Maciej PAWLIK
Krajowy park elektrowni – dylematy inwestycyjne
Przeanalizowano dalszy rozwój krajowego sektora wytwarzania energii elektrycznej na tle fundamentalnych zmian w energetyce światowej. Artykuł jest próbą odpowiedzi na wyzwania inwestycyjne z uwzględnieniem z jednej strony krajowych zasobów paliw kopalnych, z drugiej zaś polityki klimatyczno-energetycznej Unii Europejskiej. Odniesiono się do kwestii kierunku inwestowania: w nowe bloki wielkoskalowe lub w rewitalizację istniejących bloków klasy 200 MW dla przedłużenia ich okresu eksploatacji w warunkach głębokiej regulacji i częstych uruchomień. Wskazano możliwości istotnego ograniczenia emisji CO2 drogą dywersyfikacji krajowego parku elektrowni z uwzględnieniem odnawialnych źródeł energii, elektrowni gazowych i jądrowych.
Słowa kluczowe: elektrownie, zaawansowane bloki energetyczne, rewitalizacja, dywersyfikacja struktury paliwowej
Antonina KIELECZAWA, Klaudia KRAWIEC-ZIĄTEK, Michał BIAŁECKI, Radosław IZAKIEWICZ, Piotr PIETRAS,
Roman SKAKOWSKI, Wojciech SZUBERT, Michał WITEK, Edward ZIAJA
Funkcjonalność interfejsu użytkownika Systemu Automatyki DCS MASTER
Interfejs użytkownika to część oprogramowania systemów operacyjnych i użytkowych odpowiedzialna za interakcję z użytkownikiem systemu. Z praktycznego punktu widzenia, we współczesnych systemach automatyzacji procesów technologicznych, powszechnie stosowane są graficzne interfejsy użytkownika. Umożliwiają one komunikację użytkownika z komputerem za pomocą elementów graficznych. Efekty działań programów również prezentowane są w postaci grafik, piktogramów, okienek informacyjnych, etc. Polecenia wydawane są głównie za pomocą urządzeń wskazujących, takich jak myszki, wskaźniki lub panele dotykowe. Z uwagi na obszernie rozbudowany interfejs użytkownika systemu MASTER, w artykule przedstawiono wybrane funkcje pod względem walorów użytkowych interfejsu, umożliwiające szybką reakcję operatorów w krytycznych sytuacjach obiektowych, a także pozwalające na spokojną analizę i prowadzenie obiektu w okresach stabilnej pracy.
Słowa kluczowe: graficzny interfejs użytkownika, GUI, wyświetlacze graficzne, systemy automatyki, stacje operatorskie
Tadeusz MĄCZKA, Mariusz LIPIŃSKI
Analiza doboru parametrów stacjonarnego grzania elektrodowego w polu elektrycznym na przykładzie tetraetylenoglikolu
Omówiono ogólną charakterystykę, własności i zastosowanie organicznych cieczy niskokonduktywnych oraz ich proces grzania elektrodowego. Przedstawiono ich przewodność elektryczną w polu przepływowym oraz przykładowy eksperyment – grzania elektrodowego tetraetylenoglikolu w polu elektrycznym o częstotliwości sieciowej 50 Hz. Na podstawie analizy wyników prób tego eksperymentu, literatury i równań bilansowych uwzględniających energię wymiany pomiędzy układem grzewczym a otoczeniem utworzono model grzania elektrodowego tetraetylenoglikolu wykorzystując oprogramowanie Matlab-Simulink. Wykonano badania symulacyjne tego procesu porównując przebiegi czasowe temperatury i dostarczonej energii podgrzewanego glikolu wyznaczonych z symulacji oraz pomiarów otrzymanych podczas eksperymentu. Otrzymane modelowe charakterystyki czasowe przebiegu energii i temperatury tetraetylenoglikolu podczas procesu grzania elektrodowego zarówno w polu o natężeniu 200 kV/m, jak i 600 kV/m stosunkowo dobrze odwzorowały przebiegi uzyskane z eksperymentu, co uprawnia do wniosku, że przyjęta metodyka może zostać wykorzystana do doboru istotnych parametrów procesu grzania innego płynu mającego istotne znaczenie w przemyśle energetycznym, chemicznym, farmaceutycznym i przetwórstwa tworzyw sztucznych.
Słowa kluczowe: grzanie elektrodowe, pole elektryczne, ciecze niskokonduktywne, modelowanie
Grzegorz BONIKOWSKI
Nowe rozwiązania dla procesów kontroli pracy turbozespołów
Podjęto próbę opracowania programowalnego przetwornika MP1 umożliwiającego dokonywanie pomiarów w szerokim zakresie w dziedzinie monitoringu maszyn wirujących. Przy dostępnych czujnikach opracowanych w Instytucie Automatyki Systemów Energetycznych poprzez sparametryzowanie pracy generatorów, sterowanych poprzez mikrokontroler uzyskano znaczne rozszerzenie zakresów pracy tych czujników. Dodatkowo wdrożono algorytmy linearyzacji oraz kompensacji termicznej pomiaru. Otrzymane pozytywne wyniki przełożono do pomiaru obrotów, drgań i wydłużeń. Ze względu na trudności wykonania pomiarów strojeniowych w miejscu pracy układu pomiarowego opracowano algorytmy przeprowadzające niezależną diagnostykę układu pomiarowego dopasowującą się do panujących warunków pomiarowych. Prace zostały przeprowadzone z wynikiem pozytywnym. W wyniku tych prac został wprowadzony do produkcji przetwornik z jednym obwodem generacyjnym MP1.
Słowa kluczowe: monitoring maszyn wirujących, pomiary specjalne, turbina, turbozespół, pomiar drgań, pomiar obrotów, pomiar fazy, kompensacja
Jerzy TRZESZCZYŃSKI
Diagnostyka wspierająca elastyczną eksploatację bloków klasy 200 MW
Wśród wymagań stawianych blokom energetycznym: prawnych, ekonomicznych i technicznych, te ostatnie są najważniejsze. Stan techniczny urządzeń energetycznych decyduje bowiem o ich dyspozycyjności. Dla bloków klasy 200 MW, które w przyszłości, jeszcze bardziej niż obecnie, będą stabilizować Krajowy System Elektroenergetyczny wysoka dyspozycyjność będzie najbardziej pożądaną cechą. Zapewnić ją może tylko wiedza, z odpowiednio zorganizowanej i wykonywanej diagnostyki oraz kreowany na jej podstawie maintenance, posiadający odpowiedni zakres i poziom przy akceptowalnych kosztach. W tym celu opracowano kompletny system diagnostyczny, który integruje prognozowanie trwałości i predykcję awarii, uwzględniając warunki eksploatacji ponad 30-tu bloków klasy 200 MW.
Słowa kluczowe: bloki energetyczne klasy 200 MW, system diagnostyczny Pro Novum
Radosław STANEK, Jerzy TRZESZCZYŃSKI, Marcin DĄBROWSKI
Diagnostyka jednego typu urządzeń w skali KSE z wykorzystaniem portalu internetowego integrującego informacje eksploatacyjne
Stan techniczny, zwłaszcza dyspozycyjność, urządzeń długo eksploatowanych, pracujących w trybie regulacyjnym, w największym stopniu zależy od warunków eksploatacji oraz poziomu utrzymania technicznego. Odpowiednio wykonywana diagnostyka jest podstawowym źródłem informacji o aktualnym stanie technicznym urządzeń. Skojarzenie wyników badań wykonywanych w remontach planowych, awaryjnych oraz warunków eksploatacji to źródło informacji do planowania zakresów diagnostyki, remontów oraz nakładów. Największe korzyści można osiągnąć badając nie tylko poszczególne urządzenia, a nawet podobne konstrukcyjnie urządzenia w jednej elektrowni czy grupie elektrowni. Maksymalny profit można osiągnąć odpowiednio integrując informacje jw. w sakli KSE. W tym celu opracowano standardy badania, systemy zdalnej diagnostyki oraz portal internetowy integrujący informacje, wiedzę i doświadczenia. To najbardziej efektywne podejście do zapewnienia bezpieczeństwa eksploatacji, wysokiej dyspozycyjności oraz optymalizacji nakładów na utrzymanie stanu technicznego.
Słowa kluczowe: diagnostyka urządzeń długo eksploatowanych, portal internetowy Pro Novum
Wojciech MURZYNOWSKI, Jerzy TRZESZCZYŃSKI
Dotychczasowe doświadczenia związane z wykonywaniem zdalnej diagnostyki oraz kierunki rozwoju platformy informatycznej LM System PRO+®
Zmiany w polskiej energetyce, zapoczątkowane w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku, doprowadziły do uwolnienia elektrowni – w znacznym stopniu – od centralnej administracji. To sprawiło, że elektrownie zaczęły realizować indywidualną politykę w prawie wszystkich dziedzinach swojej działalności, a najbardziej ambitne także własne projekty rozwojowe. Dalsze zmiany (w tym zmiany w trybie pracy urządzeń energetycznych) doprowadziły do znacznej redukcji kosztów w obszarze utrzymania stanu technicznego urządzeń, a także zmian samych modeli utrzymania. Opisane powyżej zmiany zainspirowały Pro Novum ponad 10 lat temu – jako pierwszą firmę diagnostyczną w Polsce – do podjęcia prac nad stworzeniem systemu, który mógłby wspierać pracę specjalistów wydziałów zarządzania majątkiem. Powstała wtedy pierwsza wersja systemu – LM System PRO®, który z biegiem czasu przybrał formę platformy informatycznej LM System PRO+® – dziś już w wersji 3.0. Platforma informatyczna składa się z tzw. pakietów funkcjonalnych, które mogą być wdrażane u klienta w różnych konfiguracjach. Taka elastyczność systemu umożliwiła uruchomienie w roku 2009 usługi zdalnego nadzoru diagnostycznego w zakresie urządzeń cieplno-mechanicznych i chemii energetycznej. Usługa ta realizowana jest za pośrednictwem pakietu funkcjonalnego LM Serwis PRO®. W artykule zaprezentowano doświadczenia Pro Novum z wykonywanych nadzorów diagnostycznych – zdalnej diagnostyki, w różnych konfiguracjach, oraz kierunki rozwoju platformy informatycznej LM System PRO+® uwzględniające zmiany w trybie pracy urządzeń energetycznych.
Słowa kluczowe: urządzenia cieplno-mechaniczne, chemia energetyczna, zdalny nadzór diagnostyczny, platforma informatyczna LM System PRO+®
Stanisław SIEDLECKI, Wojciech MERDALSKI
Doświadczenia ENERGA Elektrownie Ostrołęka SA z pracą regulacyjną zmodernizowanych bloków 200 MW
W trakcie ostatniej dekady zaobserwowane zmiany organizacyjne oraz zmiany związane z charakterem pracy elektrowni wymusiły przeprowadzenie szeregu inwestycji w celu dostosowania się do potrzeb panujących na rynku. Zapewnienie ciepła dla miasta Ostrołęka, utrzymanie mocy produkcyjnych energii elektrycznej i cieplnej, ochrona środowiska (spełnienie wymagań Dyrektywy IED 2010/75/EU i związanych z nimi Konkluzjami BAT), zapewnienie wymaganej dyspozycyjności bloków, wydłużenie czasu eksploatacji bloków oraz przedłużenie okresów między remontami kapitalnymi – to główne cele inwestycyjne. Żeby to osiągnąć podjęto szereg działań (modernizacji) zarówno kotłów i turbozespołów oraz instalacji ochrony środowiska. Zapewnienie wysokiej dyspozycyjności bloków w dzisiejszych czasach (intensywna praca w regulacji) wymaga również dostosowania odpowiednio wykonywanej diagnostyki oraz nie może się obejść bez stosowania specjalistycznych narzędzi wsparcia dla specjalistów elektrowni. W związku z powyższym, w maju 2012 uruchomiono platformę informatyczną LM System PRO+®, która na przestrzeni lat stała się źródłem wiedzy na temat aktualnego stanu technicznego, która jest dostępna za pomocą „jednego kliknięcia myszą”. Korelacja codziennej praktyki remontowej w elektrowni wraz z wymaganiami przyjętymi w Systemie dała szereg możliwości zapewnienia wysokiej dyspozycyjności przy optymalizacji nakładów związanych z utrzymaniem.
Słowa kluczowe: ENERGA Elektrownie Ostrołęka SA, praca regulacyjna zmodernizowanych bloków 200 MW, platforma informatyczna LM System PRO+®
Wojciech C. BRUNNÉ
Obniżenie mocy i praca w regulacji jako przyczyny zagrożeń dla bezpiecznej eksploatacji bloków energetycznych
Obecnie eksploatowane bloki energetyczne były projektowane na podstawie założeń technicznych nieuwzględniających warunków wynikających z pracy w regulacji lub uwzględniających je w ograniczonym zakresie, dotyczy to m.in. minimum technicznego. W artykule podjęto próbę usystematyzowania nowych zagrożeń dla bezpiecznej eksploatacji bloków, które pracują w regulacji i często także poniżej, określonego w Dokumentacji Techniczno-Ruchowej (DTR), minimum technicznego. Omówiono także najistotniejsze implikacje diagnostyczne związane z pracą bloków w warunkach często istotnie różnych od tych, dla których były projektowe i modernizowane.
Słowa kluczowe: eksploatacja bloków energetycznych, nowe zagrożenia bezpiecznej eksploatacji, obniżenie mocy bloków, praca w regulacji
Ryszard BENIAK, Błażej BZOWSKI, Mateusz PŁAWECKI, Edward RÓWIŃSKI
Pomiary efektywności energetycznej krzemowego panelu PV w zależności od skokowych zmian kąta nachylenia w warunkach Standard Test Conditions (STC)
W literaturze można znaleźć szereg publikacji na temat nadążnych systemów PV [1,2,3]. Zastosowanie automatycznego przesuwania paneli za pomocą odpowiedniego silnika z przekładniami pozwala na zwiększenie uzysku, natomiast optymalizacja tego zagadnienia stanowi wyzwanie. Niniejsza praca stanowi pewien wkład do optymalizacji uzysku energetycznego w zależności od zmian kąta ustawienia paneli. W celu weryfikacji tego uzysku dokonano pomiarów przy przestawianiu paneli co 1, 3.75 i 15 stopni, co odpowiada zmianom położenia Słońca po czasie 4, 15 i 60 min.
Słowa kluczowe: Panele PV, systemy nadążne, optymalizacja, zwiększenie efektywności energetycznej
Błażej BZOWSKI, Edward RÓWIŃSKI
Fotowoltaika AD 2017 – perowskity czy krzem?
Systematyczny spadek cen paneli krzemowych a także poszukiwanie alternatywnych substancji umożliwiających konwersję promieniowania słonecznego na energię elektryczną stanowią dwa konkurujące trendy, mimo braku ustawy pozwalającej na przewidywalność zysków z instalacji fotowoltaicznych. Wśród różnych kierunków poszukiwań jak: ogniwa barwnikowe, CIGS, za sprawą prac O. Malinkiewicz na czoło wysunęły się perowskity [1.2].
Słowa kluczowe: fotowoltaika, krzem, perowskity
Mirosław GRYSZPIŃSKI, Stanisław WAWRZYNIAK, Piotr SZPULAK
Rozkład wyładowań niezupełnych na powierzchni izolatora kompozytowego pokrytego substancją przewodzącą
W artykule przedstawiono wyniki badań powierzchniowych wyładowań niezupełnych na izolatorze odciągowym kompozytowym linii średniego napięcia. Badania zostały wykonane podczas różnych stopni zabrudzenia izolatora substancją przewodzącą w postaci roztworu NaCl. Wyniki pomiarów przedstawione zostały za pomocą obrazów światła widzialnego nałożonego na emisję promieniowania elektromagnetycznego w zakresie UV generowanego przez wyładowania niezupełne.
Słowa kluczowe: izolator kompozytowy, badania powierzchniowe, wyładowania niezupełne
Piotr SZPULAK, Mirosław GRYSZPIŃSKI, Stanisław WAWRZYNIAK
Identyfikacja znormalizowanej intensywności stopnia zaczernienia rozkładu ładunków na poprzecznej przegrodzie izolacyjnej w środowisku programowania do obliczeń naukowo-technicznych MATrix LABoratory
W artykule przedstawiono sposób cyfryzacji wyników rozkładów ładunków elektrycznych na poprzecznych przegrodach izolacyjnych w polu silnie niejednostajnym, otrzymanych podczas czasowej elektryzacji elektretów foliowych, które stanowią elektrostatyczny odpowiednik magnesu, umożliwiający gromadzenie dużej ilości ładunków o dużych gęstościach zaimplementowanych ze źródła zewnętrznego. Do tego celu zastosowano procedury umożliwiające wczytywanie obrazu z pliku do macierzy dla obrazów szarych i czarno-białych, dostępnych w środowisku programowania do obliczeń naukowo-technicznych MATrix LABoratory.
Słowa kluczowe: MATrix LABoratory, rozkład ładunków elektrycznych
Stanisław WAWRZYNIAK, Piotr SZPULAK, Mirosław GRYSZPIŃSKI
Wpływ wtrącin gazowych w oleju transformatorowym na napięcie przebicia
Artykuł zawiera wstępne wyniki badań wpływu wtrącin gazowych w oleju transformatorowym na napięcie przebicia. Dokonano pomiarów napięcia przebicia w układach iskiernika ostrze-płyta i wieloostrze-płyta w oleju transformatorowym z wtrącinami gazowymi i bez wtrącin gazowych. Numerycznie opracowano sposób określania własności fizycznych wtrącin gazowych.
Słowa kluczowe: wpływ wtrącin gazowych, napięcie przebicia, olej transformatorowy
Elżbieta MORYŃ-KUCHARCZYK
Rola magazynowania energii w integracji OZE z systemem elektroenergetycznym
Praca dotyczy stacjonarnych magazynów energii elektrycznej dużej skali współpracujących z siecią elektroenergetyczną. Omówiono przyczyny magazynowania energii elektrycznej i problemy z tym związane. Przedstawiono stosowane technologie (elektrownie wodne pompowe, elektrownie gazowe z magazynowaniem sprężonego powietrza) i nowe trendy (akumulatorowe magazyny energii, technologia „Power-to-Gas” – magazynowanie energii elektrycznej w postaci energii chemicznej wodoru), a także aktualny stan magazynowania energii elektrycznej na dużą skalę w świecie. Szczególną uwagę zwrócono na możliwości i ograniczenia wykorzystania zaprezentowanych technologii do magazynowania energii elektrycznej z elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych. Stwierdzono, że podstawową formą magazynowania energii elektrycznej w systemie elektroenergetycznym są i pozostaną wodne elektrownie szczytowo-pompowe, natomiast coraz większą rolę w integracji elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych z tym systemem będą odgrywały akumulatorowe magazyny energii (zasobniki bateryjne). Produkcja wodoru przy wykorzystaniu energii promieniowania słonecznego traktowana jest jako przyszłościowe rozwiązanie dla długoterminowego magazynowania energii słonecznej.
Słowa kluczowe: magazynowanie energii elektrycznej, wodne elektrownie szczytowo-pompowe (PHS), elektrownie gazowe z magazynowaniem sprężonego powietrza (CAES), stacjonarne zasobniki bateryjne, technologia „Power to Gas”
Aleksandra BĄK, Iwona BOROWICKA, Tomasz CIERLICKI, Marek SZYMCZAK, Izabela PIASECKA
Badanie i analiza wielowalcowego procesu rozdrabniania na cele energetyczne wybranych nasion roślin bobowatych
Przedstawiono możliwości wynikające z wykorzystania biomasy – roślin bobowatych – jako alternatywnego źródła energii. Spalanie biomasy stanowi najprostszy i zarazem najstarszy sposób pozyskiwania energii. Na wybór technologii i techniki spalania ma wpływ rodzaj biomasy oraz jej stopień rozdrobnienia. Ziarna roślin spala się w celach uzyskania energii cieplnej i elektrycznej, zaliczanej do źródeł odnawialnych. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów wartości energetycznej ziarna i zawartości popiołu w badanych nasionach soi, soczewicy i łubinu.
Słowa kluczowe: odnawialne źródła energii, biomasa, rozdrabnianie, nasiona roślin bobowatych