Research and development efforts to reduce $CO_2$ emission are in progress to cope with global warming. $CO_2$ emission from fossil fuel fired power plants is a major greenhouse gas source and the post-combustion $CO_2$ capture is considered as a short or medium term option to reduce $CO_2$ emissions. In this study, the application of the post-combustion $CO_2$ capture system, which is based on chemical absorption and stripping processes, to typical fossil fuel fired power plants was investigated. A coal fired plant and a natural gas fired combined cycle plant were selected. Performance of the MEA-based $CO_2$ capture system combined with power plants was analyzed and overall plant performance including the energy consumption of the $CO_2$ capture process was investigated.
Recently, the public opinion is growing that the main cause of greenhouse gas, fine dust and nitrogen oxide, sulfuric acid emission is coal-fired power plant, and now the decommission or conversion to other clean fuel is being demanded. However, it is a huge national loss to decommission coal-fired power plant with remaining life, and also simple fuel converting to natural gas will lead to drastic rise on power generating cost. Therefore, this study aims to provide the analysis result about the reduction effect of $CO_2$, environment emission, and to influence to power plant performance and facilities when repowering with adding gas turbine is applied to domestic aged coal-fired power plant.
Tumsa, Tefera Zelalem;Mun, Tae-Young;Lee, Uendo;Yang, Won
한국연소학회:학술대회논문집
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한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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pp.37-40
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2014
Capturing the carbon dioxide emitted from coal-fired power plants will be necessary if targeted reduction in carbon emissions is to be achieved. Modelling and simulation are the base for optimal operation and control in thermal power plant and also play an important role in energy savings. This study aims to analyze the performance of supercritical coal fired power plant through steady and dynamic simulation using a commercial software gCCS. A whole power plant has been modeled and validated with design data of 500 MWe power plant, base and part load operations of the plant were also evaluated, consequently it had been proven that the simulated result had a good agreement with actual operating data. In addition, the effect of co-firng on the plant efficiency and flue gases were investigated using gCCS simulator.
Lee, Ji Hyun;Kwak, NoSang;Niu, Hongwei;Wang, Jinyi;Wang, Shiqing;Shang, Hang;Gao, Shiwang
Korean Chemical Engineering Research
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제58권1호
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pp.150-162
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2020
The proprietary post-combustion CO2 solvent (KoSol) developed by the Korea Electric Power Research Institute (KEPRI) was applied at the Shanghai Shidongkou CO2 Capture Pilot Plant (China Huaneng CERI, capacity: 120,000 ton CO2/yr) of the China Huaneng Group (CHNG) for performance evaluation. The key results of the pilot test and data on the South Korean/Chinese electric power market were used to calculate the predicted cost of CO2 avoided upon deployment of CO2 capture technology in commercial-scale coal-fired power plants. Sensitivity analysis was performed for the key factors. It is estimated that, in the case of South Korea, the calculated cost of CO2 avoided for an 960 MW ultra-supercritical (USC) coal-fired power plant is approximately 35~44 USD/tCO2 (excluding CO2 transportation and storage costs). Conversely, applying the same technology to a 1,000 MW USC coal-fired power plant in Shanghai, China, results in a slightly lower cost (32~42 USD/tCO2). This study confirms the importance of international cooperation that takes into consideration the geographical locations and the performance of CO2 capture technology for the involved countries in the process of advancing the economic efficiency of large-scale CCS technology aimed to reduce greenhouse gases
This paper presents a techno-economic analysis of a partial repowering scheme for an existing 210 MW coal fired power plant by integrating a gas turbine and by employing waste heat recovery. In this repowering scheme, one of the four operating coal mills is taken out and a new natural gas fired gas turbine (GT) block is considered to be integrated, whose exhaust is fed to the furnace of the existing boiler. Feedwater heating is proposed through the utilization of waste heat of the boiler exhaust gas. From the thermodynamic analysis it is seen that the proposed repowering scheme helps to increase the plant capacity by about 28% and the overall efficiency by 27%. It also results in 21% reduction in the plant heat rate and 29% reduction in the specific $CO_2$ emissions. The economic analysis reveals that the partial repowering scheme is cost effective resulting in a reduction of the unit cost of electricity (UCOE) by 8.4%. The economic analysis further shows that the UCOE of the repowered plant is lower than that of a new green-field power plant of similar capacity.
본 연구에서는 석탄화력발전의 출력 감소가 계통한계가격과 온실가스감축량에 어떻게 영향을 미치는지 분석하였다. 분석방법은 국영 발전회사에서 이용하는 전력거래예측프로그램을 이용하였으며 전력계통의 운영조건은 제7차 전력수급기본계획의 전력수요와 전원구성을 근거로 하였다. 분석결과 전체 석탄화력발전의 최대출력을 29 [%]까지 감소한 경우 계통한계가격은 감소전과 비교하여 12 [%p] 상승하고 온실가스 배출량은 9,966 [kton] 감축되었다. 또한 석탄화력발전기 전체 용량의 30 [%]에 해당하는 저효율 석탄화력발전기 16기를 정지한 경우 계통한계가격은 14 [%p] 까지 증가하였고 온실가스 배출량은 12,574[kton]까지 감축 가능함을 알 수 있었다.
신재생에너지 발전 비중 확대가 예상됨에 따라 공공 발전사업자들은 바이오매스 혼소의 확대 시행을 적극적으로 검토해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 500MW 석탄화력에서 바이오매스 혼소율을 0wt.%에서 5.0wt.%까지 변화하며 미분기 주요 운전 특성을 측정하였다. 먼저, 목질계 바이오매스에 대한 구성성분 분석과 분쇄 특성을 알아보았고, 혼합연료의 부피 증가가 미분기 보울 압력 차이, 모터 전류, 이물질 처리횟수, 출구 온도, 내부 화재횟수에 미치는 영향을 분석하였다. 혼소율 증가에 따라 미분기 보울 압력 차이와 모터 전류, 이물질 처리횟수는 상승함을 확인하였고, 출구 온도는 상승 폭이 미미하였다. 내부 화재횟수는 명확한 상관관계를 찾기 힘드나, 다른 운전인자와 결합하여 발생할 가능성이 크다는 것을 확인하였다.
The main purpose of this study was to develop the greenhouse gas emission factor for power plant using sub-bituminous coal. In Korea, Fired power plant are a major source of greenhouse gases within the fossil fuel combustion sectors, thus the development of emission factors is necessary to understand the characteristics of the national specific greenhouse gas emission and to develop nation specific emission factors. These emission factors were derived from the $CO_2$ concentrations measurement from stack and fuel analysis of sub-bituminous coal. Caloric value of sub-bituminous coal used in the power plants were 5,264 (as received basis), 5,936 (air-dried basis) and 6,575 kcal/kg (dry basis). The C emission factors by fuel analysis and $CO_2$ concentration measurement was estimated to be 26.7(${\pm}0.9$), 26.3(${\pm}2.8$)tC/MJ, respectively. Our estimates of C emission factors were comparable with IPCC default value.
Since the Kyoto Protocol became into effect, Korea has been expected to be part of the Annex I countries performing the duty of GHG reduction in the phase of post-Kyoto. Therefore, it is necessary to develop emission factors appropriate to Korean circumstances. In order to develop emission factors this study utilized the CleanSYS, which is the real-time monitoring system for industrial smoke stacks to calculate the emission rate of $CO_2$ continuously. In this study, the main focus was on the power generation plants emitting the largest amount of $CO_2$ among the sectors of fossil fuel combustion. Also, an examination on the comparison of $CO_2$ emission was made among 3 generation plants using the different types of fuels such as bituminous coal and LNG; one for coal and others for LNG. The $CO_2$ concentration of the coal fired plant showed Ave. 13.85 %(10,384 ton/day). The LNG fired plants showed 3.16 %(1,031 ton/day) and 3.19 %(1,209 ton/day), respectably. Consequently, by calculating the emission factors using the above results, it was found that the bituminous coal fired power plant had the $CO_2$ emission factor average of 88,726 kg/TJ, and the LNG fired power plants had the $CO_2$ average emission factors of 56,971 kg/TJ and 55,012 kg/TJ respectably which were similar to the IPCC emission factor.
본 연구에서는 정격출력 870MW, 대향류 석탄보일러의 최상부층 버너운전에 따른 보일러 연소상태 변화와 보일러 효율을 측정하였다. 시험방법은 하부와 중간층 버너가 운전중인 상태에서 최상부층 전방버너, 전,후방 버너 동시 운전, 후방 버너 운전으로 구분하여 최상부층 버너 운전에 따른 보일러 효율을 측정하였으며 시험 결과 최상부층 전 후방 버너 동시운전 > 최상부층 전방 버너 > 최상부층 후방 버너 운전의 순으로 보일러 효율이 높게 나타났다. 최상부층 전방과 후방 버너를 동시에 운전할 경우 보일러 노 내 열흡수율 증가 및 대류전열면 좌우 증기온도 편차가 감소되었다. 보일러 열흡수율 개선에 따라 보일러 배기가스손실 감소 및 석탄공급량이 후방버너 운전 대비 8t/h 감소하였으며, 이는 연료비 절감은 물론 온실가스 배출량 감축에도 크게 기여할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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