Wykorzystanie ciepła powstającego w kogeneracji w silniku gazowym do zwiększenia produkcji energii elektrycznej

• Autorzy: Kaczmarek R.

Warianty tytułu

EN

Utilization of a heat produced during cogeneration in a gas engine for the increase of electric energy production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W energetyce rozproszonej najczęściej stosuje się agregaty kogeneracyjne wykorzystujące silniki spalinowe. Sprawność takich układów dochodzi do 90%, z czego sprawność wytwarzania energii elektrycznej to już tylko około 40%. Pozostała część energii w postaci ciepła, które powstaje przy wytwarzaniu energii mechanicznej zamienianej następnie na elektryczną, wykorzystywana jest do celów grzewczych. W artykule przeanalizowano możliwości zagospodarowania powstającego ciepła do produkcji dodatkowej energii elektrycznej dzięki zastosowaniu siłowni parowej oraz układu ORC wykorzystującego czynniki o niskiej temperaturze wrzenia. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że możliwe jest wykorzystanie ciepła powstającego w wyniku pracy agregatu prądotwórczego (silnika gazowego) do produkcji dodatkowej energii elektrycznej. Umożliwia to wysoka temperatura spalin wylotowych sprawiająca, że można zastosować zarówno klasyczną siłownię na parę wodną jak i układ ORC, stosując czynniki o stosunkowo wysokiej temperaturze punktu krytycznego. Ilość wyprodukowanej energii zależy jednak od rodzaju zastosowanego czynnika obiegowego, temperatury odparowania i przegrzania czynnika obiegowego oraz wykorzystanych źródeł ciepła. Większą moc uzyskano w układach z dodatkowym podgrzewaczem wstępnym.

EN

In distributed power generation the most often met type of a cogeneration unit is the one using internal combustion engines. The efficiency of such units is close to 90%, from which the electric energy generation efficiency is only about 40% - the rest of this energy, in the form of heat that is produced during generation of mechanical energy converted then to the electric one, is used for heating purposes. Analysed are possibilities of applying this heat for the production of additional electric energy by using steam electric plants and an ORC system utilizing low-boiling agents. On the basis of the obtained results it is ascertained that it is possible to utilize the heat produced as a result of the work of an electric energy generating unit (gas engine) for production of additional amount of electric energy. It can be done thanks to a high temperature of exhaust gases enabling application of either thermal power station or an ORC system with the use of agents having relatively high critical point temperatures. But the amount of produced energy depends on the type of circulating agent, vaporization temperature and overheating of the circulating agent as well as on the utilized heat sources – bigger power output was obtained in systems with an additional preheater.

Słowa kluczowe

PL

kogeneracja; silniki gazowe; ciepło odpadowe; dodatkowa energia elektryczna

EN

cogeneration; gas engines; waste heat; additional electricity

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 9
• Strony: 664--668
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaczmarek R.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Techniki Cieplnej

Bibliografia

• [1] www.ugt.com.pl
• [2] Borsukiewicz-Gozdur A.: Efektywność pracy elektrowni geotermalnej z organicznym czynnikiem roboczym. Praca doktorska, Szczecin 2008.
• [3] Szargut J., Ziębik A.: Podstawy energetyki cieplnej. PWN, Warszawa 1993.
• [4] Szargut J.: Termodynamika techniczna. PWN, Warszawa 1991.
• [5] REFPROP 7.0, National Institute of Standards and Technology. Standard Reference Database 23, Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties, US, 2002.
• [6] Stachel A.A., Kaczmarek R.: Kryteria doboru substancji niskowrzących pod kątem możliwości ich wykorzystania jako czynników obiegowych w elektrowniach geotermicznych. Materiały konferencyjne XII Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej „Forum Energetyków" GRE 2010.