Badanie wybranych parametrów pracy prototypowego systemu CHP małej skali z kotłem na biomasę

• Autorzy: Sornek K. , Filipowicz M. , Izdebski K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.70

Warianty tytułu

EN

Study of selected operating parameters of biomass based protype CHP system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł przedstawia możliwości wykorzystania kotłów na biomasę do budowy systemów skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w rozwiązaniach małej i mikro skali. Podstawowym celem prowadzonych badań jest konstrukcja prototypowej jednostki kogeneracyjnej, mogącej współpracować z kotłami na słomę i inną biomasę o mocy cieplnej z zakresu 35-500 kWth, stworzenie algorytmu sterowania, a także opracowanie wytycznych do wykonania dedykowanej konstrukcji kotła. W tym celu prowadzone są pomiary wybranych parametrów pracy pierwszej wersji systemu kogeneracyjnego, w tym pomiary wielkości ciepła wysokotemperaturowego, możliwego do uzyskania przy użyciu specjalnie zaprojektowanego wymiennika olejowego umieszczonego w komorze dopalania kotła, a także pomiary wielkości ciepła możliwego do odebrania przez obieg czynnika niskowrzącego. W pierwszym etapie badań rozruchowych instalacji, zamiast czynnika niskowrzącego, stosowana jest woda oraz prostej konstrukcji silnik parowy, napędzany parą wodną, wytworzoną w płaszczu wymiennika płaszczowo-rurowego, wskutek odebrania ciepła od gorącego oleju. W dalszym etapie prac zastosowany zostanie specjalnie zmodyfikowany silnik, który pozwoli zastąpić drogą mikroturbinę parową o stosunkowo niskiej sprawności. Wyniki wstępnych badań pozwalają określić charakter pracy instalacji w zależności od jej konkretnej konfiguracji, a jednocześnie potwierdzają zasadność prowadzenia dalszych prac badawczo-rozwojowych, które pozwolą na uzyskanie finalnego produktu, dedykowanego do szerokiego spektrum zastosować w małej i mikro skali.

EN

This article presents possibilities of using small scale biomass boilers to construction combined heat and power systems dedicated to small and micro-scale solutions. Main goal of the research is to construct prototype installation using varied types of biomass with thermal capacity from 35 to 500 kW. Experience gained during operation of this installation will be used to construct boiler dedicated to ORC system and to develop suitable control system for it. A proper operating of this system can indicate that biomass based CHP systems are good solution for small and micro CHP in distributed generation. The main goal of research was to test the system in varied conditions: different amount of fuel, different controls and usage with few selected configurations of heat exchangers: single heat exchanger, two heat exchangers connected series and two heat exchangers connected parallel. The aim of such modification was to find optimal configuration of this installation. Research was performed in initial phase-water system instead ORC medium was used. Performed research shows that the highest power is obtained when only one heat exchanger is used, but the system is working more stable when two exchangers connected parallel are used. Moreover the research shows that oil temperatures is sufficient to generate steam in future ORC system. This initial research shows also that this project should be continued and further developed.

Słowa kluczowe

PL

odnawialne źródła energii; biomasa; kogeneracja; energetyka rozproszona; mikroźródło; parametr pracy; algorytm sterowania; układ CHP

EN

renewable energy source; biomass; cogeneration; distributed energy generation; microsource; operating parameter; control algorithm; CHP system

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 2
• Strony: 409--418
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., il.

Twórcy

autor

Sornek K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Kraków

autor

Filipowicz M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Kraków

autor

Izdebski K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Kraków

Bibliografia

• [1] EU Energy, Transport and GHG Emissions Trends to 2050, Reference Scenario 2013, p. 47, http://ec.europa.eu [dostęp: 27 kwietnia 2014 r.].
• [2] Sornek K., Tomski M., Filipowicz M.: Wykorzystanie biomasy w nowoczesnych, domowych systemach poligeneracyjnych, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej nr 283. Seria: Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 2012, s. 721–728.
• [3] Sornek K., Szubel M., Goryl W., Bożek E., Filipowicz M.: Możliwość pozyskiwania i wykorzystania energii z biomasy, Przemysł Chemiczny, nr 12, 2014, s. 2071–2076.