Page 19 - IZOLACJE 12/2019 demo

sieci elektroenergetyczne
sieci elektroenergetyczne

bezpieczeństwo pracy układów

kogeneracyjnych w sieciach

przemysłowych

mgr inż. Katarzyna Karbowa – Politechnika Wrocławska, prof. dr hab. inż. Bogumiła Wnukowska – PWSZ im. Witelona

Szukanie nowych rozwiązań oraz rozwój technologii w energetyce spowodowane są rosną-
cym zapotrzebowaniem na energię elektryczną i termiczną. Zakłady energetyczne podczas
procesu inwestycyjnego w trakcie budowy nowych źródeł lub modernizacji istniejących –
zobligowane są do uwzględnienia emisji substancji szkodliwych dla środowiska, zapewnie-
nia bezpieczeństwa dostaw oraz sprostania oczekiwaniom społecznym.

ieunikniona dekarbornizacja pol- energetyki rozproszonej, co dodatkowo
Nskiej energetyki, która w ponad ogranicza straty przesyłowe. 90°C
70% oparta jest na węglu, wynika z po- W artykule przedstawiono bezpie- 7 bar
lityki energetycznej Unii Europejskiej czeństwo pracy układów kogeneracyj- K2 K1 pompy Rys. K. Karbowa, B. Wnukowska
zmieszania
oraz rosnącej ceny uprawnień do emi- nych w sieciach przemysłowych. 8 MW 10 MW zimnego
WR5
WR5
sji CO 2, która od 1 kwietnia 2018 roku
do 12 kwietnia 2019 roku wzrosła z 13 proces skojarzonego
do 27 euro za tonę wyemitowanego wytwarzania energii 70°C
CO 2. Konsekwencją powyższego jest elektrycznej i termicznej 4,5 bar
wzrost cen energii, a także towarów pompy
sieciowe
i usług. Zalety instalacji CHP oraz sys- Alternatywą dla konwencjonalnych kogeneracja
tem wsparcia dla producentów energii elektrowni oraz produkcji rozdzielonej Rys. 1. Schemat poglądowy układu technologicznego modernizowanego obiektu
elektrycznej i ciepła w skojarzeniu jest kogeneracja (CHP – ang. Combined
zwiększyły w ostatnich latach popular- Heat and Power), czyli proces termody- technicznych elementów, z których zbu- witej układu CHP (η CHP powyżej 80%),
ność instalacji kogeneracyjnych, które namicznej zamiany energii chemicznej dowana jest instalacja. Układy kogene- oszczędności blisko 37% paliwa w po-
znalazły zastosowanie u różnych od- paliwa zasilającego instalacje, na ener- racyjne wychwytują ciepło odpadowe, równaniu z produkcją rozdzieloną [2],
biorców m.in. w małych elektrociepłow- gię użyteczną w postaci energii elek- które zostałoby zmarnowane w kon- ograniczenia emisji substancji szkodli-
niach zawodowych, szpitalach, obiek- trycznej i termicznej wytwarzanych wencjonalnej elektrowni. Pozwala to na wych dla środowiska i poprawę jako-
tach oświaty, ośrodkach sportowych, w skojarzeniu [1]. oszczędność blisko 37% energii pierwot- ści powietrza w miastach [3], rosnących
biurowcach, hotelach, osiedlach miesz- W konwencjonalnych elektrow- nej paliwa oraz ograniczenie emisji CO 2 cen energii elektrycznej oraz uprawnień
kaniowych, lotniskach, oczyszczalniach niach węglowych siłownia parowa nie w porównaniu z produkcją rozdzieloną. do emisji CO 2, możliwości skorzysta-
ścieków, szklarniach i suszarniach, jest w stanie przekształcić całej ener- Popularność stosowania układów nia z mechanizmów wsparcia (7 lat dla
a także w zakładach przemysłowych. gii termicznej w energię elektryczną. kogeneracyjnych w Polsce w nowych nowych i 15 lat dla modernizowanych
Ponadto układy skojarzonego wytwa- Sprawność obiegu Rankine’a dla wody lub modernizowanych instalacjach wy- jednostek) [4, 5, 6], zapewnienia bezpie-
rzania energii należą do grupy źródeł wynosi 0,4 – 0,6 i zależy od parametrów nika m.in. z wysokiej sprawności całko-
streszczenie
Rys. K. Karbowa, B. Wnukowska Q N z istniejących kotłów Q nom do zasobnika określa się terminem kogeneracji (CHP –
obciążenie
obciążenie
Proces technologiczny pozwalający na wy‑
cieplne, w [kW]
cieplne, w [kW]
twarzanie energii elektrycznej i termicznej
ciepło
ciepło
ang. Combined Heat and Power). Instalacje
kogeneracyjne z uwagi na wysoką spraw‑
ność całkowitą (powyżej 80%) oraz niskie
koszty inwestycyjne znajdują zastosowa‑
nie m.in. w przemyśle tworząc źródła ener‑
bezpieczeństwa pracy układów kogenera‑
cyjnych w artykule poddano analizie przy‑
czas, w [h] getyki rozproszonej. W celu zwiększenia
0 padki występowania awaryjności układów
praca pod niepełnym 0 czas, w [h]
obciążeniem kogeneracyjnych w sieciach przemysło‑
wych oraz wskazano możliwe ich przyczy‑
Rys. 2. Przykład doboru jednostki kogeneracyjnej na podsta- Rys. 3. Przykład doboru jednostki kogeneracyjnej na podsta- ny i skutki powstałych awarii.
wie uporządkowanego wykresu zapotrzebowania na wie uporządkowanego wykresu zapotrzebowania na Słowa kluczowe: kogeneracja, energia,
moc cieplną moc cieplną w układzie z zasobnikiem ciepła emisja, paliwo.
www.elektro.info.pl nr 12/2019
58