Selected aspects of thermodynamical evaluation of methods of waste heat recovery in motor ship power plants

• Autorzy: Michalski R.

Warianty tytułu

PL

Wybrane aspekty oceny termodynamicznej sposobów utylizacji energii odpadowej w okrętowych siłowniach motorowych

• Konferencja: Sesja Naukowa Okrętowców European Shipbuilding 2004 Polski przemysł okrętowy (XXI; 27-28.09.2004; Gdańsk, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The analysis of heat balances for modern self-ignition ship engines confirms that in the best cases the level of effective use energy contained in combusted fuel is about 50%. Despite high engine efficiency, a significant portion of fuel energy remains unused, i.e. so called "waste heat energy". The evaluation of waste energy sources made on base of engine heat balance, even if supplemented with information on energy carrier temperature, does not provide clear and univocal information on energy qulity. The article presents the results of applying the exergetic analysis combined with energetic analysis to evaluate the quality of waste heat energy. The above method allows to classify the sources of waste heat energy regarding their quality. The analysis of a given heat balance structure enables to deduce on which media could be considered for use at first and which should be think of as additional sources, less suitable in practice. The results of analysis have revealed the differences in waste heat quality for the same energy carriers for different engines. The article presents also different examples of exergetic analysis method application to evaluate the quality of processes in selected systems of waste heat recovery. Moreover, the approach presented enables optimization of systems designed.

PL

Część energii chemicznej zawartej w paliwie dostarczonym do silnika, podczas przemiany w energię mechaniczną, ulega rozproszeniu. Część tej energii, dzięki stosunkowo wysokiemu wskaźnikowi jakości, nadaje się jednak do dalszego wykorzystania w sposób ekonomicznie oplacalny. Bilanse cieplne współczesnych okrętowych silników o zapłonie samoczynnym wskazują w najlepszym przypadku na około 50% efektywne wykorzystanie energii zawartej w spalanym paliwie. Mimo wysokiej sprawności tych silników pozostaje jednak znaczna część niewykorzystanej energii paliwa jako tzw. energia "odpadowa". Efektywne i ekonomicznie uzasadnione wykorzystanie energii odpadowej stanowi zatem ważny element projektowania siłowni okrętowych. Istotną staje sie potrzeba dokonywania oceny źródeł tej energii oraz systemów jej utylizacji. Ocena źródeł energii odpadowej dokonana na podstawie bilansu cieplnego silnika nawet w połączeniu z informacją o temperaturze nośników energii nie daje wyraźnej i jednoznacznej informacji o jej jakości. Do właściwej oceny jakości energii odpadowej szczególnie przydatne jest wykorzystanie pojęcia egzergii. Wykorzystanie do oceny jakości energii odpadowej analizy egzergetycznej w połączeniu z analizą energetyczną pozwala uzyskać pełniejszą informację. Umożliwia bowiem jednoznacznie uszeregować źródła energii odpadowej pod względem ich jakości. W procesie utylizacji ciepła należy mieć na uwadze fakt, że o przydatności danego źródła energii odpadowej świadczą obok parametrów termodynamicznych również parametry fizyczne i chemiczne danego czynnika. Dokładna analiza wymienionych parametrów powoduje często rezygnację ze źródeł korzystnych pod względem ilości niesionego ciepła i zwrócenie uwagi na inne, charakteryzujące się np. większą zdolnością do wykonania pracy. Artykuł przedstawia wyniki zastosowania do oceny jakości energii odpadowej analizy egzergetycznej w połączeniu z analizą energetyczną. Zastosowana metoda pozwala jednoznacznie uszeregować źródła energii odpadowej pod względem ich jakości. Analizując strukturę tak określonego bilansu można wstępnie wnioskować, które czynniki będą wykorzystane w pierwszej kolejności, a które zostaną potraktowane jako źródła dodatkowe o mniejszej przydatności w praktyce. Przeprowadzona analiza ukazuje różnice jakości energii odpadowej tych samych nośników dla różnych silników konkretnych firm. Artykuł przedstawia również przykłady zastosowania analizy egzergetycznej do oceny jakości procesów zachodzących w wybranych systemach utylizacji energii odpadowej. Takie podejście pozwala również na dokonanie optymalizacji projektowanych systemów.

• Wydawca: Polish Academy of Sciences - Branch in Gdańsk Marine Technology Committee of the Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Marine Technology Transactions. Technika Morska
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 15
• Strony: 371--381
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Michalski R.

• Technical University of Szczecin, Faculty of Maritime Technology al. Piastów 41, 71-065 Szczecin, Poland

Bibliografia

• 1. Szargut J. et al. Przemysłowa energia odpadowa. Zasady wykorzystania. Urządzenia. WNT. Warszawa 1993 (in Polish).
• 2. Michalski R.. ocena termodvnamiczna okrętowych systemów utylizacji energii odpadowej spalin. EXPLO-SHIP 2002. Zeszyty Naukowe Nr 66 Wyższej Szkoły Morskiej w Szczecinie, Szczecin 2002 (in Polish).
• 3. Michalski R., Thermodvnamic Evaluation Waste Heat of Marine Main Diesel Engine.s, XXIV Migdzynarodowe Sympozjum Siłowni Okrętowych 2003. Zeszyty Naukowe Nr 71 Wyższej Szkoły Morskiej w Szczecinie, Szczecin 2(03 (in Polish).
• 4. Project Guide. MAN-B&W, 1998.
• 5. Engine Selecnon and Project Manual. Wărtsilă NSD 1997
• 6. Generał Technical Data ZA 40S, New Sulzer Diesel, 1990.
• 7. Szargut J.. Ziębik A.. Podstawy energetyki cieplnej. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998 (in Polish).