Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Możliwości wykorzystania energii geotermalnej w Polsce – elektrociepłownia Rogoźno, obieg ORC

Szymiczek Jakub, Szczotka Krzysztof, Zimny Jacek, Struś Mieczysław

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 4

15--22

PL

Przedstawiona w niniejszym artykule analiza warunków geotermalnych miasta Rogoźno pozwala na wybór najlepszego wariantu dla wykorzystania wód termalnych. Lokalizacja miasta w rejonie o wysokiej potencjalnej temperaturze i wydajności odwiertu pozwala na produkcję energii elektrycznej z zasobów geotermalnych. Przedstawiona symulacja obiegu ORC daje informację o możliwej wielkości produkcji, pozwala na ocenę symulowanej sprawności obiegu ORC dla różnych temperatur wód geotermalnych w zakresie 70 – 140°C. Przedstawiona koncepcja sposobów wykorzystania energii cieplnej wód geotermalnych pozwala na maksymalizację mocy wykonanego odwiertu geotermalnego. Dzięki wykorzystaniu odwiertu geotermalnego dla produkcji energii elektrycznej i cieplnej w różnych zakresach temperatur wykorzystanie potencjału inwestycji jest maksymalne.

EN

The article examines the geothermal conditions in Rogozno city, enabling the identiﬁcation of the optimal approach for utilizing thermal waters. Due to its favorable location in a high-temperature region with ample well capacity, an ORC plant can be employed to generate electricity from geothermal resources. Through the simulation of the ORC cycle, insights are obtained regarding potential production volumes and the simulated efficiency across geothermal water temperatures ranging from 70 to 140°C. Moreover, the proposed strategies for harnessing geothermal energy maximize the output of drilled wells by utilizing them for both electricity and heat production at varying temperature ranges. This approach ensures the optimal utilization of the investment.

2

Konstrukcje turbozespołów obiegu ORC

Łagodziński J., Kozanecki Z., Kozanecka D., Tkacz E.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2015

|

nr 147

39--48

PL

W pracy przedstawiono założenia konstrukcyjne i autorskie, innowacyjne koncepcje budowy bezolejowych turbogeneratorów z układami niekonwencjonalnych łożysk nośnych wykorzystujące niskotemperaturowe źródła ciepła dla celów produkcji energii elektrycznej.

EN

The innovative technology of high-speed turbomachinery, with nonconventional oil-free bearings, working in Combined Heat and Power (CHP) systems to produce electricity is described. Low temperature heat sources require the use of a low–boiling medium for turbine propulsion, running in an Organic Rankine Cycle.

3

Analiza współpracy strumienicowego układu chłodniczego z obiegiem ORC w warunkach trigeneracji

Śmierciew K., Butrymowicz D., Karwacki J., Przybyliński T.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2014

|

R. 49, nr 9-10

58--63

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy termodynamicznej współpracy strumienicowego układu chłodniczego z obiegiem ORC w warunkach trigeneracji. Rozpatrzono trzy konfiguracje spięcia obiegu chłodniczego z obiegiem ORC, w których analizuje się różne ujęcia odbioru ciepła do produkcji chłodu. Do analiz przyjęto, że obieg ORC pracuje z czynnikiem MDM, natomiast w obiegu chłodniczym czynnikiem roboczym jest R134a. W analizie oceniono zmianę sprawności układu ORC w zależności od konfiguracji wpięcia w obieg ORC strumienicowego układu chłodniczego oraz wyznaczono podstawowe parametry robocze obu układów.

EN

The results of the theormodynamic analysis of operations of ejection refrigeration system in ORC (Organic Rankine Cycle) based tri-generation system is presented. Three possible configurations of waste heat transport from ORC system to refrigeration system are analysed. It is assumed that MDM is applied as a working substance in ORC system and R-134a is applied in ejection refrigeration system. The effect of the system configuration on ORC system efficiency and possible operations parameters are analysed.

4

Wybrane zagadnienia modelowania, sterowania i optymalizacji obiegów cieplnych działających w oparciu o układy ORC

Matysko R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku

|

2013

|

nr 557/1516

1--162

PL

Celem pracy było sformułowanie modeli siłowni kogeneracyjnej ORC w taki sposób by umożliwić określenie jej charakterystyk eksploatacyjnych przy współpracy hybrydowej z dodatkowym systemem konwersji energii. Modele ustalone sformułowano w celu określenia optymalnych powierzchni wymienników ciepła. Dobrane powierzchnie wymienników ciepła zostały następnie przeniesione na modele nieustalone w celu określenia odpowiedzi układu mikrosiłowni ORC w warunkach eksploatacyjnych i awaryjnych. Zaproponowano jako system hybrydowy obieg ORC współpracujący z obiegiem lewo-bieżnym. Sformułowano modele zjawisk dla współpracy obiegów ORC i obiegu lewo-bieżnego (pompa ciepła). W pracy: • Omówiono zagadnienia klasycznego oraz nieklasycznego modelowania własności czynnika. Równania analityczne pozwalające na określanie własności czynnika zaliczono do metod klasycznych. Metody oparte na sztucznej inteligencji zaliczono do metod nieklasycznych. • Omówiono metody doboru optymalnego czynnika roboczego dla obiegu ORC, zagadnienia związane ze sprawnością układu dla stanów ustalonych mogących wystąpić podczas eksploatacji obiegu ORC. Określono sprawność kogeneracyjnego obiegu ORC. • Przedstawiono zagadnienia stabilności numerycznej w procesie projektowania wymienników mikrosiłowni ORC. Sformułowano modele dynamiczne dla przepływu przeciwprądowego oraz współprądowego. Przedstawiono dynamiczny model rozłożony przepływu dwufazowego podczas przemiany fazowej skraplania. Sformułowano model skupiony dla procesu skraplania. Sformułowano model skupiony dla procesu wrzenia w obiegu ORC. Przygotowano model skupiony systemu kotłowego' oraz odbioru ciepła na potrzeby modelowania stanów awaryjnych. Przedstawiono równania opisujące elementy wykonawcze w obiegu ORC. • Omówiono kryteria stabilności systemów regulacji siłownią ORC. Dobrano strukturę sterowania oraz wykonano obliczenia dla otwartej i zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego systemu sterowania obiegiem mikrosiłowni ORC. Wykonano analizę stanów awaryjnych mikrosiłowni ORC. • Wykonano model dynamiczny lewo-bieżnego systemu grzewczego w celu integracji z obiegiem ORC w układ hybrydowy. Zaproponowano model rozłożony układu odparowania w systemie chłodniczym. Wykonano obliczenia dynamiki dla obiegu lewo-bieżnego, oraz przeanalizowano jego pracę w systemie wspólnego skraplacza z obiegiem ORC. Przedstawiono również model chłodzonego pomieszczenia wykorzystany do analizy dolnego źródła ciepła obiegu lewo-bieżnego. W modelu chłodzonego pomieszczenia uwzględniono obciążenie cieplne. • Wykonano optymalizację obiegu ORC dla stanów ustalonych i nieustalonych. Dla stanów ustalonych kryterium optymalizacji zdefiniowano jako maksymalną sprawność egzergetyczną (zmiennymi stanu były parametry geometryczne wymienników ciepła). Dla stanów nieustalonych zdefiniowano jako kryterium optymalizacji minimalny czas narastania odpowiedzi strumienia ciepła odbieranego z układu skraplacza (zmiennymi stanu dla tej optymalizacji były parametry regulatora PID w systemie odbioru ciepła). • Przedstawiono możliwe konfiguracje systemu ORC z innymi alternatywnymi obiegami realizującymi konwersję energii (np. kolektory słoneczne, turbiny gazowe systemy absorpcyjne itd.). Praca przedstawia szereg zagadnień związanych z prowadzeniem analiz istotnych zarówno w warunkach projektowania jak i eksploatacji obiegów ORC. Przedstawiono szerzej współpracę obiegu ORC z pompą ciepła. Modele przedstawione w pracy mogą być przydatne w przyszłości, gdyż obiegi ORC z reguły nie pracują jako samodzielne systemy energetyczne. Ponieważ modele fizyczne powinny oddawać charakter zjawiska przy najprostszej matematycznej postaci z uwagi na łatwość weryfikacji i implementacji kodu numerycznego w warunkach aplikacyjnych, zaproponowano możliwie najprostsze modele dynamiki podsystemów energetycznych występujących w skojarzonych obiegach ORC.

EN

The thesis has been written to formulate a model of the ORC cogeneration plant and determine its efficiency characteristics when supported by hybrid system and additional energy conversion system. Steady state models were established in order to set the optimal surface of heat exchangers. The established heat exchangers surfaces has been transferred into transient models to investigate the response of the ORC microplant in the working conditions and in case of emergency. ORC cycle cooperating with the reversed Carnot cycle has been proposed as a hybryd system. What is more some theoretical models working together with ORC cycles and reversed Carnot cycle such as heat pump are considered. The thesis include a wide range of issues mentioned below: • Classical and nonclassical method of designating the working media properties. Analytic equations specifying the working media properties were classified as classical. Methods based on the artificial intelligence were categorised as nonclassical methods of approximation for materials properties. • Selection of the optimal working media. • System efficiency in the steady-states that may occur in the ORC exploitation process. Cogenerative efficiency of the ORC cycle. • Numerical stability in the process of the ORC microplant heat exchangers designing. Transient models for the countercurrent and cocurrent flows. Transient model of the distributed parameters system of the two-phase flow in the condensation phase change. Lumped parameter model of the transient condensation process. Lumped parameter model of the transient boiling process. Lumped parameter model for the emergency conditions in the boiler and the heating room. Equations describing the ORC system actuators. • Stability of the ORC system. Adjustment of the control system structure. Calculations for an open and closed control loop in the ORC microplant. ORC microplant in the emergency conditions. • Transient model of the hybrid composed of the hęat pump and ORC cycle. Distributed parameter model for the evaporation processes in the refrigeration system. Transient model of the cooling chamber used as a heat source in the reversed Carnot cycle. Heat loads in the cooling chamber. • ORC cycle optimisation in the steady and transient state. Maximal egzergy efficiency has been adopted as an objective function in the steady-state optimisation (geometrical parameters of the heat exchangers were adjusted as state variables). The minimal raising time has been adjusted as an objective function in the transient optimisation (PID parameters has been adapted as state variables). • Other possible variants of ORC systems working with alternative conversion cycles (such as solar collector, gas turbine and absorption systems). In addition, the thesis analyses various issues connected with ORC cycle designing and exploitation. It also describes the ORC cycle cooperation with a heat pump in greater details. The models described in the thesis may be more desirable in the future so that the ORC cycles do not work as individual energetic systems yet. In order to conform to the commonly known rule that the physical designs should always have an easy mathematical form simplifying the numeric code implementation and verification, all the presented transient models of energetic subsystems gathered in associable designs of the ORC cycles have as plain form as possible.

5

Wykorzystanie układów ORC do odzysku ciepła

Bryszewska-Mazurek A., Mazurek W., Świeboda T., Napolski G.

Rynek Instalacyjny

|

2013

|

Nr 10

42--46

PL

W artykule przedstawiono przykłady zastosowań organicznych obiegów Rankine’a (ORC) do odzysku ciepła odpadowego średnio- i niskotemperaturowego. Omówiono poszczególne elementy obiegu, sposób doboru czynnika roboczego oraz problemy związane z wyborem maszyny roboczej.

EN

The article presents example applications of Organic Rankine Cycles (ORC) for waste heat recovery in medium and low temperature. Particular elements of the ORC system were discussed. Methods of the working fluid selection and problems associated with the selection of an expander were presented.

6

Elektrownia opalana biomasą pochodzącą z odpadów

Karcz H., Komorowski W., Pędzik P.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2013

|

3-4

s. 24--49

PL

Biomasa stała stanowi obecnie największe źródło energii odnawialnej w Polsce. Podstawowe sposoby wykorzystania biomasy w instalacjach energetycznych realizowane są poprzez jej spalanie (jako paliwa podstawowego) lub współspalanie z innym paliwem alternatywnym). W grę wchodzi także przygotowanie paliw specjalnych na bazie biomasy (brykiety, pelety itp.) Problem energetycznego wykorzystania biomasy z odpadów komunalnych jest szczególnie istotny w aspekcie zobowiązań Polski wynikających z Traktatu Akcesyjnego, a także z ustawy o odpadach, dotyczących redukcji składowanych odpadów ulegających biodegradacji. Dotychczas spotykane utrudnienia, ograniczenia i zdarzające się awarie instalacji prowadzące do zrzutu zanieczyszczonych spalin lub wytworzonych popiołów zawierających znaczne ilości niedopału, które tworzą nowy odpad konieczny do dalszej utylizacji spowodowały obawy ekologów i protesty ludności przeciwko termicznej utylizacji, która przy zastosowaniu poprawnej technologii spalania jest praktycznie jedyną technologią „zielonej" utylizacji odpadów pozwalająca uzyskać minimalną emisję substancji szkodliwych do otoczenia i maksymalną sprawność termiczną energetycznego recyklingu odpadów, które zgodnie z obowiązującymi przepisami unijnymi i krajowymi w blisko 50% są biodegradowalne i stanowią biomasę zaliczaną do odnawialnych źródeł energii (OZE).

EN

Presently biomass constitutes the largest source of renewable energy in Poland. The basic methods used for utilizing biomass in power installations involve its combustion alone or in combination with other alternative fuels. Special fuels based on biomass have also been considered (briquettes, pellets, etc.). The issue of using biomass from municipal waste is especially important with regard to Polish obligations resulting from the EU Accession Treaty as well as the act on waste concerning reduction of stored waste subject to biodegradation. The difficulties encountered so far involve restrictions and incidents of failures leading to the discharge of untreated exhaust emissions or ash containing a large percentage of unburned coal. The latter constitutes new waste and carries the necessity for its utilization, which has resulted in ecologists expressing their fears and protests by the public against thermal utilization which, with the application of suitable combustion technology, is practically the only "green" waste utilization technology achieving a minimal emission of harmful substances into the environment and maximal thermal performance from waste recycling. This, according to binding EU and national regulations, is almost 50% biodegradable and constitutes biomass considered to be a renewable energy source (RES).

7

Badania eksploatacyjne rurociągów obiegu parowego doświadczalnej mikrosiłowni binarnej

Antczak Ł., Fijałkowski T., Ruciński M.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2012

|

nr 141

33-40

PL

Poniższy artykuł przedstawia analizę numeryczną układu rurociągów parowych doświadczalnej mikrosiłowni binarnej. Analizie poddano stan pracy normalnej obiegu parowego. Omówiono wyniki obliczeń dla naprężeń pochodzących od masy własnej rurociągu, ciśnienia wewnętrznego i przemieszczeń termicznych.

EN

The article presents numerical analysis of steam pipelines in Experimental Micro - Hybrid Power Plant. Normal operation condition for steam cycle has been analyzed. Results of stress analysis from dead load and thermal expansion have been discussed.

8

Perspektywy rozwoju rolniczych elektrociepłowni biogazowych w Polsce i Europie

Butlewski K.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2012

|

R. 20, nr 2

137-147

PL

W artykule omówiono podstawowe zagadnienia, dotyczące budowy rolniczych elektrociepłowni biogazowych. Przedstawiono możliwości zwiększenia efektywności elektrycznej elektrociepłowni przez zastosowanie obiegów ORC oraz Kalina. Wskazano na możliwości stosowania różnorodnych urządzeń do zamiany energii chemicznej biogazu na pracę mechaniczną, wśród których przedstawiono turbinę parową, silnik spalinowy oraz wysokotemperaturowe węglanowe ogniwo paliwowe. Stwierdzono, że na obszarach wiejskich należy spodziewać się zapotrzebowania na elektrociepłownie biogazowe o mocy 0,25-2,0 MWe oraz pracujące w systemie pozasieciowym instalacje o mocy 15-150 kWe. Projektowane elektrociepłownie powinny mieć możliwość jak największej produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem ciepła użytkowego i odpadowego. Wskazano na pilną potrzebę prowadzenia badań, wynikającą z zapotrzebowania rynku w Polsce i Europie na budowę nowoczesnych rolniczych elektrociepłowni biogazowych, o wysokiej efektywności.

EN

Paper discussed the main issues regarding agricultural biogas power and heat generation plants. The possibilities of increasing electric energy efficiency of heat and power plants by additional application of the ORC and Kalina cycles, were presented. The chances of using different kinds of installations for converting biogas chemical energy into mechanical work were indicated. Among them, the steam turbine, combustion engine and high-temperature carbonate fuel cell were described. It was stated that on the rural areas the demand for biogas heat and power plants of 0.25-2.0 MWe, as well as for the installations working in outside-network system of 15-150 kWe, should be expected. Designed heat and power plants ought to be able to generate as much as possible electric energy, with the use of usable and waste heat, either. Paper emphasized an urgent necessity of carrying out the research works concering development of agricultural biogas heat and power plants of high efficiency, as resulted from the Polish and European market demands.

9

The theoretical model of the transient behaviour for the micro combined heat and power organic Rankine cycle

Matysko R., Mikielewicz J., Ihnatowicz E.

Archiwum Energetyki

|

2012

|

T. 42, nr 2

93--102

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń obiegu ORC w warunkach eksploatacyjnych. Przeprowadzone obliczenia umożliwiają określenie bezwładności układu podczas zmiany obciążeń cieplnych parownika i skraplacza. Z obliczeń uzyskano czasy bezwładności oraz parametry temperatury na dolocie do turbiny i skraplacza dla czynnika R123. Bardzo zbliżone wyniki obliczeń parametrów uzyskanych z własnego modelu obiegu ORC do przeprowadzonego niezależnie eksperymentu dają podstawy do stwierdzenia, że model dobrze odzwierciedla układy rzeczywiste. Podkreślić należy fakt, że obliczenia dynamiki obiegu za pomocą tego modelu przeprowadzono dla różnych czynników roboczych (R123, HFE7100, propan) uzyskując dobre jakościowo wyniki, co pozwala poszerzyć zakres jego stosowalności również na inne czynniki robocze. Wyniki własnych obliczeń porównano z badaniami eksperymentalnymi obiegu ORC innych autorów uzyskując dobrą zgodność.

XX

This article presents results of calculations of the organic Rankine cycle (ORC) in working conditions. The calculations make it possible to define the inertia of the evaporator and condenser while the heat loads change occurs. Calculations allow to get the inertia of the system, and the parameters of temperature at the inlet to the turbine and condenser for the R123 refrigerant. Very similar calculations results of the parameters were obtained from own model for ORC cycle, and experiment results performed independently gave basis to conclude that the model well reflects the real systems. It should be emphasized that the dynamics calculations for the cycle prepared by this model was conducted for different working fluids (R123, HFE7100, propane). Good quality of the results from these calculations, allows to expand the scope of the model applicability to other working fluids. Our own results of calculations were compared with other authors experimental studies of the ORC cycle obtaining a good compliance.

10

Analiza pracy bloku nadkrytycznego 900 Mwe współpracującego z obiegiem ORC

Ziółkowski P., Mikielewicz D.

Archiwum Energetyki

|

2012

|

T. 42, nr 2

165--174

PL

W pracy przedstawiono analizę termodynamiczną bloku nadkrytycznego o mocy 900 MWe współpracującego z obiegiem ORC (organic Rankine cycle). Wykonano symulacje numeryczne pracy siłowni dla warunków nominalnych określając jej moc i sprawność elektryczną. Ponadto przeanalizowano pracę bloku współpracującego z obiegiem ORC dla czterech czynników roboczych, tj.: propan, izobutan, pentan i etanol. W układzie ORC górne źródła ciepła stanowi woda z systemu odzysku ciepła o temperaturze 90 °C wspomagana ciepłem z upustu pary z turbiny parowej. Analizę wykonano za pomocą kodów numerycznych typu CFM.

EN

The paper presents thermodynamic analysis of the supercritical 900 MWe power unit, cooperating with an ORC cycle. Numerical simulations of the power unit at its nominal operating conditions were conducted to compute its power and electric efficiency. Furthermore, operation of the power unit with an ORC medium was conducted for four types of the medium, i.e., propane, isobutene, pentane and ethanol. As a heat source for the ORC setup, water from the heat recovery system at the temperature of 90 °C supported with steam extracted from the steam turbine, was used. The analysis was performed with use of CFM type numerical codes.

11

Koncepcja hybrydowej siłowni geotermalnej w Uniejowie

Hanausek P., Klonowicz P., Krysiński J.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2010

|

R. 49, nr 1-2

49-59

PL

W artykule opisano trzy warianty siłowni hybrydowych, które zasilane są energią z geotermii oraz energią cieplną biomasy w postaci słomy. Moc produkowaną w układach hybrydowych porównano z mocą wytwarzaną przez układ referencyjny, tzn. taki, w którym część geotermalna jest całkowicie rozdzielona z obiegiem zasilanym biomasą. Pozwala to ocenić, jak duży wpływ na sprawność ma zastosowanie układu hybrydowego. Zakłada się, że biomasa będzie spalana w kotle parowym, a zatem ta część obiegu będzie pracowała na wysokich parametrach. Część geotermalna będzie natomiast oparta na czynniku niskowrzącym (ORC). W ostatnim rozdziale przeprowadzono rozważania odnośnie turbin, które mogłyby być zastosowane w obiegach.

EN

Three schemes of the hybrid power plants powered by geothermal energy and heat energy of biomass (in form of straw) were described in the paper. The power produced by the systems was compared to the power produced by the reference system in which the geothermal part and biomass cycle are fully separated. It allows to assessing the influence of utilization of the hybrid scheme on the power plant efficiency. It is assumed that the biomass is combusted in a steam boiler so that this part of the cycle works with high steam parameters. The geothermal part is based on a refrigerant (ORC cycle). In the last section brief considerations are presented in respect to the turbines that could be applied in the cycles.