The problem presented in this paper refers to the concepts applied to the design of supercritical steam turbines. The issue under the investigation is the presence of a cooling system. Cooling systems aim to protect the main components of the turbines against overheating. However the cooling flows mix with the main flow and modify the expansion line in the steam path. This affects the expansion process in the turbine and changes the performance when compared to the uncooled turbine. The analysis described here investigates the range of the influence of the cooling system on the turbine cycle. This influence is measured mainly through the change of the power generation efficiency. The paper explains the approach towards the assessment of the cooling effects and presents results of the modeling for three supercritical steam cycles.
The paper presents the results of the numerical analyses for the steam turbine rotor, dedicated for the newly-designed 900 MW steam unit with supercritical steam parameters (650 °C, 30.0 MPa). Basing on the design calculations, an optimal design solution was determined. Review of the available literature on materials for turbine rotors with supercritical steam parameters was done. Then the start-ups of the turbine were simulated. Thermal and strength states were analyzed. As a result, an optimal start-up characteristic was obtained.
Celem artykułu jest charakterystyka międzynarodowego rynku węgla energetycznego bazująca na najnowszych dostępnych danych. Informacje sięgają pierwszej połowy 2018 roku. W artykule skupiono się na opisie trzech największych eksporterów i importerów węgla energetycznego. Reprezentantów w wymienionych kategoriach wyłoniono posługując się najnowszymi światowymi statystykami dotyczącymi 2017 roku. W 2017 r. światowa produkcja węgla energetycznego wyniosła 5,68 mld ton i przewyższyła produkcję z 2016 r. o 4%. Od kilku lat niezmiennie światową czołówkę eksporterów węgla energetycznego stanowią: Indonezja, Australia i Rosja. Łącznie te trzy państwa w 2017 r. dostarczyły na rynek międzynarodowy 73% węgla energetycznego. Natomiast za 46% importu węgla energetycznego w skali globalnej (dane za 2017 r.) odpowiadają trzy kraje azjatyckie: Chiny, Indie i Japonia. W przypadku każdego z tych sześciu wymienionych państw (czyli dla: trzech głównych światowych eksporterów i trzech głównych światowych importerów) w artykule zaprezentowano wolumeny odnoszące się do produkcji, eksportu lub importu węgla. Zamieszczono także kierunki dostaw lub głównych eksporterów węgla do danego kraju. Pod koniec artykuły przedstawiono sytuację cenową, jaka wystąpiła na w pierwszej połowie 2018 roku na rynku europejskim oraz azjatyckim.
Artykuł przedstawia analizę udziału Rosji w międzynarodowym handlu węglem energetycznym, będącej od lat jego istotnym uczestnikiem. Badaniami objęto lata 2014–2018. Położenie geograficzne na dwóch kontynentach oraz dostępność złóż węgla sprzyja jej obecności zarówno na rynku Pacyfiku, jak również Atlantyku. W artykule omówiono także głównych producentów węgla w Rosji oraz ceny rosyjskiego węgla energetycznego skierowanego na rynek spot. Z e względu na znaczący udział eksportu węgla dla gospodarki rosyjskiej, skupiono się także na analizie rosyjskich portów morskich.
W ostatnich latach w eksporcie rosyjskiego węgla energetycznego zaczął dominować kierunek azjatycki. U dział eksportu na ten rynek w latach 2014–2018 zawierał się w granicach 49–57% (60–87 mln ton). Wśród krajów azjatyckich istotną rolę odgrywają obecnie trzy państwa: Korea Płd., Chiny i J aponia. Nabyły one łącznie 38–52 mln ton rosyjskiego węgla.
Choć w analizowanych latach łącznie na rynek europejski Rosja wyeksportowała 52–67 mln ton węgla, to jednak udział tego rynku spadł z prawie połowy do około 40%. Powolne odchodzenie od energetyki węglowej przyczynia się do zmniejszania udziału odbiorców z tego kierunku. Wśród krajów europejskich jeszcze w roku 2014 głównym kierunkiem eksportu była W. Brytania z 19% udziałem (24 mln ton) w eksporcie ogółem. W 2018 r. eksport zmalał do 9 mln ton (5%).
Wśród europejskich kierunków eksportu rosyjskiego węgla rośnie na znaczeniu udział Polski. W latach 2014–2018 eksport węgla energetycznego do Polski zmieniał się w przedziale 5,6–16,2 mln ton. Z wraca uwagę jego dynamiczny wzrost uzyskany w ciągu ostatnich trzech lat. W stosunku do 2016 r. import wzrósł o 10,0 mln ton i w 2018 r. wyniósł aż 16,1 mln ton. W artykule omówiono także geograficzną strukturę importu węgla do Polski według przejść granicznych oraz portów morskich.
The study presented here offers an analysis of the heat flow through the wall of the Yankee cylinder when regarded as a thin-walled vessel. The effect of the selected design and process parameters (i.e. cylinder diameter and steam pressure) on density of the heating stream has been analyzed and discussed for both cast iron and steel cylinders. Based on the work presented here, the optimal ranges for steam pressure have been derived and proposed for cylinders mounted at various locations within the drying section.
The paper presents a new method of lifetime calculations of steam turbine components operating at high temperatures. Component life is assessed on the basis of creep-fatigue damage calculated using long-term operating data covering the whole operating period instead of representative events only. The data are analysed automatically by a dedicated computer program developed to handle big amount of process data. Lifetime calculations are based on temperature and stress analyses performed by means of finite element method and using automatically generated input files with thermal and mechanical boundary conditions. The advanced lifetime assessment method is illustrated by an example of lifetime calculations of a steam turbine rotor.
Construction elements of supercritical power plants are subjected to high working pressures and high temperatures while operating. Under these conditions high stresses in the construction are created. In order to operate safely, it is important to monitor stresses, especially during start-up and shut-down processes. The maximum stresses in the construction elements should not exceed the allowable stress limit. The goal is to find optimum operating parameters that can assure safe heating and cooling processes [1-5]. The optimum parameters should guarantee that the allowable stresses are not exceeded and the entire process is conducted in the shortest time. In this work new numerical method for determining optimum working parameters is presented. Based on these parameters heating operations were conducted. Stresses were monitored during the entire processes. The results obtained were compared with the German boiler regulations - Technische Regeln für Dampfkessel 301.
W artykule przedstawiony został stan aktualny w zakresie struktury produkcji zakładów wzbogacania węgla kamiennego w Polsce z uwzględnieniem wydajności, zakresu ziarnowego wzbogacanego urobku oraz typu zastosowanych urządzeń. Zebrane dane zostały przedstawione w układzie tabelarycznym dla każdej funkcjonującej na rynku polskim spółki węglowej. Zaprezentowany został również uproszczony blokowy schemat technologiczny zakładów wzbogacania węgla energetycznego i koksowego. W oparciu o przedstawione dane opisane zostały planowane potrzeby i trendy w zakresie zwiększenia efektywności produkcji, minimalizacji zużycia wody oraz bezpieczeństwa pracy. Przedstawiona została również lista niezbędnych do podjęcia prac badawczo-rozwojowych w tym zakresie oraz wykaz głównych czynników determinujących rozwój technologiczny zakładów wzbogacania węgla kamiennego.
W artykule omówiono zagadnienia związane z rozwojem międzynarodowych rynków węgla. W 2016 r. zużycie węgla na świecie spadło drugi rok z rzędu – przede wszystkim w wyniku słabego popytu w Chinach i USA. U dział węgla w globalnym zużyciu pierwotnych nośników energii zmniejszył do 28%. Światowa produkcja węgla w 2016 r. wyniosła 3,66 mld ton i w porównaniu z rokiem poprzednim była mniejsza 6,2%. Ponad 60% tego spadku miało miejsce w Chinach. Spadek globalnej produkcji był ponad 4-krotnie większy niż spadek zużycia. Wystarczalność światowych zasobów węgla szacowana jest na 153 lata – jest to trzy razy więcej niż wystarczalność ropy i gazu. Po kilkuletnich spadkach, ceny węgla w 2016 wzrosły o 77%. Obecne ceny spot są na poziomie 80 U SD/tonę i są zbliżone do cen z 2014 r. Na rynku europejskim po pierwszym półroczu ceny węgla są już wyższe około 66% w stosunku do analogicznego okresu ubiegłego roku. Średnia cena w pierwszym półroczu wyniosła 12,6 zł/GJ i jest zbliżona do cen z 2012 roku. U dział transakcji spot w całkowitej puli zakupów wynosi około 20%. Ceny w kontraktach terminowych można szacować na podstawie cen z umów Japonia – Australia i cen w dostawach do elektrowni niemieckich. Średnio w latach 2010–2016 ceny do elektrowni niemieckich były wyższe o około 9%, a ceny w kontraktach Australia –Japonia 12% wyższe od cen CIF ARA. w 2017 r. Światowy handel węglem energetycznym osiągnął w 2016 r. około 1,012 mld ton. W perspektywie 2019 roku oczekuje się spadku o 4,8% – przede wszystkim z powodu spodziewanego mniejszego zapotrzebowania na głównych rynkach importowych w Azji.