłonności jest możliwe przez prowadzenie inteligentnej regulacji pompy, która przy jej braku nie spełniałaby wymagań rozporządzenia UE.
Słowa kluczowe: energochłonność pomp obiegowych, wskaźnik EEI dla pomp obiegowych
Jacek MALKO, Robert LIS
Czy Zjednoczone Królestwo stanie się „stacją przesiadkową” przemysłu nuklearnego Japonii?
Po zakupie przez konsorcjum GE-Hitachi nuklearnego projektu brytyjskiego - Horizon Nuclear Project - jedna z największych transakcji w historii energetyki brytyjskiej - japoński ekspert ocenia perspektywy energetyki nuklearnej w Europie. Działania GE-Hitachi zdają się potwierdzać, że Wielka Brytania będzie odgrywać nie tylko dominującą rolę w Europie, ale też w wymiarze globalnym. W tle tej znaczącej ekspansji nuklearnego przemysłu Japonii dostrzec można stwierdzenie, że energia jądrowa jest nie tylko ważnym czynnikiem w tworzeniu niskowęglowej przyszłości, ale też może okazać się opcją pożądaną.
Słowa kluczowe: energetyka jądrowa, japońskie i brytyjskie projekty nuklearne