Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Utilization of waste heat energy of the exhaust gases in a diesel engine using the ORC system

Buczek Łukasz, Samoilenko Dmytro

Transport Samochodowy

|

2022

|

z. 2

3--9

EN

Waste heat recovery systems using the organic Rankine cycle (ORC systems) can be a way to increase the overall efficiency of internal combustion engines (ICE) and way to reduce the emission to the environment. The main two advantages of ORC systems are: the use of thermal energy, which is dissipated into the environment in the form of heat - fuel energy, which is not used by the ICE and the lack of interference in the operation of the ICE. Additionally, high efficiency, low construction costs and high compatibility and flexibility of ORC systems mean that their installation on ICE exhaust systems is economically justified and simple. The article below proves the legitimacy of considering the above-mentioned solution, proposes an ORC system concept for a laboratory ICE, presents a diagram of the procedure during the design/construction of the system and presents the initial energy balance of the solution.

PL

Układy utylizacji energii cieplnej wykorzystujące organiczny obieg Rankine’a (układu ORC) mogą być sposobem na zwiększanie ogólnej sprawności silników spalinowych (SS), a więc jednocześnie na zmniejszanie emisji związków szkodliwych do środowiska. Głównymi dwiema zaletami układów ORC są: wykorzystywanie energii cieplnej, która jest rozpraszana do środowiska w postaci ciepła, a więc energii paliwa, która nie jest wykorzystywana przez SS oraz brak ingerencji w pracę SS. Dodatkowo, wysoka sprawność, niskie koszty budowy oraz wysoka kompatybilność i elastyczność układów ORC powodują, iż ich zabudowa na układach wylotowych SS jest ekonomicznie uzasadniona i prosta. W poniższym artykule dowiedziono zasadności podjęcia rozważań dot. w/w rozwiązania, zaproponowano koncepcję układu ORC dla laboratoryjnego SS, przedstawiono schemat postępowania podczas projektowania/budowy układu oraz przedstawiono wstępny bilans energetyczny rozwiązania.

2

Comparison of ORC and Kalina cycles for waste heat recovery in the steel industry

Milewski J., Krasucki J.

Journal of Power Technologies

|

2017

|

Vol. 97, nr 4

302--307

EN

This paper presents the results of a comparative study of waste heat recovery systems based on the Organic Rankine Cycle (ORC) and Kalina Cycle (KC) that could be applied to the steel industry. The simulations were performed for an electric arc furnace (EAF) steel mill and waste heat recovery system with saturated steam as a heat carrier. Commercial software ASPEN-HYSYS. was used to calculate system performances under different loads for ORC with different working fluids (butylobenzene, n-hexane, n-pentane) and for KC. Each case was optimized for maximum system efficiency. In terms of net system electric efficiency and electric power output, under nominal operating conditions similar performances were obtained for ORC with n-pentane working fluid and KC based systems. The highest system efficiency was observed for ORC with butylobenzene as working fluid, whereas the KC becomes competitive versus ORC for heat carrier temperatures of 200°C and above.

3

Use of the Renewable and Waste Energy Sources in Heat Storage Systems Combined with ORC Power Plants

Kolasiński P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 7

277--279

EN

ORC systems are mainly powered from waste and renewable energy sources. In many cases this type of energy sources are specified by the dynamic capacity and thermal characteristics. Such situation has negative influence on ORC power plant working conditions. In this paper the conception of heat storage systems (HSS) combined with the ORC power plants was presented. Use of (HSS) in ORC power plant can improve working conditions and can have influence for raise of the energy generation efficiency.

PL

Najczęściej układy ORC zasilane są przez odpadowe lub odnawialne źródła energii o zmiennych w czasie charakterystykach termicznych wydajnościowych. Mają one negatywny wpływ na warunki pracy układów ORC. W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania systemów akumulacji ciepła skojarzonych z układami ORC. Takie rozwiązanie może poprawić warunki pracy siłowni oraz mieć wpływ na zwiększenie efektywności procesów konwersji energii.

4

Ogniwa paliwowe w elektrociepłowniach rolniczych

Butlewski K.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2013

|

R. 21, nr 3

109--125

PL

W pracy przedstawiono koncepcję efektywnej rolniczej elektrociepłowni syngazowej, w której następuje konwersja energii zawartej w biomasie na energię elektryczną i cieplną. W elektrociepłowni tej wykorzystano zgazowarkę z cyrkulacyjnym złożem fluidalnym oraz wysokotemperaturowe ogniwo paliwowe ze stopionymi węglanami MCFC. Ogniwo to umożliwia efektywne wykorzystanie pod względem energetycznym dostępnej biomasy w obszarach wiejskich oraz przyczynia się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla, który produkowany na anodzie ogniwa bierze udział w reakcjach chemicznych na katodzie. W elektrociepłowniach rolniczych o mocy ponad 1 MW korzystne jest zastosowanie cyrkulacyjnych gazyfikatorów fluidalnych, w których potrzebna energia zewnętrzna może być dostarczona z innych odnawialnych źródeł energii. Nadwyżkę ciepła powstającego w układach czyszcząco-chłodzących oraz zawartego w odlotowym gazie anodowym można zamieniać na energię elektryczną za pomocą modułów ORC.

EN

Paper presents the concept of an efficient agricultural syngas heat and power generating plant which converts the energy contained in biomass into electricity and heat energy. The recirculating, fluidized-bed reactor and high temperature, carbonate molten fuel cell (MCFC), were used. This kind of fuel cell enables efficient use, in respect of energy, the biomass available in rural area; it also contributes to reduction of carbon dioxide emission, produced at the fuel cell anode, and takes part in a chemical reaction at the cathode. In agricultural, combined heat and power plants of the capacity above 1 MW it is preferred to use recirculating fluidized-bed reactor, which needs external energy to be supplied by another renewable energy source. The surplus of heat generated in the cooling systems and in anodic exhaust gas is to be converted into electricity by using organic ranking cycle (ORC) system.

5

Automatyzacja procesu obliczeń efektywności różnych termodynamicznych wariantów pracy układów ORC

Lewandowski W.M., Pyś T., Radziemska E., Ryms M.

Postępy Nauki i Techniki

|

2011

|

nr 10

99-112

PL

Artykuł poświęcony jest opisowi możliwości automatyzacji podstawowych obliczeń w procesie projektowania instalacji na bazie układów ORC. Już na etapie początkowym projektu niezbędne jest prawidłowe oszacowanie możliwości związanych z parametrami źródła dostępnej energii oraz dokonanie wyboru odpowiednich wariantów pracy układów. Każdorazowe wykonywanie schematycznego procesu obliczeń w stosunku do każdego spośród dużej ilości potencjalnych, dostępnych na rynku, czynników roboczych może być nie tylko czasochłonne ale też problematyczne, ze względu na dużą różnorodność baz czynników, poziomów odniesienia ich parametrów oraz konieczność poszukiwań w różnych źródłach. Istniejące aktualnie na rynku oprogramowanie zoptymalizowane jest pod kątem podstawowego dotychczas zadania jakim były obliczenia stosowane w chłodnictwie. Istnieje zatem realne zapotrzebowanie na oprogramowanie zoptymalizowane pod kątem układów ORC, pozwalające w szybki i prosty sposób ocenić parametry takie jak sprawność projektowanego układu, parametry potrzebne do doboru wymienników, skraplaczy, czy turbin. Zaprezentowany program obliczeniowy ORCcalc ma w założeniu być odpowiedzią na to zapotrzebowanie. Dzięki zastosowaniu oprogramowania można zaoszczędzić czas i efektywniej przeprowadzać analizę wielu wariantów jednocześnie, biorąc jako kryterium np. sprawność projektowanego układu.

EN

The article describes a potential possibility of automating the calculation process in ORC-based system design. At an early stage of the project it is necessary to correctly estimate the values associated with parameters of the available energy sources and the selection of appropriate options of the working system. Performing the schematic calculation process for every potential working fluid available on the market may not only be time-consuming but also may prove difficult because of a wide range of fluid databases, their performance benchmarking and a necessity of a wide-spread search. The software currently existing on the market is optimized for basic tasks implemented in the calculation of cooling processes. Therefore, there is need for an ORC-optimized software, allowing quick and easy evaluation of parameters such as efficiency of the proposed system, the parameters needed for the selection of heat exchangers, condensers, and turbines. The ORCcalc software presented in this manuscript is a response to this demand. The use of this software allows time-saving and an effective analysis of many configurations simultaneously, choosing different criteria i.e. efficiency of the proposed system.

6

Systematic and Selection Criteria for ORC System Working Fluid Used for a Determined Amount of Excessive Energy

Lewandowski W., Radziemska E., Ryms M., Kubski P.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 11

1493-1503

EN

Increasing the efficiency of technological processes is considered as an important element of sustainable development concept in the decrease in greenhouse gas emissions and renewable energy utilization. The following paper reaches out against the market demands, showing ways of contributing into this trend. In technological processes, waste heat energy is often an unsolved problem. Attempts of utilizing that heat, especially in petrochemical industry, have come across many problems, such as low egzergy level, great dispersement, wide parameter range and the cost-efficiency of potential modernization. One of promising technologies of utilizing this heat is through Organic Rankine Cycle (ORC) system implementation. The following paper shows a global approach into the problem of achieving maximum efficiency of ORC. A complex review of thermodynamic fluids, available for use in ORC has been prepared, the fluids has been described in terms of temperature source range, safety of use, price and environmental impact. Guidelines in designing ORC, based on experience in introducing unconventional solutions in industry, are described. According to the results acquired, choosing these installations for excessive heat utilization enables not only an increase in efficiency of technological processes but also elevates the proecological image of the company.

PL

Poprawa sprawności energetycznej procesów technologicznych stanowi obecnie – obok ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i wykorzystania alternatywnych źródeł do produkcji energii – najważniejszy element idei zrównoważonego rozwoju. Niniejsza praca wychodzi naprzeciw rynkowym oczekiwaniom. wskazując możliwości wpisania się w ten trend. W procesach technologicznych ciepło odpadowe stanowi nie zawsze do końca rozwiązany problem. Zagospodarowanie tego ciepła. szczególnie w przemyśle rafineryjnym i petrochemicznym, napotyka na wiele trudności związanych z niską egzergią, znacznym rozproszeniem, dużym zróżnicowaniem parametrów i opłacalnością potencjalnej modernizacji. Jedną z obiecujących technologii utylizacji tego ciepła jest zastosowanie układu ORC. Niniejsza praca przedstawia globalne podejście do problemu uzyskania optymalnej sprawności układów ORC. z uwzględnieniem sprawności termodynamicznej. Przeprowadzono kompleksowy przegląd czynników termodynamicznych. możliwych do zastosowania w układzie ORC ze względu na zakres temperatury źródeł, bezpieczeństwo, cenę i ochronę środowiska. Stanowi ona zbiór ogólnych wytycznych przy wykorzystaniu literatury przedmiotu i doświadczenia badawczego zdobytego przy projektowaniu dla zakładów przemysłowych niekonwencjonalnych rozwiązań dotyczących zagospodarowania zasobów energii odpadowej. Jak się oczekuje. wykorzystanie instalacji do zagospodarowania energii odpadowej zapewni nie tylko poprawę wydajności procesów technologicznych. ale również poprawi proekologiczny wizerunek przedsiębiorstwa.