SESSION: Power Plants life cycle extension, new clean coal technologies | Produženja radnog veka elektrana i novih ekološki čistih tehnologija
papers selected for Symposium Session titled: Power Plants life cycle extension, new clean coal technologies | Produženja radnog veka elektrana i novih ekološki čistih tehnologija
« BACK TO SESSIONS LIST
Vladimir Stevanović, Sanja Prica, Blaženka Maslovarić - Mašinski fakultet, Kraljice Marije 16, 11 120 Beograd
title: MERENJE VLAŽNOSTI PARE
Abstract text
MERENJE VLAŽNOSTI PARE
Vladimir Stevanović, Sanja Prica, Blaženka Maslovarić
Mašinski fakultet, Kraljice Marije 16, 11 120 Beograd
Kod kotlova sa prirodnom ili prinudnom cirkulacijom do izdvajanja pare iz ključajuće dvofazne mešavine dolazi u dobošu kotla ili separacionoj boci. Razdvajanje pare i vode nije potpuno, tako da ističe vlažna para. Sadržaj vlage u pari mora biti ograničen pošto je odnošenje vlage u pregrejač pare nepovoljno. Kapi sa sobom nose soli i druge primese koje se talože u isparivaču, tako da se vremenom formira sloj koji predstavljaja otpor prolazu toplote. Dodatno isparavanje kapi u isparivaču i povećanje toplotnog otpora smanjuje temperaturu pare na izlazu iz isparivača. Povećanje toplotnog otpora sa unutrašnje strane cevi pregrejača pogoršava hlađenje zida cevi pregrejača i dovodi do povećanje temperature metala, tako da vremenom može doći do termomehaničkih oštećenja i pucanja cevi. Stoga je neophodno obezbediti vlažnost pare na izlazu iz doboša koja je u granicama propisanih vrednosti. U cilju određivanja stvarne efikasnosti rada separacionih uređaja na kotlu u pogonu, potrebno je sprovesti specifična meranja. U radu se daje prikaz mogućih metoda za merenje vlažnosti pare, kao i predlog nove metode, koja je zasnovana na pogodnoj kombinaciji termodinamičkih procesa kojima se podvrgava uzorkovana para čija se vlažnost meri. Predložena metoda je „apsolutna“ u smislu da za njeno korišćenje nije potrebna kalibracija, a tačnost je određena tačnošću merenja pritiska i temperature vlažne i pregrejane pare u okviru samog uređaja. Određena je greška meranja koja se postiže sa standardnim instrumentima za merenje temperature i pritiska. U odnosu na druge metode, predložena metoda je pouzdana, obezbeđuje zadovoljavajuću tačnost i jednostavna je za primenu na svim nivoima pritiska vlažne pare.
Steam separation from the boiling two-phase mixture in the natural or forced circulation steam boilers takes place in the steam drums or vertical cylindrical separation vessels. Water and steam are never completely separated, and the wet steam outflows towards the steam superheaters. The moisture content in the steam must be limited, since its transport into the steam superheater is undesirable. Therefore, it is important to keep the steam moisture within the prescribed setpoints. In order to determine the real efficiency of the separating devices in the steam boiler, it is necessary to conduct specific measurements. In the paper the possible methods for the measurement of the steam moisture content is presented. The new method is proposed, which is based on the suitable combination of the thermodynamic processes that are conducted in the sampled wet steam. The proposed method is absolute in a sense that it does not require calibration, while its accuracy is determined by the accuracy of the pressure and temperature measurement of the wet and superheated steam within the measuring device. The measuring accuracy of the device is determined for the application of the standard pressure and temperature measuring instruments. Compared to other measuring methods, the proposed method is reliable, it provides the acceptable accuracy, and it is simple for the application at all pressure levels of sampled wet steam.
Igor Matveev - Applied Plasma Technologies, U.S.A
title: Alternative Solutions for Plasma Coal Gasification and Boiler Integration with Municipal Solid Waste Processing
Abstract text
Coal gasification with further syngas combustion is one of alternative technologies to make the coal fired utility power plants more environment friendly. The main limiting factor on the way of plasma coal gasification technology implementation was relatively short life time of the plasma torch electrodes. Recent progress in the power electronics and our experimental investigations have shown an opportunity to engineer the plasma coal gasification modules with practically endless life time due to application of so called atmospheric pressure hybrid plasma torches. As a combination of low power DC and RF or inductively coupled plasma sections, powered by a solid state power source with total electrical power by 1.8 MW and coefficient of performance over 85%, the hybrid plasma torch is possible to provide long term steam coal gasification in variable environment.
One more way to increase efficiency and reduce pollutions of the existing power plants is their integration with the municipal solid waste (MSW) plasma processing plants. Syngas, as a byproduct of these plants with the lowest heating value by 11 MJ/kg (averaged for the US MSW), could be used as a supporting fuel for the coal fired boilers. That will benefit the MSW plants by eliminating the power generation modules, which are very sensitive to the moisture content in the outgoing syngas, and the power plants due to replacing the supporting fuel by syngas. For example, the US generates annually (2006) about 251 million tons of MSW. In case of all MSW processing based on developed by Applied Plasma Technologies (APT) advanced oxygen plasma gasification technology net power output could be up to 326 million MW or about 1.3 MW per ton of MSW, and electrical efficiency of MSW processing up to 70% in comparison with achieved level of 35-37%. That could cover over 6% of the US power demand. Existing landfills recycling will give additional 1 to 5%.
Dr Dušan Arnautović, Zoran Ćirić, Dr Đorđe Stojić, Mr Ilija Stevanović - Institut "Nikola Tesla", Beograd
title: MODERNIZACIJA, REKONSTRUKCIJA I RAZVOJ STATIČKIH SISTEMA POBUDE GENERATORA
Abstract text
U radu se izlažu rezultati istraživanja i rada na razvoju, izradi i puštanju u rad statičkih sistema pobude sa digitalnim automatskim regulatorom napona, urađenih po najsavremenijoj mikroprocesorskoj tehnologiji. Time se omogućuje smanjenje investicionih ulaganja prilikom kapitalnog remonta TE ili HE, revitalizacija, rekonstrukcija ili zamena postojećih i ugradnja novih statičkih sistema pobude u TE ili HE, sa jedne strane, kao i poboljšanje tehničkih karakteristika i omogućavanje uključenja sistema pobude u digitalni sistem za nadzor i upravljanje elektranom. Takođe, omogućuje se povećanje raspoloživosti, stabilnosti i kvaliteta električne energije i sposobnoasti povezivanja EES Srbije u interkonekcije, kao i povećanje pouzdanosti rada generatora, a time i celog EES.
Konkretno, u periodu 2005.-2007. godine u Elektroprivredi Srbije izvršena je rekonstrukcija ili zamena šest statičkih sistema pobude sa digitalnim automatskim regulatorom pobude. U TE „Nikola Tesla A“ na generatorima A5 i A4 snage 365 MVA i generatoru A2 snage 210MW. U TE-TO „Novi Sad“ na generatoru A2. U HE „Kokin Brod“ na generatorima A i B snage 12.5 MVA.
Slobodan Stupar - Mašinski fakultet, Beograd , Dragan Komarov - Mašinski fakultet, Beograd , Aleksandar Simonović - Mašinski fakultet, Beograd , Branislav Stefanović - TE Kolubara, Veliki Crljeni
title: Uticaj vrste ispune na radne karakteristike rashladnih kula br.16 i 18 TE Kolubara A/Fill influence on Performance Parameters of Cooling Towers no. 16 and 18 in TE KOLUBARA A
Abstract text
Rezime
U radu je izvršeno poređenje stare drvene i nove PVC ispune ugrađene pri rekonstrukciji druge faze rashladnih tornjeva broj 16 i 18 trećeg bloka TE Kolubara A. Blok tri rashladne kule (16, 17 i 18) je gašenjem RK br. 17, zamenjen sa dve kule.
Pored adekvatnih termodinamičkih karakteristika izabrana ispuna je morala zadovoljiti kriterijume vezane za samoispiranje zbog lošeg kvaliteta rashladne vode i opasnosti od zagušenja. Perforacija ispune i veličina kanala je takva da obezbeđuje dobre termodinamičke i strujne karakteristike uz samoispiranje.
Projektom rekonstrukcije rashladni kapacitet dve rashladne kule je povećan tako da zamenjuje dosadašnje rešenje sa tri rashladne kule u bloku. Protok vode kroz rashladnu kulu je povećan za 50%. Iako je hidrauličko opterećenje rashladne kule povećano, strujne karakteristike ispune su takve da je pad pritiska koji ventilator treba da savlada smanjen. S obzirom da se ukupan protok vode u sistemu nije promenio hidraulične pumpe rade u istom režimu kao i ranije. Gašenjem srednje kule i ugradnjom pomenute ispune u preostale dve kule bloka ostvaren je potreban rashladni kapacitet uz uštedu u energiji i održavanju.
Abstract
Comparison of old wooden and reconstruction replacement PVC fill of second phase cooling towers no. 16 and 18 in the third thermoblock of Thermopower plant Kolubara A have been done in this paper. Group of three cooling towers (16, 17 and 18) is replaced with two by shuting down of cooling tower number 17.
Beside adequate thermodynamic properties, chosen fill had to meet antifouling criteriums due poor water quality and danger of flow obstruction. Fill perforation and chanel size provide good thermodynamic, flow and antifouling characteristics.
Cooling capacity of two cooling towers have been increased in order to replace former block of three cooling towers. Water flow through cooling tower is increased by 50%. Despite increase of hydraulic load, due to fill flow characteristics pressure drop that fan have to overcome is reduced. Unchanged water flow through system provided hydraulic pumps to remain in the same regime as before. Required cooling capacity is obtained together with energy and maintenance savings by turning off of the middle cooling tower and using mentioned fill in remaining two towers of the block.
Borislav Jeftenić - Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu , Leposava Ristić - Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu , Milan Bebić - Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu , Saša Štatkić - Fakultet tehničkih nauka, Kosovska Mitrovica , Dragan Jevtić - Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu , Neša Rašić - Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu
title: PRIMENA SAVREMENIH REGULISANIH POGONA NA RUDARSKOJ MEHANIZACIJI
Abstract text
Energetska efikasnost je danas ključni element u energetskoj politici svih razvijenih zemalja sveta, jer se njome unapređuje efikasnost ekonomije, povećava se sigurnost u napajanju energijom, produžava vek korišćenja neobnovljivih izvora energije, pre svega iz fosilnih goriva, iz kojih se danas dobija najveći deo električne energije. Smanjenje potrošnje energije, posebno one koja se dobija iz fosilnog goriva, kroz unapređenje energetske efikasnosti je jedan od glavnih instrumenata za ispunjavane obaveza u sferi ekologije. Osnovni problem kod mehanizacije na našim površinskim kopovima je njihova velika starost, što za posledicu ima smanjenu produktivnost i povećane troškove eksploatacije i održavanja, tako da je neophodno izvršiti njihovu revitalizaciju i modernizaciju kako bi im se produžio životni vek, ali i poboljšale tehničke performanse (veći kapacitet, manja potrošnja energije, bolja i efikasnija zaštita i dr.).
Danas je sve veći trend u svetu da se pogoni na rudarskoj mehanizaciji ostvaruju sa kaveznim asinhronim motorima koji se napajaju iz frekventnih pretvarača. U radu će biti dat detaljan pregled primene savremenih regulisanih pogona kod:
− pogona radnog točka rotornih bagera,
− pogona okreta gornje gradnje bagera i odlagača,
− pogona guseničnog transporta bagera i odlagača,
sa rezultatima merenja na realizovanim pogonima.
Kod pogona radnog točka rotornih bagera u cilju zaštite radnog mehanizma, kofica, zuba, spojnica i reduktora, potrebno je raspolagati efikasnim sistemom ograničenja (limitiranja) momenta motora. Naime, u slučaju preopterećenja usled prevelikog nastupa, brzine kretanja, ili nailaska na tvrd materijal, pogon mora da uspori, ili se isključi dovoljno brzo da ne bi došlo do neželjenih oštećenja. Savremeni elektromotorni pogoni sa frekventnim pretvaračima raspolažu ovim mogućnostima, t.j. kod preopterećenja oni smanjuju brzinu na potrebnu vrednost, a po prestanku preopterećenja automatski ubrzavaju do zadate brzine bez zaustavljanja, i nepotrebnog prekida procesa otkopavanja.
Upravljačke karakteristike pogona okreta su vrlo zahtevne, zbog potrebe za čestim promenama smera i ostvarivanjem složenih upravljačkih algoritama. Poseban problem predstavlja činjenica da zbog čestih promena smera, kočenja i ubrzanja, mehanički sklopovi pogona, reduktori, pogonski zupčanici i zupčasti venac, rade u ekstremno teškim uslovima. Takođe, ovaj pogon je višemotorni, tako da se koordinaciji rada između pojedinih motora mora posvetiti posebna pažnja, pre svega raspodeli opterećenja. Zbog navedenih činjenica ovaj pogon je uvek realizovan kao regulisani pogon.
Pogon guseničnog transporta rudarskih mašina je višemotorni pogon, koga čine dva, četiri, šest ili više motora. Ovaj pogon je najzahtevniji pogon na mašinama na kopovima. Pojedini pogoni su međusobno spregnuti u jednu kvazi krutu mehaničku spregu, preko podloge koja je neravna i nehomogena. Zbog ovoga se odnos sprezanja pogona u toku kretanja stalno menja, na unapred nepredvidiv način. Kod vožnje kroz krivinu potrebno je obezbediti kretanja pogona bitno različitim brzinama. Poseban problem je i činjenica da se veza sa tlom ostvaruje preko gusenica, koje u sistemu prenosa stvaraju značajne zazore. Zahtev za ravnomernom raspodelom opterećenja između pojedinih motora ostvaruje se upravljačkim sistemom, a pogoni se danas realizuju sa kaveznim asinhronim motorima napajanim iz frekventnih pretvarača.
Ostvareni rezultati na realizovanim pogonima, dobre eksploatacione karakteristike, smanjene potrebe za održavanjem, kao i povećana energetska efikasnost, ukazuju na prednosti primene regulisanih pogona sa kaveznim asinhronim motorima napajanim iz frekventnih pretvarača na rudarskoj mehanizaciji.
R. V. Filkoski*, I. J. Petrovski*, L. Joleska Bureska** - University „Sts Cyril and Metodius”, Faculty of Mechanical Engineering
title: LOCAL TEMPERATURE PROFILES IN A UTILITY BOILER
Abstract text
Much thought is given nowadays to increasing the overall energy efficiency of the energy facilities and to reducing the amount of various harmful materials emitted into the atmosphere when burning fossil fuels. One of the ways to improve the overall operational efficiency of the pulverised coal-fired boilers is a reduction of the heat loss due to inefficient combustion and to reduce the emission of pollutants. The both tasks can be obtained with appropriate redistribution of the air inlet, including implementation of over-fire-air (OFA) system. The paper considers the effect of combustion with OFA introduction to the characteristics of the process in a boiler furnace. The overall framework and the initial computational fluid dynamics (CFD) analysis of the aerodynamic behaviour of the gas-solids mixture, combustion efficiency, temperature profiles and gas concentrations are described. The numerical results obtained with CFD modelling technique are compared with a measurements test matrix of seven operating conditions. The main parameters that were changed are OFA quantity, coal type, load and burner tilt. Although this is just an initial research phase, comparisons of numerically obtained and measured temperature profiles are encouraging. The data regarding the near-burner and OFA regions showed evidence of reduced swirl as over-fire air was increased.
Dragan Kovačević - Electrical Engineering Institute Nikola Tesla in Belgrade, Serbia , Srđan Milosavljević - Electrical Engineering Institute Nikola Tesla in Belgrade, Serbia , Nenad Kartalović - Electrical Engineering Institute Nikola Tesla in Belgrade, Serbia , N.Miladinović - Electrical Engineering Institute Nikola Tesla in Belgrade, Serbia , M.Savićević - Termoelektrane „Nikola Tesla“, TENT-A, Obrenovac, Serbia
title: THE SYSTEM CONCEPT OF PARTIAL DISCHARGES
Abstract text
Abstract – The paper presents the concept of the measurement and diagnostics of partial discharges on high-voltage machines and equipment. The significance of off-line and on-line tracking of partial discharges activities and machine state is emphasized. The complementarity of partial discharges diagnostics with other methods is emphasized. The full efficacy of partial discharges tracking and the whole of diagnostics is achieved only if a common measurement aquisition and electronic information system is formed. That means networking of individual partial discharges measurement, forming of connected data bases and knowledge bases, and forming of the corresponding expert systems. Especially important is forming of expert teams to track and develop the usage of such a system.
Nenad Kartalović - Electrical Engineering Institute Nikola Tesla in Belgrade, Serbia , Dragan Kovačević - Electrical Engineering Institute Nikola Tesla in Belgrade, Serbia , Srđan Milosavljević - Electrical Engineering Institute Nikola Tesla in Belgrade, Serbia , Ð.Jovanović - Electrical Engineering Institute “Nikola Tesla”– Belgrade , I.Zec - Termoelektrane „Nikola Tesla“, TENT-A, Obrenovac, Serbia
title: DIAGNOSTICS ELEMENT OF PARTIAL DISCHARGES
Abstract text
The paper presents the main elements of diagnostics based on the measurement of partial discharges. This area of diagnostics is in expansion enabled by the development of measurement technique and information technologies. Fundamental parameters of partial discharges are discussed. Some reference examples for diagnostics are presented. Primarily, examples of internal partial discharges (cavities, delamination...), surface discharges (Endwinding surface discharges, Conductive particles, Corona discharge) are presented. Of special significance is diagnostics based on tracking the dependence of discharge on the working parameters of the machine (The effect of voltage harmonics, The effect of winding temperature, The effect of load, The effect of cooling air pressure, The effect of humidity).
M.M. Kostić, I. Stanisavljević, M. Stojković - Elektrotehnički institut „Nikola Tesla“ , Lj. Mihailović - Termoelektrane „Nikola Tesla“, TENT-A, Obrenovac, Serbia
title: SMANJENJE SOPSTVENE POTROŠNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE U TERMOELEKTRANAMA "NIKOLA TESLA" A, OBRENOVAC
Abstract text
In this paper the most significant realized results in the field of electric energy own consumption rationalization of power plants, i.e. larger consumer with motors on medium voltage (6 kV), are presented. At first a theoretical brief of losses dependencies and reactive load dependencies from motor voltage values is given. Then, procedures for calculation and analysis of reactive load and losses dependencies from voltage values in consumer power systems with motors are presented. Proceedings used for the reduction of electric energy consumption, are based on analysis of reactive load and losses dependencies mentioned from voltage values, for separate drives and complete consumer load. Concrete results in reduction of electric energy consumption, that are realized by the proceedings, evaluate on 2 035 000 kWh/year active and 28 000 000 kvarh/year reactive energy on the Power plant ”Nikola Tesla” A, Obrenovac.
П. Радовановић, А. Mazurkiewicz - Institut za nuklearne nauke VINČA, Laboratorija za termotehniku i energetiku , М. Милић, Б. Перковић - Termoelektrane „Nikola Tesla“, TENT-A, Obrenovac, Serbia
title: POSSIBILITIES AND PRECAUTIONS FOR THE ENLARGED STEAM PRODUCTION IN THE B2 BOILER AT TPP NIKOLA TESLA, OBRENOVAC, SERBIA
Abstract text
Након обављеног капиталног ремонта блока током којег су извршени одговарајући реконструктивни захвати, септембра 2008. године обављена су испитивања и подешавања блока Б2 у ТЕ „Никола Тесла“ за рад са повећаном снагом блока – са досадашњих номиналних 620 на 667,5 МW. Реконструкција је изведена претежно на турбинском постројењу, док су на котловском постројењу као најважнији захват извршена одговарајућа прилагођавања ложних уређаја у циљу реорганизовања процеса сагоревања како би се обезбедила повећана номинална производња паре - са досадашњих 1880 на око 2000 t/h.
Иначе, блок ТЕНТ-Б2 пуштен је у рад крајем 1985. године; до повећања номиналне снаге остварио је око 165000 часова рада на мрежи и (на генератору) произвео око 85000 GWh електричне енергије.
У овом раду изнети су прорачунски и испитивањима утврђени технички услови и могућности котловског постројења за повећану производњу свеже паре, као и утицај нове организације сагоревања у ложишту котла на смањење емисије азотних оксида.
POSSIBILITIES AND PRECAUTIONS FOR THE ENLARGED STEAM PRODUCTION IN THE B2 BOILER AT TPP NIKOLA TESLA, OBRENOVAC, SERBIA
Abstract
In this paper, results both of the calculations and at the site testing of possibilities for the enlarged steam production in the B2 boiler at TPP Nikola Tesla, Obrenovac, Serbia are discussed.
This spring, during the regular annual overhaul period, the respective reconstruction of B2 turbine was made in order to enlarge the nominal power of the unit for 50 MWe. At the same time, the firing system of the boiler was adjusted in order to obtain 150 tons per hour more steam.
This 620 MWe unit (now 670 MWe) fired with low quality lignite is in operation since the end of 1985, with more than 165000 operating hours and electricity production of 85000 GWh.
