Analiza możliwości wykorzystania entalpii spalin do produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem technologii ORC w zakładzie przemysłowym – studium przypadku

• Autorzy: Mróz Tomasz , Czajor Dawid , Mróz Marcin

Warianty tytułu

EN

Analysis of flue gas enthalpy use for electricity production based on ORC technology in industrial facility – a case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy możliwości wykorzystania ciepła odpadowego – entalpii spalin powstających w piecach do wyżarzania aluminium, do produkcji energii elektrycznej z zastosowaniem technologii organicznego obiegu Rankine’a (ORC). Analiza obejmuje obliczenia cieplno-przepływowe, propozycję koncepcji projektowej układu wraz z doborem głównych jego elementów oraz wstępną ocenę ekonomiczną. Przygotowana koncepcja technologiczna uwzględnia możliwość zastosowania dwóch odrębnych układów: ORC 1 o mocy elektrycznej netto 18 kW oraz ORC 2 o mocy elektrycznej netto 41 kW. Na podstawie wstępnej analizy kosztów inwestycyjnych dla obydwu układów określono koszty jednostkowe wytwarzania mocy elektrycznej 55900 zł netto za kW (ORC 1) oraz 48800 zł netto za kW (ORC 2). Jako rekomendację wskazano realizację układu ORC 2, dla którego przeanalizowano wpływ wielkości subwencji oraz ceny energii elektrycznej na opłacalność jego zastosowania.

EN

The paper presents results of analysis of waste energy use — enthalpy of flue gas Hom aluminum annealing process, for production of electricity in Organic Rankine Cycle (ORC). Analysis covers heat-flow į calculations, conceptual design with selection of main system components and initial economic evaluation. Conceptual design that has been proposed includes application of two separate systems: ORC 1 with net power ? production 18 kW and ORC 2 with net power production 41 kW. On the basis of rough initial investment cost calculations specific investment cost has been estimated for 55900 zł net value (ORC 1) and for 48800 zł net value (ORC 2). On that basis ORC 2 has become recommended variant, for which the analysis of influence of subvention rate and electricity price unit for its profitability has been performed.

Słowa kluczowe

PL

Organiczny Obieg Rankine’a (ORC); analiza energetyczno-ekonomiczna

EN

Organic Rankine Cycle (ORC); energy-economic analysis

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 5
• Strony: 53--59
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mróz Tomasz

• Politechnika Poznańska

• https://orcid.org/0000-0003-2129-9198

autor

Czajor Dawid

• Kogeneracja Zachód S.A., ul. Czartoria 1/27, 61-102 Poznań

autor

Mróz Marcin

• Kogeneracja Zachód S.A., ul. Czartoria 1/27, 61-102 Poznań

Bibliografia

• [1] Tocchini F., Grazia Cafagna G.: The ABCs of ESG reporting: What are ESG and sustainability reports, why are they important, and what do CFOs need to know. FINANCE‘ESG MARCH 09, 2022.
• [2] Kaya Y., Yokobori.K.: Environment, Energy and Economy: Strategies for sustainability. Conference on Global Environment, Energy and Economic Development, Tokyo, Japan 1993.
• [3] Amanowicz Ł., Czajor D.: Benefity i ograniczenia instalacji układu kogeneracyjnego w istniejącej ciepłowni gazowej, Instal 2023/9, s. 16-23.
• [4] Sinacka J., Mróz T.: Novel radiant heating and cooling panel with a monolithic aluminium structure and Ugroove surface — Experimental investigation and numerical model. Applied Thermal Engineering - 2023, vol. 229, s. 120611-1-120611-16.
• [5] Wang S. ; Liu C. ; Liu L. ; Xu X. ; Zhang C., Ecological cumulative exergy consumption analysis of organic Rankine cycle for waste heat power generation. Journal of Cleaner Production, 2019, vol. 218, pp. 543-554.
• [6] Zhang H. ; Guan X. ; Ding Y. ; Liu C., Emergy analysis of Organic Rankine Cycle (ORC) for waste heat , power generation. Journal of Cleaner Production, 2018, vol.183, pp. 1207-1215.
• [7] Arnanowicz Ł., Czajor D.: Methodology for Modernizing Local Gas-Fired District Heating Systems into : a Central District Heating System Using Gas—Fired Cogeneration Engines — A Case Study, Sustainability 2024, DOI: 10.3390/su16041401.
• [8] Mahmoudi A., Fazli M., Morad M.R. A recent review of waste heat recovery by Organic Rankine Cycle. , Applied Thermal Engineering, 2018, vol. 143, pp. 660—675.
• [9] Chrapkowicz D., EkoNorm Sp. z 0.0. ul. Józefa Gallusa 12, 40-594 Katowice: Raport z badań: Pomiary stężeń i emisji substancji gazowych oraz pyłowych wprowadzanych do powietrza z wybranych źródeł technologicznych zlokalizowanych w zakładzie Albatros Aluminium Sp. z o.o., Wałcz 11/2023.
• [10] Mróz T., Mróz M.: Analiza możliwości wykorzystania ciepła spalin do produkcji energii elektrycznej z zastosowaniem technologii ORC w zakładzie Albatros Aluminium w Wałczu, Poznań 2024 r.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).