Grudzień 2023, Numer 12 (834)
SPIS TREŚCI
BIULETYN PRO NOVUM
Waldemar Szulc
Konieczne warunki do przedłużenia eksploatacji bloków węglowych w okresie przejściowym
Jerzy Trzeszczyński
Projekt BLOKI 2025+
Założenia do strategii kontynuowania eksploatacji bloków klasy 200 MW (II).
Aktualny stan implementacji Projektu
Kai van de Loo
Suspend coal phase-out – keep existing plants in operation and reactivate available capacities, give transition more time
Frank Biesinger, Huáscar Lorini, Mariusz Banaszkiewicz
Steam turbines for flexible operation
Jerzy Trzeszczyński, Marcin Hatłas, Wojciech Murzynowski
Wykorzystanie bliźniaków cyfrowych do oceny stanu technicznego elementów krytycznych bloków klasy 200 MW podczas przedłużania ich eksploatacji oraz przystosowania do nowych reżimów pracy
Jerzy Raźny, Radosław Stanek
Korzyści z nadzoru diagnostycznego sprawowanego przy pomocy programu Prognoza PRO® na przykładzie duobloku BC-50 w Veolia Energia Poznań S.A.
Paweł Gawron, Wojciech Murzynowski, Bartosz Waligóra, Krzysztof Grzelak
Nowoczesna diagnostyka efektywnym wsparciem w rozwiązywaniu problemów remontowych i wydłużaniu czasu pracy elementów ciśnieniowych
Wojciech Merdalski
Diagnostyka a dyspozycyjność jednostek ciepłowniczych w dobie zmian sektora energetycznego
XXV Sympozjum DIAGNOSTYKA URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH I INSTALACJI PRZEMYSŁOWYCH
Bezpieczeństwo i dyspozycyjność bloków i urządzeń energetycznych w okresie transformacji polskiej elektroenergetyki (II)
BIULETYN IASE
Antonina Kieleczawa, Klaudia Krawiec-Ziątek, Michał Białecki, Jerzy Drutko, Arkadiusz Fiń, Radosław Izakiewicz, Piotr Pietras, Roman Skakowski, Wojciech Szubert
Implementacyjno-eksploatacyjne aspekty systemu DCS MASTER
Bartłomiej Borkowski, Tadeusz Mączka, Piotr Szulc, Tomasz Tietze
Modelowanie hybrydowego systemu wytwórczego OZE zintegrowanego z magazynem energii
Bartłomiej Borkowski, Radosław Izakiewicz, Mariusz Lipiński, Tadeusz Mączka, Roman Skakowski, Halina Pawlak-Kruczek, Michał Ostrycharczyk
System „PLASMA CONTROL SUPERVISION”do dozoru instalacji plazmowych na przykładzie prototypowej instalacji przetwarzania osadów ściekowych
Agata Wirth–Ljungquist, Aleksander Iwaniak
Problemy eksploatacyjne nadkrytycznego bloku energetycznego z kotłem fluidalnym i źródła ich pochodzenia
LEKTURA PONADOBOWIĄZKOWA…
Bogumił Dudek
Amper ważniejszy od Volty?
STRESZCZENIA
Waldemar Szulc
Konieczne warunki do przedłużenia eksploatacji bloków węglowych w okresie przejściowym
Artykuł traktuje o warunkach koniecznych do przedłużenia eksploatacji oraz stopniowego bezpiecznego wygaszania węglowych bloków energetycznych w okresie przejściowym transformacji energetycznej.
Jerzy Trzeszczyński
Projekt BLOKI 2025+
Założenia do strategii kontynuowania eksploatacji bloków klasy 200 MW (II).
Aktualny stan implementacji Projektu
Kontynuowanie eksploatacji bloków klasy 200 MW nie ma racjonalnej alternatywy. Stwarza nadzieję na pokrycie prognozowanego, ujemnego bilansu mocy w polskim systemie elektroenergetycznym po 2025 roku oraz może zapewnić bezpieczne dla KSE zwiększenie generacji ze źródeł OZE. Sprostanie temu wyzwaniu wymaga pilnego opracowania strategii eksploatacji bloków 200 MW, w tym zwłaszcza utrzymania stanu technicznego na poziomie zapewniającym bezpieczeństwo i dyspozycyjność, z uwzględnieniem coraz bardziej regulacyjnego charakteru ich eksploatacji w perspektywie ok. 2035 roku, jak również finansowania tych jednostek po wygaśnięciu wsparcia z Rynku Mocy.
Kai van de Loo
Suspend coal phase-out – keep existing plants in operation and reactivate available capacities, give transition more time
While there are no fundamental doubts about the direction of the energy transition in Germany – much less the goal of achieving sustainability – the changes in the general circumstances dictating energy policy that have occurred in 2022 give rise to sound arguments in favour of suspending the coal phase-out agreed in Germany. Current law requires the completion of the exit “by no later than 2038”; the coalition agreement of the “traffic light government” expresses the hope that the process will be concluded “ideally as early as 2030.” But in reaction to the “new era” impacting energy policies in Germany and else-where and the acute natural gas emergency, the previously set path for the coal phase-out is already undergoing revision. Now that the use of natural gas as a reliable bridge from fossil fuels to the renewable energy era has proved to be illusory, the coal phase-out schedule should be suspended and modified for the moment. The complete shutdown of coal-fired plants cannot be justified until truly viable alternatives are in place. The disadvantages for climate protection invoked by climate activists would be relatively small, while the energy, raw material and regional economic advantages would be massive.
Frank Biesinger, Huáscar Lorini, Mariusz Banaszkiewicz
Steam turbines for flexible operation
The demand for more flexible operation of power plants has increased significantly in the last few years. Increased numbers of starts, operating hours and ramp rates result in accelerated lifetime consumption of the steam turbine components. Nowadays, one of the major tasks is to assess the capabilities of existing steam turbine units in terms of more flexible operation. New concepts are developed to allow improved flexible operation with associated thermal stress protection of components. New calculation methods support this approach and help to best utilize the remaining lifetime for future operation. The current lifetime status has to be established first and the remaining lifetime is then available to be utilized and distributed for future operation. The assessment of components is done by using the Finite Element Method with creep and transient calculations. Implementation of a state-of-the-art thermal stress control system allows adjustment of the stress calculator settings to the needs of the re-allocated remaining life. There are also options available to enhance flexible operation within an existing steam power plant, e.g. a reconditioning of the existing rotor with particular focus on the first blade groove or exchange an existing component for one with superior properties.
Jerzy Trzeszczyński, Marcin Hatłas, Wojciech Murzynowski
Wykorzystanie bliźniaków cyfrowych do oceny stanu technicznego elementów krytycznych bloków klasy 200 MW podczas przedłużania ich eksploatacji oraz przystosowania do nowych reżimów pracy
Znaczną część polskiego systemu elektroenergetycznego stanowią bloki i urządzenia długo eksploatowane, które były wielokrotnie remontowane i modernizowane w celu przedłużenia czasu eksploatacji, poprawy sprawności oraz dostosowywania ich do obowiązujących limitów emisji. Dotyczy to zwłaszcza bloków klasy 200 MW. Ze względu na wzrost udziału energii odnawialnej w miksie energetycznym konieczna stała się zmiana trybu ich pracy na regulacyjny, a nawet elastyczny, co wiąże się z ich większą liczbą uruchomień, obniżeniem minimum technicznego, częstszymi zmianami generowanej mocy i szybszego jej naboru. Zapewnienie bezpieczeństwa i dyspozycyjności wiąże się z potrzebą dokładnego identyfikowania zapasów trwałości elementów krytycznych, jak również ich ubytku w trakcie eksploatacji. Te warunki można spełnić wykorzystując w systemach diagnostycznych parametryczne bliźniaki, które w otoczeniu specjalistycznego oprogramowania wyposażonego w algorytmy opracowane przez specjalistów Pro Novum mogą realizować funkcje kompletnego systemu diagnostycznego działającego także w zdalnym trybie, zintegrowanego z procesem eksploatacji bloku.
Jerzy Raźny, Radosław Stanek
Korzyści z nadzoru diagnostycznego sprawowanego przy pomocy programu Prognoza PRO® na przykładzie duobloku BC-50 w Veolia Energia Poznań S.A.
Nadzór diagnostyczny w Pro Novum traktuje się jako system zintegrowany z eksploatacją urządzeń. Swój początek bierze podczas diagnostyki towarzyszącej remontowi, kontynuowany jest w trakcie eksploatacji urządzeń i instalacji. Wykorzystuje się zaawansowane technologie informatyczne oraz analityczne i cyfrowe, aby z odpowiednią jakością można było aktualizować ocenę stanu technicznego elementów, a także weryfikować ich prognozę trwałości. Wiedza z programu Prognoza PRO® stanowi silne narzędzie wspierające coraz mniejszą liczbę inżynierów zajmujących się utrzymaniem stanu technicznego swoich urządzeń produkcyjnych, dodatkowo w warunkach ciągłej transformacji energetyki. W artykule zaprezentowano m.in. najważniejsze korzyści płynące z nadzoru diagnostycznych wdrożonego po ostatnim remoncie kapitalnym duobloku BC-50 w Veolia Energia Poznań S.A.
Paweł Gawron, Wojciech Murzynowski, Bartosz Waligóra, Krzysztof Grzelak
Nowoczesna diagnostyka efektywnym wsparciem w rozwiązywaniu problemów remontowych i wydłużaniu czasu pracy elementów ciśnieniowych
Długoletnia eksploatacja nie zawsze wiąże się z pełnym rozpoznaniem problemów technicznych „nękających” urządzenia energetyczne i obniżających ich wskaźniki niezawodnościowe. W szerszym ujęciu wiedza o bieżącym stanie technicznym urządzeń nie zawsze jest wystarczająca do zaplanowania prawidłowego cyklu eksploatacyjno-remontowego. Ma to szczególnie duże znaczenie w zakładzie przemysłowym, gdzie cześć związana z generacją energii/ciepła jest nierozerwalnie związana i krytyczna dla pracy części technologicznej zakładu. W artykule zaprezentowano przykłady wykorzystania nowoczesnych metod diagnostyczno-analitycznych do rozpoznania stanu technicznego obiektu, określenia przyczyn bezpośrednich i pośrednich problemu wraz z określeniem zakresu działań naprawczych oraz nowoczesnymi metodami walidacji koncepcji oraz efektów naprawy.
Wojciech Merdalski
Diagnostyka a dyspozycyjność jednostek ciepłowniczych w dobie zmian sektora energetycznego
Zmiany w sektorze energetyki cieplnej i zawodowej wynikające z odchodzenia od technologii węglowych wpływają na zmiany w strategii utrzymania majątku wytwórczego. Zapewnienie bezawaryjnej produkcji energii elektrycznej i ciepła przy jednoczesnym ograniczaniu kosztów remontów stanowi spore wyzwanie. Zapewnienie dyspozycyjności w końcowej fazie pracy źródeł wymaga stosowania działań profilaktycznych oraz diagnostyki, która powinna być skierowana na rozwiązywanie ewentualnych problemów.
Antonina Kieleczawa, Klaudia Krawiec-Ziątek, Michał Białecki, Jerzy Drutko, Arkadiusz Fiń, Radosław Izakiewicz, Piotr Pietras, Roman Skakowski, Wojciech Szubert
Implementacyjno-eksploatacyjne aspekty systemu DCS MASTER
DCS MASTER. Niewątpliwymi atutami polskiego systemu automatyki jest jego przejrzysta struktura, modułowa budowa i dowolna skalowalność na potrzeby użytkownika, prostota integracji z systemami innych producentów, a także realizacja nietypowych wymogów użytkownika. Permanentnie rozszerzane są jego możliwości funkcjonalne, unowocześniane interfejsy graficzne oraz narzędzia inżynierskie, edycyjne i konfiguracyjne, co przekłada się na konkurencyjność względem systemów automatyki firm zagranicznych. System DCS MASTER został wdrożony w kraju na wielu obiektach energetycznych w różnych wariantach, od pojedynczych stacji procesowych i operatorskich w wydaniu paneli dotykowych, po kompleksowe instalacje obiektowe „pod klucz”.
Bartłomiej Borkowski, Tadeusz Mączka, Piotr Szulc, Tomasz Tietze
Modelowanie hybrydowego systemu wytwórczego OZE zintegrowanego z magazynem energii
W artykule zaprezentowano model hybrydowego systemu OZE (system słoneczno-wiatrowy) z elektrochemicznym magazynem energii sterowanym opracowanym algorytmem. Przeprowadzono symulacje obejmujące scenariusz zimowy i letni, pokazując różnice w wytwarzaniu energii z OZE. Celem algorytmu było sterowanie magazynem energii tak, aby minimalizować jej pobor z sieci zasilającej. Zastosowanie magazynów elektrochemicznych pozwala na elastyczne gromadzenie i wykorzystanie energii elektrycznej, zmniejszając uzależnienie od warunków pogodowych i w efekcie obniżając koszty energii elektrycznej. Obecnie trwają pracę nad integracją modelu sterowania z obiektem rzeczywistym, co pomoże w rozwoju bardziej precyzyjnych algorytmów sterowania, opartych o sztuczne sieci neuronowe, dla jednostek OZE z magazynami energii.
Bartłomiej Borkowski, Radosław Izakiewicz, Mariusz Lipiński, Tadeusz Mączka, Roman Skakowski, Halina Pawlak-Kruczek, Michał Ostrycharczyk
System „PLASMA CONTROL SUPERVISION”do dozoru instalacji plazmowych na przykładzie prototypowej instalacji przetwarzania osadów ściekowych
W artykule przedstawiono system „PLASMA CONTROL SUPERVISION”, który został opracowany do nadzoru prototypowej instalacji plazmowej przetwarzającej osady ściekowe. System rejestruje parametry procesowe, umożliwia sterowanie, wizualizację i archiwizację danych w czasie rzeczywistym. Całość pracy koncentruje się na istocie i możliwościach systemu „PLASMA CONTROL SUPERVISION” w efektywnym prowadzeniu procesów przetwarzania organicznych osadów ściekowych. Wyniki eksperymentów i prac ruchowych przeprowadzonych na prototypowej instalacji przez zespół naukowców z Wydziału Mechaniczno-energetycznego Politechniki Wrocławskiej i kluczowych pracowników firmy IASE Sp. z o.o. stanowią podstawę dla przyszłego wdrożenia systemu na skalę przemysłową.
Agata Wirth–Ljungquist, Aleksander Iwaniak
Problemy eksploatacyjne nadkrytycznego bloku energetycznego z kotłem fluidalnym i źródła ich pochodzenia
Nadkrytyczne kotły fluidalne stanowią przykład nowoczesnego rozwiązania inżynierskiego wykorzystującego paleniska atmosferyczne ze złożem cyrkulacyjnym. Ich zaletą jest przede wszystkim wysoka sprawność spalania węgla (około 98%) i niska emisja zanieczyszczeń do środowiska, w tym tlenków azotu i tlenków siarki. Obecnie w Polsce i na świecie pracuje ponad kilkaset bloków energetycznych, dla których źródłem pary jest kocioł o tej właśnie konstrukcji. W artykule przedstawiono problemy eksploatacyjne nadkrytycznego bloku energetycznego z kotłem fluidalnym CFB 1300 w latach 2017-2020. Wskazano elementy instalacji szczególnie narażone na intensywne niszczenie i uszkodzenia.
