Wrzesień 2020, Numer 9 (795)

Adam SMOLIK
Słowo wstępne

Maciej BŁASZKOWSKI, Antoni LITWINOWICZ, Aleksandra MATYJA
Neutralizacja ścieków alkalicznych za pomocą dwutlenku węgla

Piotr PLIS, Bartłomiej DZIUBEK
Wtórny rynek mocy – czy znajdą się zainteresowani?

Łukasz KOT
Ścieki bez amoniaku – bezodpadowa technologia usuwania jonu amonowego ze ścieków z IOS

Andrzej KOCHANIEWICZ
Technologie ORC – przegląd rozwiązań i możliwości zastosowania w obszarze skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła

Rafał CZEKALSKI
Wsparcie prac pomiarowych i koncepcyjnych za pomocą modelowania matematycznego

Robert CHOLEWA
Monitoring potrzeb własnych elektrowni w trybie on-line – doświadczenia z implementacji aplikacji wspierających zaawansowaną kontrolę potrzeb własnych

Rafał SZYMANOWICZ
Bilansowanie energii wytwarzanej w instalacjach termicznego przekształcania odpadów

Łukasz KOT, Janusz SKWARA
Optymalizacja oczyszczalni ścieków z IOS odpowiedzią na wymagania konkluzji BAT

Robert CHOLEWA
Aspekty związane z rozliczaniem zużycia energii chemicznej paliwa na produkcję energii elektrycznej i ciepła dla układów gazowo-parowych

Wieńczysław WASIK
Regulacyjność bloków gazowo-parowych w kontekście bilansowania oraz obrony i odbudowy systemu elektroenergetycznego

Kazimierz ZAMOROWSKI
Straty energii przy pracy regeneracyjnych obrotowych podgrzewaczy powietrza

Łukasz TOMCZAK
Efekty remontu regeneracyjnego obrotowego podgrzewacza powietrza potwierdzone pomiarami

Jacek LEPICH
Badania wentylatorów i kotłów zgodnie z wymogami dotyczącymi ekoprojektów

Artur JASIŃSKI
Uszkodzenia i diagnostyka zasuw instalacji wysokoprężnych

Michał KWIECIEŃ
Bezpieczeństwo eksploatacji kotła w aspekcie zużycia powierzchni ogrzewalnych

Elżbieta JANIGACZ, Agnieszka STACHURA-WĘGIEREK
Odprowadzanie ścieków przemysłowych do rzek z uwzględnieniem wymagań Ramowej Dyrektywy Wodnej

Magdalena MALARA
Przegląd prawa dotyczącego odpadów oraz obowiązki prawne i badania wymagane w przypadku gospodarowania odpadami paleniskowymi

Ludwik PINKO
Profesor Lucjan Nehrebecki – założyciel ENERGOPOMIARU

Iwona GAJDOWA
Współpraca redakcji Energetyki z ENERGOPOMIAREM na przestrzeni lat

 

Streszczenia:

Maciej Błaszkowski, Antoni Litwinowicz, Aleksandra Matyja
Neutralizacja ścieków alkalicznych za pomocą dwutlenku węgla
Powstawanie ścieków alkalicznych stanowi jeden z problemów technologicznych i środowiskowych związanych z funkcjonowaniem współczesnej energetyki konwencjonalnej. Neutralizacja tych ścieków za pomocą kwasu solnego lub siarkowego powoduje wzrost zawartości chlorków lub siarczanów w ogólnym bilansie ścieków elektrowni. Inne metody neutralizacji nie są powszechnie stosowane. W artykule zostały zebrane i przedstawione źródła ścieków alkalicznych pochodzących z elektrowni konwencjonalnych. Omówiono sposób ich neutralizacji za pomocą gazowego dwutlenku węgla (CO2) oraz przedstawiono wyniki wstępnych badań. Metoda ta umożliwia obniżenie odczynu pH ścieków bez wprowadzania dodatkowych zanieczyszczeń w postaci chlorków i siarczanów.
Słowa kluczowe: dwutlenek węgla, neutralizacja ścieków, ścieki alkaliczne, składowisko, odpad

Piotr Plis, Bartłomiej Dziubek
Wtórny rynek mocy – czy znajdą się zainteresowani?
Przedmiotem artykułu jest analiza systemu kar i premii związanych z wykonywaniem obowiązku mocowego, identyfikacja potencjału technicznego dostępnego dla wtórnego rynku mocy w podziale na grupy kapitałowe oraz ocena ekonomicznej zasadności uczestnictwa w rynku wtórnym w zakresie procesu realokacji obowiązku mocowego. Całość została poprzedzona syntetycznym opisem aktualnej sytuacji na rynku mocy po czterech aukcjach głównych i pierwszych aukcjach dodatkowych.
Słowa kluczowe: rynek mocy, wtórny rynek mocy, potencjał techniczny, realokacja obowiązku mocowego

Łukasz Kot
Ścieki bez amoniaku – bezodpadowa technologia usuwania jonu amonowego ze ścieków z IOS
W artykule opisano opracowaną przez ENERGOPOMIAR metodę usuwania jonu amonowego ze ścieków pochodzących z instalacji mokrego odsiarczania spalin. Innowacyjność metody pozwoliła na uzyskanie w 2020 roku patentu. Kluczowym rozwiązaniem poprawiającym skuteczność metody oraz pozwalającym na prowadzenie procesu oczyszczania w łagodniejszych dla środowiska warunkach jest zastosowanie pary jako nośnika dla wydzielanego amoniaku. Szybka odpowiedź układu na zmianę parametrów procesowych oraz modułowy charakter proponowanej instalacji umożliwiają jej stosowanie zarówno w już istniejących, jak i projektowanych oczyszczalniach ścieków.
Słowa kluczowe: oczyszczalnia ścieków z IOS, jon amonowy, amoniak, kolumna strippingowa, para, odgazowanie termiczne, alkalizacja, pH

Andrzej Kochaniewicz
Technologie ORC – przegląd rozwiązań i możliwości zastosowania w obszarze skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła
W artykule dokonano przeglądu rozwiązań i możliwości zastosowania technologii ORC (ang. Organic Rankine Cycle) dla skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła. Technologia ORC opiera się na takich samych zasadach działania jak w przypadku klasycznego obiegu Clausiusa Rankine’a, tzn. zachodzą w nim takie same przemiany termodynamiczne, różnica polega jedynie na zastosowaniu czynnika niskowrzącego. W artykule skupiono się głównie na gotowych i sprawdzonych rozwiązaniach dostawców tego typu układów. Dokonano porównania konfiguracji dla układów tego typu, jak również przedstawiono możliwość ich zastosowania w celu optymalizacji wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Główna zaleta technologii ORC to możliwość zastosowania jej w różnych gałęziach gospodarki. Dostępna na rynku komercyjna technologia opiera się głównie na układach ORC zasilanych kotłami na biomasę. Dla tej technologii dokonano syntetycznego zestawienia gotowych rozwiązań, w tym typoszeregów dostępnych mocy elektrycznych i cieplnych w układzie skojarzonym oraz dodatkowo mocy elektrycznej i sprawności elektrycznej w układzie kondensacyjnym. W artykule poruszono także aspekt ekonomiczny związany z nakładami inwestycyjnymi na tego typu rozwiązania, dla których wykreślono charakterystyki kosztowe.
Słowa kluczowe: technologia ORC, efektywność energetyczna, skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła, obiegi cieplne

Rafał Czekalski
Wsparcie prac pomiarowych i koncepcyjnych za pomocą modelowania matematycznego
W artykule przedstawiono zastosowanie modelowania matematycznego jako narzędzia wspierającego prace realizowane przez „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. Zaprezentowano trzy przykładowe zastosowania programu Thermoflex do modelowania obiegów termodynamicznych. Pierwszy przypadek dotyczy analizy pracy bloku klasy 200 MW poniżej jego minimum technicznego na podstawie modelu stworzonego z wykorzystaniem danych pomiarowych przy obciążeniu znamionowym. W kolejnym przykładzie przedstawiono ideę „cyfrowego bliźniaka”, który jest wirtualnym modelem pracującego bloku. Model taki pozwala prowadzić ciągłą diagnostykę stanu bloku wykorzystując bieżące dane pomiarowe i modelowe. Trzeci przykład dotyczy zastosowania modelowania matematycznego w pracach o charakterze studialnym. W tym przypadku model może dostarczyć szereg niezbędnych danych dotyczących przyszłego układu, które są wymagane na tym etapie prac.
Słowa kluczowe: modelowanie matematyczne, minimum techniczne bloku, cyfrowy bliźniak, studium wykonalności, Thermoflex^®, PI System™

Robert Cholewa
Monitoring potrzeb własnych elektrowni w trybie on-line – doświadczenia z implementacji aplikacji wspierających zaawansowaną kontrolę potrzeb własnych
Monitoring potrzeb własnych elektrycznych, rozumiany jako raportowanie zużycia energii elektrycznej przez poszczególne urządzenia potrzeb własnych, oraz wyznaczenie kluczowych wskaźników efektywności (KPI) pozwalających na ocenę i optymalizację ich pracy jest istotnym elementem systemów informatycznych wspierających wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej. W artykule zwrócono uwagę na problemy i ograniczenia w monitorowaniu
on-line potrzeb własnych elektrycznych i przedstawiono przykłady praktycznych zastosowań szczegółowej analizy on-line pracy głównych urządzeń potrzeb własnych. Istotnym problemem dla służb eksploatacji jest raportowanie i analiza potrzeb własnych cieplnych. Brak właściwego opomiarowania wymusza często korzystanie z dostępnych danych – czasu pracy urządzeń i ich znamionowych wydajności (np. dla zdmuchiwaczy popiołu) lub charakterystyk (np. w zakresie zapotrzebowania pary w trakcie rozruchu bloku). Ponadto w przypadku braku opomiarowania potrzeb własnych grzewczych zachodzi konieczność obliczenia od strony teoretycznej strat ciepła w kolektorze pary i wyznaczenia potrzeb własnych grzewczych na podstawie bilansu całego kolektora. W artykule wykazano, że systemy informatyczne mogą stanowić istotną pomoc w raportowaniu potrzeb własnych cieplnych, a przez to pozwolić na ich monitorowanie oraz optymalizację.
Słowa kluczowe: monitorowanie potrzeb własnych elektrycznych i cieplnych elektrowni, optymalizacja pracy urządzeń potrzeb własnych

Rafał Szymanowicz
Bilansowanie energii wytwarzanej w instalacjach termicznego przekształcania odpadów
W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące realizacji zadań związanych z przygotowaniem układów podawania odpadów/paliw w instalacjach termicznego przekształcania odpadów oraz prowadzeniem prawidłowego bilansowania i rozliczania energii wytworzonej w OZE. Omówiono także wymagania prawne związane z tym obszarem oraz przedstawiono przykładowe rozwiązania układów paliwowych instalacji termicznego przekształcania odpadów.
Słowa kluczowe: instalacje termicznego przekształcania odpadów, wytwarzanie energii w OZE, bilansowanie i rozliczanie energii w OZE

Łukasz Kot, Janusz Skwara
Optymalizacja oczyszczalni ścieków z IOS odpowiedzią na wymagania konkluzji BAT
Artykuł prezentuje zaostrzone wymagania konkluzji BAT dla jakości ścieków z instalacji odsiarczania spalin oraz możliwości ich spełniania przez pracujące już instalacje oczyszczania ścieków. Dostosowanie pracujących oczyszczalni wiąże się z poniesieniem kosztów inwestycyjnych na rozbudowę. Jako skuteczny sposób na ograniczenie kosztów inwestycyjnych (CAPEX) i eksploatacyjnych (OPEX) w artykule przedstawiono audyt technologiczny oraz badania optymalizacyjne pracy oczyszczalni ścieków, które pozwalają na określenie zakresu modernizacji i wyliczenie rzeczywistych nakładów finansowych na dostosowanie do wymagań konkluzji BAT.
Słowa kluczowe: konkluzje BAT, oczyszczalnia ścieków z IOS, audyt technologiczny, optymalizacja, modernizacja, ścieki, metale ciężkie, alkaliczne strącanie

Robert Cholewa
Aspekty związane z rozliczaniem zużycia energii chemicznej paliwa na produkcję energii elektrycznej i ciepła dla układów gazowo-parowych
W artykule poruszono aspekty związane z rozliczaniem zużycia energii chemicznej paliwa na produkcję energii elektrycznej i ciepła dla układów gazowo-parowych. Zwrócono uwagę, że dla bloków gazowo-parowych niepewność wyznaczania zużycia energii chemicznej paliwa w metodzie bezpośredniej wynosi około 1% i jest zdecydowanie niższa niż dla bloków węglowych. W odniesieniu do bloków gazowo-parowych celem metody pośredniej jest zatem interpretacja uzyskanych wskaźników, w tym wyznaczenie odchyleń sprawności bloku pokazujących wpływ parametrów eksploatacyjnych na uzyskaną wartość wskaźników oraz wyznaczenie ograniczeń produkcji energii elektrycznej i ciepła użytkowego dla różnych warunków atmosferycznych i różnego obciążenia cieplnego bloku. Istotna może być również optymalizacja poborów pary technologicznej i ciepła użytkowego z bloku, optymalizacja pracy chłodni wentylatorowych i pomp wody chłodzącej, ocena pracy pomp wody zasilającej oraz wyznaczanie on-line kosztów wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. W artykule omówiono sposoby rozdziału zużycia energii chemicznej paliwa na produkcję energii elektrycznej i produkcję ciepła, proponując praktyczne sposoby dostosowania metod wykorzystywanych dla bloków węglowych do zastosowania ich dla bloków gazowo-parowych.
Słowa kluczowe: blok gazowo-parowy, rozliczanie zużycia energii chemicznej paliwa, optymalizacja pracy BGP

Wieńczysław Wasik
Regulacyjność bloków gazowo-parowych w kontekście bilansowania oraz obrony i odbudowy systemu elektroenergetycznego
W artykule opisano właściwości regulacyjne bloków gazowo-parowych. Na podstawie przykładowych wyników testów odbiorowych przeprowadzonych przez „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. oceniono możliwość wykorzystania tych jednostek wytwórczych w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym do regulacji mocy czynnej i częstotliwości, a także do udziału w obronie i odbudowie zasilania w przypadku wystąpienia awarii systemowej. Porównano również właściwości regulacyjne bloków gazowo-parowych z blokami węglowymi.
Słowa kluczowe: blok gazowo-parowy, regulacyjność, bilansowanie KSE, odbudowa KSE, testy odbiorowe

Kazimierz Zamorowski
Straty energii przy pracy regeneracyjnych obrotowych podgrzewaczy powietrza
W artykule omówiono zagadnienia związane z nieszczelnością regeneracyjnych obrotowych podgrzewaczy powietrza (ROPP) oraz przeprowadzono analizę ich nieszczelności. Wyodrębniono poszczególne składowe przecieku, tj. przeciek przez przenoszenie powietrza do spalin w pakietach grzejnych oraz przeciek bezpośredni, który rozdzielono na przeciek na gorącym i zimnym końcu podgrzewacza. Przeprowadzono analizę strat ciepła i energii elektrycznej wynikających z przecieków. Na podstawie przyjętego modelu przecieków wyznaczono łączne efekty modernizacji uszczelnień na przykładzie kotła OP-650. Zwrócono uwagę na warunki dotrzymania gwarancji, które powinny znaleźć się w kontrakcie na modernizację ROPP.
Słowa kluczowe: podgrzewacz powietrza, nieszczelność, przeciek, straty energii

Łukasz Tomczak
Efekty remontu regeneracyjnego obrotowego podgrzewacza powietrza potwierdzone pomiarami
Chociaż historia regeneracyjnych obrotowych podgrzewaczy powietrza sięga już 100 lat, z powodzeniem są one stosowane w obecnie pracujących jednostkach wytwórczych. Konstrukcja regeneracyjnych obrotowych podgrzewaczy powietrza na przestrzeni lat była udoskonalana, ale idea i zasada działania są niezmienne. Regeneracyjne obrotowe podgrzewacze powietrza są kluczowymi elementami instalacji kotłowej – odpowiadają za około 10% całkowitej wymiany energii w kotle, jednak wymagają odpowiedniej kontroli. Zaniedbania stanu technicznego mogą prowadzić do wielu niekorzystnych zjawisk, takich jak pogorszenie spalania, obniżenie wydajności młynów, zwiększone zużycie energii elektrycznej przez wentylatory oraz urządzenia odpylające, a w skrajnych przypadkach mogą powodować obniżenie wydajności cieplnej kotła.
Słowa kluczowe: regeneracyjne obrotowe podgrzewacze powietrza, remonty i modernizacje ROPP, straty energii, potrzeby własne

Jacek Lepich
Badania wentylatorów i kotłów zgodnie z wymogami dotyczącymi ekoprojektów
W artykule przedstawiono genezę dyrektyw i rozporządzeń związanych z ekologią urządzeń i działań w obszarze energetyki, wymagania wynikające z tych dyrektyw dla wentylatorów i kotłów grzewczych oraz wyniki badań tych urządzeń według wymagań dotyczących ekoprojektów. Przedstawiono przykładowe badania wentylatora i kotła grzewczego, które zobrazowały sposób przeprowadzenia pomiarów na wymienionych urządzeniach oraz wykaz wymaganych parametrów dla ekoprojektów. Na przykładach pokazano, czy dany produkt (wentylator i kocioł grzewczy) spełnia kryteria wymogów ekologicznych oraz efektywności energetycznej zawartych w unijnych rozporządzeniach.
Słowa kluczowe: ekoprojekt, dyrektywa Ecodesign, badania wentylatora, badania kotła grzewczego, efektywność energetyczna, wymogi emisyjne ekoprojektu

Artur Jasiński
Uszkodzenia i diagnostyka zasuw instalacji wysokoprężnych
W instalacjach przemysłowych oraz rurociągach ogólnego przeznaczenia powszechnie montowane są zasuwy. Ich zadaniem jest doprowadzanie lub odcinanie przepływu mediów, takich jak: woda i ścieki, para wodna, gazy, ropa, oleje, spaliny i inne. W zależności od konstrukcji instalacji, parametrów pracy i rodzaju medium montuje się je w pozycji poziomej lub pionowej poprzez połączenia kołnierzowe, kielichowe, gwintowe lub spawane. W zależności od napędu rozróżniamy zasuwy z napędem ręcznym, elektrycznym, pneumatycznym lub hydraulicznym, a ich sterowanie może być ręczne lub automatyczne. Prawidłowe wytworzenie, montaż i eksploatacja nie powinny stanowić zagrożenia dla osób i otoczenia. Jeśli jednak zasuwy są stosowane i eksploatowane niewłaściwie lub posiadają wady wytwórcze, mogą w skrajnych przypadkach stanowić ogromne zagrożenie. Artykuł poświęcony jest najczęściej spotykanym uszkodzeniom zasuw.
Słowa kluczowe: diagnostyka materiałowa, zasuwy, armatura odcinająca, rurociągi parowe, rurociągi wodne, instalacje energetyczne, mechanizmy niszczenia

Michał Kwiecień
Bezpieczeństwo eksploatacji kotła w aspekcie zużycia powierzchni ogrzewalnych
W artykule opisano podstawowe zagrożenia związane z eksploatacją kotłów w aspekcie zużycia powierzchni ogrzewalnych. Przedstawiono przykłady awarii, które powiązane były z procesami korozji wysokotemperaturowej oraz przekraczaniem temperatury czynnika obiegowego. Przedstawiono wyniki badań oraz analiz rur z powierzchni ogrzewalnych, które uległy awarii. Zwrócono uwagę na konieczność monitorowania temperatury czynnika obiegowego przez służby eksploatacyjne. Zaproponowano działania prewencyjne, które mają na celu ograniczenie awaryjności kotłów.
Słowa kluczowe: korozja wysokotemperaturowa, erozja, procesy niszczenia, biomasa, osady, pełzanie

Elżbieta Janigacz, Agnieszka Stachura-Węgierek
Odprowadzanie ścieków przemysłowych do rzek z uwzględnieniem wymagań Ramowej Dyrektywy Wodnej
W artykule wskazano wytyczne dotyczące spełnienia wymagań Ramowej Dyrektywy Wodnej w zakresie wprowadzania ścieków do wód powierzchniowych. Zwrócono uwagę na konieczność uwzględnienia celów środowiskowych ustalonych dla jednolitych części wód powierzchniowych przy analizach wpływu i uzyskiwania stosownych pozwoleń, ponieważ pomijanie lub bagatelizowanie aspektów związanych z ochroną wód oraz dokonywaniem niepełnej lub niewłaściwej oceny możliwości oddziaływania inwestycji/instalacji na środowisko wodne stanowi poważne ryzyko dla procesu inwestycyjnego oraz procesu uzyskiwania właściwych pozwoleń.
Słowa kluczowe: Ramowa Dyrektywa Wodna, RDW, cele środowiskowe, jednolite części wód powierzchniowych, JCWP, strefa mieszania, ocena stanu, ścieki przemysłowe

Magdalena Malara
Przegląd prawa dotyczącego odpadów oraz obowiązki prawne i badania wymagane w przypadku gospodarowania odpadami paleniskowymi
Temat odpadów w ustawodawstwie krajowym występuje w wielu ustawach i rozporządzeniach wykonawczych. Najważniejsze akty prawne to: Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach, Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska oraz rozporządzenia do tych ustaw. W przypadku profesjonalnego gospodarowania odpadami w ustawodawstwie polskim występuje kilka pozwoleń/zezwoleń w tym zakresie, np. pozwolenie zintegrowane, pozwolenie na wytwarzanie odpadów, zezwolenie na przetwarzanie odpadów oraz zezwolenie na zbieranie odpadów. Obecnie na polskim rynku występują trzy rodzaje odpadów: inne niż niebezpieczne i obojętne, niebezpieczne i obojętne. Odpady paleniskowe powstające w konwencjonalnych elektrowniach/elektrociepłowniach zawierają się w grupie 10, w podgrupie 10 01 Katalogu odpadów. W przypadku składowania tych odpadów na składowiskach (w procesie D5) wymagane są dwa rodzaje badań: podstawowej charakterystyki odpadu wraz z tzw. testem zgodności oraz struktury i składu masy składowanych odpadów.
Słowa kluczowe: gospodarowanie odpadami, składowanie odpadów, odzysk odpadów, pozwolenie zintegrowane, pozwolenie na wytwarzanie odpadów, zezwolenie na przetwarzanie odpadów, monitoring środowiska, badania odpadów