PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 11

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available Verification of zero-dimensional model of SOFC with internal fuel reforming for complex hybrid energy cycles
Badur J., Lemański M., Kowalczyk T., Ziółkowski P., Kornet S.
Chemical and Process Engineering
|
2018
|
Vol. 39, nr 1
113–-128
EN
The article presents a zero-dimensional mathematical model of a tubular fuel cell and its verification on four experiments. Despite the fact that fuel cells are still rarely used in commercial applications, their use has become increasingly more common. Computational Flow Mechanics codes allow to predict basic parameters of a cell such as current, voltage, combustion composition, exhaust temperature, etc. Precise models are particularly important for a complex energy system, where fuel cells cooperate with gas, gas-steam cycles or ORCs and their thermodynamic parameters affect those systems. The proposed model employs extended Nernst equation to determine the fuel cell voltage and steadystate shifting reaction equilibrium to calculate the exhaust composition. Additionally, the reaction of methane reforming and the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen have been implemented into the model. The numerical simulation results were compared with available experiment results and the differences, with the exception of the Tomlin experiment, are below 5%. It has been proven that the increase in current density lowers the electrical efficiency of SOFCs, hence fuel cells typically work at low current density, with a corresponding efficiency of 45–50% and with a low emission level (zero emissions in case of hydrogen combustion).
2
Content available Poprawa elastyczności bloku energetycznego klasy 390 MW przy użyciu SOEC
Kowalczyk T., Badur J., Lemański M.
Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
|
2017
|
Nr 53
155--158
PL
W pracy zaprezentowano możliwość modyfikacji bloku parowego o mocy 390 MW poprzez zastosowanie wysokotemperaturowych elektrolizerów stało-tlenkowych SOEC. Celem takiej modyfikacji jest poprawa elastyczności bloku cieplnego poprzez możliwość kształtowania wewnętrznej charakterystyki obciążenia bloku. W efekcie moc elektryczna netto bloku może być dostosowywana do zapotrzebowania systemu elektroenergetycznego bez konieczności szybkich zmian mocy cieplnej kotła, a nadwyżka energii służy do produkcji wodoru. W artykule przedstawiono zmiany jakie wprowadzają do Krajowego Systemu Elektroenergetycznego nowe obiekty OZE. Opisano technologie wysokotemperaturowej elektrolizy wody oraz przeprowadzono obliczenia termodynamiczne wykazujące, że moc elektryczna netto bloku może zostać zredukowana nawet o 60% bez zmiany obciążenia kotła przy wzroście sprawności obiektu o 1pp.
EN
The paper presents the possibility of improving the flexibility of the 390 MW class steam power unit using hightemperature electrolysers SOEC. The aim of the modification is to improve the flexibility of the power unit by shaping the internal load characteristics of a power plant. As a result, the net electric power of the power unit can be adjusted to meet the system demand without the need of fast changes in boiler thermal power output. The surplus energy generated in the unit is used to produce hydrogen. In the article the changes which are brought to the power system with new RES objects are presented. The technology of high temperature electrolysis of water is also described. Performed thermodynamic calculations showed that the power plant net power can be reduced by up to 60% without changing the boiler load, with increase of the energy efficiency of the unit by 1 percentage point.
3
Content available Complementarity of Wind and Photovoltaic Power Generation in Conditions Similar to Polish
Hyrzyński R., Karcz M., Lemański M., Lewandowski K., Nojek S.
Acta Energetica
|
2013
|
nr 4
14--26
EN
In the paper an estimation of the correlation between power generation from wind and photovoltaic farms distributed over a large area has been presented. The climatic and morphological conditions for the considered area are similar to the Polish conditions. The initial analysis of data provided by distribution system operators indicates that a negative correlation between wind and PV energy generation exists when a longer period of averaging is assumed. Additionally, the maximum value of generated power has never reached the level of installed capacity. Considering the system, where a significant number of wind and photovoltaic farms are installed, an assumption that total generation sources capacity is achievable can lead either to grid curtailments or to grid development overinvestments.
PL
Streszczenie W artykule podjęto próbę oceny współzależności wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych oraz słonecznych, rozproszonych na znacznym obszarze, dla których warunki morfologiczne i klimatyczne można uznać za zbliżone do warunków polskich. Wstępna analiza danych pochodzących od operatorów systemów elektroenergetycznych wskazuje na występowanie istotnej negatywnej korelacji pomiędzy oboma sposobami generacji energii elektrycznej dla dłuższych przedziałów uśredniania. Dodatkowo na analizowanym obszarze maksymalna moc generowana zarówno przez farmy wiatrowe, jak i w szczególności przez elektrownie fotowoltaiczne, nigdy nie uzyskuje wartości mocy zainstalowanej. W systemie, w którym zainstalowana jest znaczna liczba farm wiatrowych i fotowoltaicznych, rezerwowanie pełnej mocy zainstalowanej wszystkich źródeł wytwórczych jako faktycznie dysponowanej może powodować występowanie ograniczeń sieciowych oraz wymuszanie zbędnych inwestycji w rozwój infrastruktury elektroenergetycznej.
4
Wzrost sprawności turbiny gazowej przez zastosowanie idei Szewalskiego
Ziółkowski P., Lemański M., Badur J., Zakrzewski W.
Rynek Energii
|
2012
|
Nr 3
63--70
PL
W artykule przedstawiono wpływ zastosowania upustu na sprawność turbiny gazowej. Upust w turbinie zrea-lizowano według idei prof. Roberta Szewalskiego, która polega na zastosowaniu upustu międzystopniowego w turbinie gazowej do podgrzewu powietrza zasilającego komorę spalania. Dzięki przeprowadzonej modyfikacji osiąga się wzrost sprawności obiegu oraz spadek zużycia paliwa. Analiza numeryczna obiegu cieplnego przed i po modernizacji została przeprowadzona za pomocą kodów CFM. Obiegiem wyjściowym dla przeprowadzonych obliczeń jest blok gazowo - parowy w Gorzowie Wielkopolskim.
EN
The modernization of the GT8C gas turbine into Szewalski cycle has been presented in the paper. The Szewalski idea is based on the exhaust gases extraction from gas turbine for air preheating before it enters the combustion chamber. The extracted gas transfers heat to air via the regenerative heat exchanger. Such modification leads to the cycle efficiency increase. Simultaneously amount of fuel burned in the combustion chamber decrease. The numerical analysis of thermal cycles, before and after the modification, has been carried out by means of an in-house COM-GAS code and Aspen Plus commercial package. Thermodynamic analysis has been performed assuming parameters characteristic for PGE Gorzow combined power plant.
5
Power augmentation of PGE Gorzow’s gas turbine by steam injection – thermodynamic overview
Ziółkowski P., Lemański M., Badur J., Nastałek L.
Rynek Energii
|
2012
|
Nr 1
161--167
EN
The impact of steam injection upon a gas turbine and a combined power plant performance has been investigated. This article describes and summarizes possibilities of modification for current gas turbine in PGE Gorzow power plant into the Cheng cycle. Our modification deals with a thermal cycle, in which steam produced in a heat recovery steam generator is injected into the gas turbine’s combustion chamber. It has been proved that an increase of the mass flow rate of the expanded exhaust gases causes an increase in both the power and efficiency of gas turbine. Steam injection also helps to reduce NOx formation and is profitable from a thermodynamic, economic and ecological standpoint. The numerical analysis of thermal cycles, before and after the modification, has been carried out by means of an in-house COM-GAS code and Aspen Plus commercial package.
PL
W artykule zbadano wpływ wtrysk pary wodnej na wydajność turbiny gazowej i obiegu gazowo-parowego. Artykuł opisuje i podsumowuje możliwości zmodyfikowania turbiny gazowej elektrociepłowni PGE Gorzów do obiegu Chenga. Modyfikacja związana jest z obiegiem cieplnym, w którym produkowana para w kotle utylizacyjnym wtryskiwana jest do komory spalania turbiny gazowej. Udowodniono, że wzrost strumienia masy ekspandujących spalin powoduje wzrost mocy i sprawności turbiny gazowej. Dodatkowo, wtrysk pary wodnej powoduje obniżenie tlenków azotu NOx i z punktu widzenia termodynamicznego, ekonomicznego i ekologicznego jest zabiegiem korzystnym. Obliczenia numeryczne obiegu cieplnego przed i po modyfikacji wykonano za pomocą własnego kodu COM – GAS oraz komercyjnego programu Aspen Plus.
6
Content available Foundations of the Navier-Stokes boundary conditions in fluid mechanics
Badur J., Karcz M., Lemański M., Nastałek L.
Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery
|
2011
|
nr 123
3-55
EN
Until recently it was believed that Navier’s boundary condition could be given as a rigorous foundation for slip phenomena. Due to the latest measurements in the mass flow rate of a gas flowing through nano- and microchannels, several discrepancies in the mathematical modelling have been found. Thus, in the literature, the opinion persists for the Navier slip condition to be correct only under certain circumstances, particularly those restricted to the first order boundary conditions. One of many ways to eliminate this discrepancy, which is extensively employed in the contemporary literature, is to develop a variety of the so-called second order boundary conditions. This path, however, seems incorrect since it lacks consistency between the bulk stress tensor and its boundary representation. In the paper we propose to replace the classical Navier slip condition with the new, more general Navier-Stokes slip boundary condition. Instead of the usual method of consideration, the boundary condition is presented as following from the mass and momentum balances within a thin, shell-like moving layer. Owing to this, the problem of consistency between the internal and external friction in a viscous fluid is solved within the framework of new layer balances, and a proper form of constitutive relations for friction and mobility forces. Finally, the common features of the Navier, Stokes, Maxwell and Reynolds concepts of a boundary slip layer are compared and revalorized. The classifications of different mobility mechanisms, important for flows in nano-, microchannels are also discussed.
7
Content available remote Performance of lignite-syngas operated tubular solid oxide fuel cell
Lemański M., Karcz M.
Chemical and Process Engineering
|
2008
|
Vol. 29, z. 1
233-248
EN
Results of computations of a single fuel cell tube fuelled with lignite-derived synthesis gas have been presented. Gasifier reactions have been modelled as well as raw syngas pre-processing in pre-reformer to obtain fuel at a suitable steam-to-carbon ratio. The model employed in the analysis can cope with arbitrary mixture of hydrogen, steam, carbon monoxide, carbon dioxide and methane. Calculations have been conducted for various steam-to-air ratios in the gasifier.
PL
Przedstawiono wyniki obliczeń pojedynczej rurki ogniwa paliwowego zasilanego gazem syntezowym uzyskanym w procesie gazyfikacji węgla brunatnego. Modelowano zarówno reakcje zachodzące w gazyfikatorze, jak i proces przygotowania paliwa do utylizacji w ogniwie paliwowym. Do analizy numerycznej wykorzystano opracowany wcześniej model, który umożliwia obliczanie parametrów ogniwa zasilanego dowolną mieszaniną wodoru, pary wodnej, tlenku węgla, dwutlenku węgla i metanu. Analizę prowadzono dla różnego stosunku pary wodnej i powietrza służącego do gazyfikacji węgla brunatnego.
8
Performance of solid oxide fuel cell in hybrid cycles
Lemański M., Badur J.
Turbulence : international journal
|
2005
|
Vol. 11
99-107
EN
High temperature solid oxide fuel cells (SOFC) are simple electrochemical devices that operate at 1000°C and are capable of converting the chemical energy of natural gas fuel into AC electric power at approximately 50+60% electric efficiency (net AC/LHV at atmospheric pressure). Because of their high temperature of operation, pressurized SOFC may be used instead of a combustion chamber in gas turbines (GT). It leads to a new device such as SOFC/GT hybrid cycle. These power plants are expected to reach electric efficiency over 70%, bigger than conventional ones consisting of gas and steam turbines, and offer a clean, pollution free technology, to produce electricity. This article reviews and develops SOFC's performance and hybrid cycle SOFC/GT with pressurized fuel cell. The modelling of SOFC and a gas turbine is performed by means of own subroutines implemented into in-house code called COM-GAS. The model prepared by the authors, has been verified through the use of Hagi-wara's experimental data for SOFC.
9
Ogniwo paliwowe SOFC z wewnętrznym reformingiem
Badura D., Lemański M.
Inżynieria Chemiczna i Procesowa
|
2005
|
T. 26, z. 1
157-172
PL
Przedstawiono wyniki obliczeń wysokotemperaturowego tlenkowego ogniwa paliwowego SOFC z wewnętrznym reformingiem opartych na własnym podprogramie zaimplementowanym w kodzie COM-GAS. Przedstawione wyniki uzyskano na podstawie opracowanego .zerowymiarowego. modelu matematycznego ogniwa paliwowego typu SOFC z wewnętrznym reformingiem, mieszaniem i dopalaniem. Pokazano, jak wpływają charakterystyczne współczynniki modelu na wartość parametrów pracy ogniwa, takich jak napięcie prądu stałego, sprawność elektryczna i temperatura jego pracy.
EN
The results of calculations of solid oxide fuel cell with internal reforming are presented. They are obtained by means of own program which is composed in COM-GAS code. In this paper, the influence of coefficients pre[r], U[f], [alfa] [rec] on the values of the cell voltage, the current cell and the electrical efficiency of the SOFC cell is showed.
10
Analiza parametryczna pracy zaawansowanego obiegu Chenga
Jesionek K., Chrzczonowski A., Badur J., Lemański M.
Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska
|
2004
|
z. 23
191-196
PL
Turbiny gazowe mają szeroki zakres zastosowań - od silników odrzutowych po napędy różnych maszyn. Współcześnie rozwijane maszyny łączą zalety turbin gazowych i parowych. Dzieje się to głównie poprzez mieszanie obu czynników roboczych jakim są para wodna i spaliny. Układ Chenga jest jednym z przykładów sprawnie działającej turbiny gazowo-parowej. W prezentowanej pracy, na bazie modelu matematycznego zaimplementowanego do kodu obliczeniowego OD, podjęto się analizy parametrycznej sprawności układu Chenga dla szeregu interesujących warunków pracy. Omówiono zalety poszczególnych rozwiązań.
EN
Gas turbines are used in diversified services from jet engines to different various mechanical drives. Contemporary frameworks connect advantages of both - steam and gas turbines. The Cheng Cycle gas turbine operates with a steam to air ratio trajectory that has its highest "peak efficiency" at the onset of a turbine's operation. Besides the high efficiency feature the Cheng Cycle is mechanically simple and flexible in operation. In the paper a mathematical modeling and parameterized analysis are developed and presented.
11
Content available remote Parametrical analysis of a tubular pressurized SOFC
Lemański M., Badur J.
Archives of Thermodynamics
|
2004
|
Vol. 25, no. 1
53-72
EN
High temerature fuel cells of the solid oxide type (SOFC) are simple electrochemical devices that operate at 1000 degrees C and are capable of converting the chemical energy of natural gas to AC electric power at approximately 55-60% efficiency (net AC/LHV in atmospheric pressure). In this paper, a zero-dimensional model of a single tubular SOFC with internal reforming of hydrocarbons is proposed which has been both numerically implemented and parametrically analyzed.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.