Nikoenwencjonalne metody odzysku ciepła odpadowego na statkach

• Autorzy: Liberacki Roman
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano kilka metod odzysku ciepła odpadowego, które nie znalazły jeszcze szerokiego zastosowania na statkach. Obecnie, powszechnie wykorzystuje się ciepło spalin do wytwarzania pary wodnej grzewczej, a ciepło wody chłodzącej cylindry silników głównych - do wytwarzania wody słodkiej w wyparownikach podciśnieniowych. Znacznie rzadziej, para wodna lub spaliny służą do napędu turbogeneratorów. Metody te są jednak wykorzystywane od wielu lat i mogą być uznane za konwencjonalne. Proponowane na forum międzynarodowym dalsze ograniczenia emisji dwutlenku węgla, skłaniają do poszukiwania rozwiązań pozwalających na jeszcze szersze, niż dotychczas, odzyskiwanie traconej energii. Można to czynić zastępując obiegi parowe wodne obiegami organicznymi Rankina, które wykorzystują czynniki robocze wrzące w niskich temperaturach. Zalicza się tu różnego rodzaju węglowodory i inne czynniki robocze stosowane w chłodnictwie. Pozwala to na lepsze wykorzystanie ciepła spalin. Umożliwia też sięgnięcie po ciepło tracone w powietrzu doładowującym, wodzie chłodzącej cylindry, oleju smarowym - zarówno silników głównych jak i silników pomocniczych. Oprócz organicznych obiegów Rankina, zastosować można także obieg Kaliny, wykorzystujący mieszaninę wody i amoniaku, czy obieg trilateralny, gdzie ekspansja czynnika roboczego w maszynie cieplnej, odbywa się tuż po osiągnięciu przez niego stanu wrzenia. Rozważa się też rozwiązania wzorowane na silniku Stilla, czy silnikach sześciosuwowych. Można także budować układy, gdzie odzyskiwane ciepło jest bezpośrednio konwertowane na energię elektryczną w generatorach termoelektrycznych albo na energię mechaniczną w silnikach wykorzystujących nitinol, czyli stop niklu i tytanu. Wszystkie te niekonwencjonalne rozwiązania pozwalają na oszczędność paliwa od kilku do około dziesięciu procent, w odniesieniu do ilości paliwa zużywanego przez silniki główne.

Słowa kluczowe

PL

statek; energia; obieg termodynamiczny; silnik; odzysk ciepła

• Wydawca: Faculty of Ocean Engineering and Ship Technology, Gdańsk University of Technology
• Czasopismo: Journal of Polish CIMEEAC
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 14, no 1
• Strony: 127--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Liberacki Roman

• Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa, Katedra Siłowni Morskich i Lądowych, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel.: [phone], fax: [phone]

Bibliografia

• [1] Andreasen J.G., Meroni A., Haglind F., A Comparison of Organic and Steam Rankine Cycle Power Systems for Waste Heat Recovery on Large Ships, Energies 10 (4), 2017.
• [2] Duda J. Dlaczego ORC jest najlepszym rozwiązaniem do wykorzystania energii odpadowej w cementowni. Link: http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BTB6-0004-0034/c/httpwww_bg_utp_edu_plartprace20inst_ceramiki20i20mat_bud_92012duda.pdf (dostęp 17.04.2019)
• [3] Mondejar M.E., Andreasen J.G., Pierobon L., Larsen U., Thern M., Haglind F., A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime Applications, Elsevier, Renewable and Sustainable Energy Reviews 91, 2018.
• [4] Prater DM. A dual cycle reciprocating engine, Tech. rep., SAE Technical Paper; 2000.
• [5] MAN Diesel & Turbo, Technology Boosts Efficiency WHR and TCS-PTG improve efficiency on large engines, Press Release, Copenhagen, 07.06.2011.
• [6] https://turbomachinery.mandieselturbo.com/docs/librariesprovider4/Turbomachinery_doc/ waste-heat-recovery-system-(whrs).pdf?sfvrsn=8 (dostęp 17.04.2019)
• [7] https://pl.wikipedia.org/wiki/Cykl_Kaliny (dostęp 17.04.2019)
• [8] https://en.wikipedia.org/wiki/Still_engine (dostęp 17.04.2019)
• [9] http://aircconline.com/ijci/V6N2/6217ijci07.pdf (dostęp 17.04.2019)
• [10] http://www.orc2017.com/online/proceedings/documents/38.pdf (dostęp 17.04.2019)
• [11] http://aztekium.pl/online.py?tekst=generatory_termoelektryczne (dostęp 17.04.2019)
• [12] https://magazynbiomasa.pl/generator-termoelektryczny-teg-do-konwersji-energii-cieplnej/ (dostęp 17.04.2019)
• [13] https://www.imagesco.com/articles/nitinol/09.html (dostęp 17.04.2019)
• [14] https://www.exergyn.com/ (dostęp 17.04.2019)
• [15] https://cordis.europa.eu/project/rcn/197157/brief/en (dostęp 17.04.2019)