Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Gazowy kocioł kogeneracyjny – badania prototypu

Wajs J., Mikielewicz D., Woźnowska M.

Instal

|

2016

|

nr 1

11--17

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań prototypowej parowej mikrosiłowni ORC zintegrowanej z kotłem gazowym. Jest to pierwsze w Polsce tego typu urządzenie w skali „domowej”, uhonorowane złotym medalem na targach Technicon Innowacje 2014. Pozwala realizować kogeneracyjną produkcję ciepła i energii elektrycznej w aspekcie pokrycia potrzeb indywidualnego gospodarstwa domowego. Domowy kocioł gazowy doposażony w układ realizujący obieg parowy z alkoholem etylowym jako czynnikiem roboczym zasługuje na miano kotła przyszłej generacji. Innowacyjność urządzenia wynika z integracji modułu ORC z konwencjonalnym kotłem gazowym, kompaktowości autorskich rozwiązań mikroturbiny parowej oraz parownika i skraplacza. W zamyśle twórców produkowana w mikrosiłowni energia elektryczna może być konsumowana w ramach potrzeb własnych użytkownika bądź sprzedawana do sieci elektroenergetycznej, dzięki czemu użytkownik instalacji stanie się prosumentem.

EN

In this paper the results of investigations conducted on the prototype of vapour driven micro-CHP unit integrated with a gas boiler are presented. Up to now, it is the only system in Poland for domestic applications, rewarded with gold medal on Technicon Innovation 2014 fair. This system enables cogeneration of heat and electric energy to cover an energy demand of household. House gas boiler, additionally equipped with a system of vapour cycle based on the ethanol can be treated as future generation boiler. The innovative character of this prototype is coming from the integration of CHP unit with a conventional gas boiler and small size of self-designed vapour microturbine, evaporator and condenser. The idea of such system is to produce electricity for household demand or for selling it to electric grid – in such situation the system user will became the prosumer.

2

Low-power turbines for small ORC applications

Antczak Ł., Kryłłowicz W.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2014

|

nr 145

17--18

EN

A possibility of exploiting wasted heat and converting it into electric energy by means of different energy systems becomes more and more popular. The ORC system is one of the ways for small applications, for example, to recover waste heat from engine exhaust gases. The selection of an adequate design of the machine is a key factor to maximize efficiency of the ORC. This paper presents small turbines for power generation applications with particular attention focuses on the progress observed in recent years.

3

Experiences from operation of various expansion devices in small scale ORC

Mikielewicz D., Wajs J., Mikielewicz J., Kosowski K.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2014

|

nr 145

95--96

EN

The main aim of this paper was to present various expansion devices for an application in the small scale ORC system. The investigations were carried out in two parallel directions. One direction was to design and construct a device dedicated to the analyzed ORC system. The second direction was to adapt existing expansion devices for the needs of the analyzed ORC system. Four various devices were described and presented together with the experimental results. The most promising seemed to be the vapour microturbine which was built from the beginning as the device ORC system oriented.

4

Współpraca węglowej ciepłowni miejskiej z obiegiem ORC

Wajs J., Mikielewicz D., Bajor M.

Rynek Energii

|

2014

|

Nr 5

108--115

PL

W artykule przedstawiono rozważania nad koncepcją modernizacji ciepłowni węglowej w wybranym Miejskim Przedsiębior¬stwie Energetyki Cieplnej (MPEC). Koncepcja ta ma na celu współprodukcję energii cieplnej oraz elektrycznej przy wykorzystaniu entalpii fizycznej spalin z kotła WR-10. Tego typu rozwiązanie pozwoliłoby na częściowe pokrycie zapotrzebowania wła¬snego na energię elektryczną, generując oszczędności w przedsiębiorstwie i powodując odciążenie systemu elektroenergetycznego. Do odzysku niskotemperaturowej energii odpadowej wskazano organiczny obieg Rankine’a. Jest to technologia kogeneracyjna objęta Dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady (2012/27/UE). Dla zaproponowanego rozwiązania wykonano analizę termodynamiczną i egzergetyczną dla dwóch wybranych czynników roboczych w instalacji ORC (R245fa i alkoholu etylowego). Ponadto przedstawiono podstawowe wskaźniki ekonomiczne zaproponowanego rozwiązania.

EN

In this paper an idea of energetic system facilities modernization is presented. The description concerns the facilities generating thermal energy in Municipal Enterprise of Thermal Power Engineering in Rypin. The idea of facilities modernization aims at cogeneration of thermal and electrical energy by utilization of enthalpy of exhaust gases from furnace WR-10. This solution allows partial covering of enterprise demand on the electrical energy, at the same time causes savings and unloads the electrical power system. For low-temperature waste energy recovery the Organic Rankine Cycle was advised. It is the cogeneration technology included in European Parliament and Council Directive (2012/27/UE). For the modernization there was carried out thermodynamic and exergy analysis for two different working fluids in ORC (R245fa and ethanol). Additionally in this paper are some basic economic indicators for the proposed solution.

5

Współpraca bloku gazowo – parowego z obiegiem ORC

Mikielewicz D., Wajs J., Bajor M., Barcicka K

Rynek Energii

|

2014

|

Nr 1

116--122

PL

W pracy opisano oryginalną koncepcję współpracy bloku gazowo-parowego istniejącej elektrociepłowni z niskotemperaturowym organicznym obiegiem Rankine’a (ORC). Celem zaproponowanego rozwiązania jest odzysk niskotemperaturowej energii odpadowej spalin i dalszego wykorzystania jej w obiegu ORC do wytworzenia energii elektrycznej. Energia odpadowa odzyskiwana jest ze spalin opuszczających komin zimny, a wykorzystywana jest do podgrzania oraz odparowania niskowrzącego czynnika obiegu ORC. Dla proponowanej koncepcji wykonano analizę termodynamiczną i egzergetyczną dla dwóch wybranych czynników roboczych w instalacji ORC. Ponadto przedstawiono podstawowe wskaźniki ekonomiczne zaproponowanego rozwiązania.

EN

In the paper presented is the idea of a combined gas and steam power plant cooperation with the bottoming cycle, namely a low temperature organic Rankine cycle ORC installation. The intention of present analysis is heat recovery of low temperature energy and its further use in ORC in order to produce electricity, without increase in fuel consumption. Waste energy is recovered from the exhaust gases from the cold chimney and used to heat and evaporise the working fluid in ORC. For the modernization there was carried out thermodynamic and exergy analysis for two different working fluids in ORC. Additionally in this paper presented are some basic economic indicators for the proposed solution.

6

Koncepcja skojarzonego układu produkcji energii elektrycznej i ciepła dla wybranej lokalizacji geotermalnej

Bajor M.

Instal

|

2014

|

nr 12

28--31

PL

W artykule przedstawiono rozważania nad koncepcją modernizacji systemu urządzeń energetycznych produkujących ciepło w ciepłowni geotermalnej Geotermii Podhalańskiej. Koncepcja ta ma na celu współprodukcję energii elektrycznej oraz ciepła przy wykorzystaniu entalpii fizycznej złoża wód geotermalnych. Tego typu rozwiązanie pozwoliłoby na częściowe pokrycie zapotrzebowania własnego na energię elektryczną, generując oszczędności w przedsiębiorstwie. Koncepcja oparta została o organiczny obieg Rankine’a, dla którego wykonano analizę termodynamiczną oraz ekonomiczną.

EN

In the paper the idea of cogeneration system application in Geotermia Podhalańska was considered. Utilization of geothermal water enthalpy would allow the partial coverage of electricity selfdemand, generating savings in the company. The idea is based on the Organic Rankine Cycle and thermodynamic and economical analysis of the proposed solution.

7

Metody odzyskiwania ciepła odpadowego. porównanie obiegu ORC i silnika Stirlinga

Adamiec A., Jaeschke A.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2013

|

nr 143

13--22

PL

Ogromne ilości ciepła są wyrzucane do środowiska, jako odpady z procesów produkcyjnych. W toku wieloletnich badań wynaleziono kilka sposobów odzysku tego ciepła i jego zamiany na energię elektryczną. W niniejszym artykule porównane są dwie z nich: obieg ORC i silnik Stirlinga. Obieg ORC zyskuje coraz szersze zastosowania w energetyce, podczas gdy silnik Stirlinga jest technologią mało znaną. Obieg ORC ma zastosowanie przy siłowniach większej mocy, zaś silnik Stirlinga jest bardziej odpowiedni dla energetyki rozproszonej.

EN

Huge amount of heat is dumped into environment as a waste of production processes. During years of research few technologies of recovery of this heat and converting it into electric energy were invented. This paper is focused on comparison of two of them: the Organic Rankine Cycle and the Stirling engine. Although ORC has more and more applications in energetics, the Stirling engine is not well known. ORC can be applied to power plants of higher power, the Stirling engine, on the other hand, is more suitable for distributed generation

8

Design analysis of ORC micro-turbines making use of thermal energy of oceans

Piwowarski M.

Polish Maritime Research

|

2013

|

nr 2

48--60

EN

The article presents the results of the analysis of energy conversion cycles making use of thermal energy of oceans. The objects of analysis were two cases of closed Organic Rankine Cycle (ORC) power plants, which were: the cycle in which the vapour of the working medium was produced by warm oceanic water in the circum-equatorial zone, and the so-called “arctic” cycle in which this vapour was produced by non-frozen water in the circumpolar zone. Between ten and twenty low-boiling media were examined for which operating parameters were optimised to obtain the highest cycle efficiency. A preliminary design of an ORC turbine which was obtained by optimising basic design parameters is included. It has been proved that realisation of the Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) cycle is possible both in the warm and permanently frozen regions. The results of the calculations have also revealed that the efficiency of the OTEC cycle is higher in the circumpolar zone. Selecting a low-boiling medium and designing a highly efficient turbine operating in both abovementioned regimes is technically realisable.

9

Procesy cieplne w stacji przetłocznej zwiększające efektywność transportu gazu

Chaczykowski M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 60

3--87

PL

Praca stanowi próbę scharakteryzowania procesów cieplnych zwiększających efektywność transportu gazu ziemnego rurociągami. Analizowane procesy cieplne obejmują chłodzenie gazu na wyjściu stacji przetłocznej oraz skojarzone wytwarzanie pracy napędowej sprężarek gazu i energii elektrycznej w układzie gazowo-parowym w stacji przetłocznej. Uwagę skupiono na ocenie wpływu ww. procesów na efektywność energetyczną całego procesu transportu gazu. Rozważania szczegółowe na temat chłodzenia gazu poprzedzono analizą termodynamiczną systemu przesyłowego. Na analizę termodynamiczną składa się sformułowanie uproszczonych modeli matematycznych sprężarki gazu i jej napędu, chłodnicy gazu oraz gazociągu. Podjęto również próbę sklasyfikowania procesów nieodwracalnych towarzyszących przesyłowi gazu opartą na analizie bilansu egzergii, kładąc nacisk na przypisanie źródeł strat egzergii poszczególnym elementom systemu. Z punktu widzenia efektywności energetycznej przyjęcie takiej metodyki umożliwiło jednolite spojrzenie na wszystkie elementy w systemie przesyłowym. Dostępna literatura z zakresu stacji przetłocznych wskazuje turbosprężarki jako aktualnie preferowaną technologię sprężania gazu, dlatego w pracy rozwinięto analizę efektywności przesyłu gazu przy założeniu, że stosowane są tego typu maszyny. W pracy przeprowadzono ocenę ilościową przyczyn niedoskonałości termodynamicznej i na przykładzie typowego systemu przesyłowego pokazano wzajemne relacje niodwracalności procesów cieplno-przepływowych w turbinie, sprężarce, chłodnicy i gazociągu. W analizie wpływu chłodzenia gazu rozważano tylko model chłodnicy powietrznej. Powodem była powszechność stosowania tego typu chłodnic w systemach przesyłu gazu. Model chłodnicy pozwolił na określenie wydajności chłodniczej oraz energii napędowej wymaganej do oceny wpływu chłodzenia gazu na efektywność energetyczną jego przesyłu. Wpływ mocy chłodnic na sprawność egzergetyczną systemu przesyłu gazu zilustrowano na przykładzie polskiego odcinka gazociągu Jamał-Europa. W zakresie analizy skojarzonego wytwarzania pracy napędowej sprężarek i energii elektrycznej, z wykorzystaniem entalpii spalin z turbiny gazowej, przeprowadzono analizę termodynamiczną siłowni parowej, realizującej obieg Rankine’a z organicznym czynnikiem roboczym (ORC). Powodem były pewne zalety predestynujące silnik cieplny realizujący ten obieg do zastosowań w stacjach przetłocznych, o czym świadczy względna dostępność w literaturze przedmiotu przykładów zastosowania tej technologii. W pracy podjęto dyskusję nad otrzymanymi wcześniej wynikami i uzupełniono je o rozważania autorskie, obejmujące analizę różnych konfiguracji obiegu oraz czynników roboczych. Formułując model matematyczny siłowni ORC, zamierzeniem autora było prowadzenie rozważań na możliwie wysokim stopniu ogólności, tak aby pokazać potencjalne możliwości produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem entalpii spalin z turbiny gazowej, nie przesłaniając ich szczegółowymi rozwiązaniami elementów instalacji. Rozważania ogólne zostały następnie zilustrowane przykładem z wykorzystaniem danych dla zespołu turbokompresora w stacji przetłocznej zlokalizowanej na omawianym w pierwszej części pracy gazociągu Jamał-Europa.

EN

This work attempts to characterize thermal processes in a natural gas compressor station leading to efficiency iniprovements in the pipeline transportation system. The processes include cooling of the gas at the discharge of the compressor station and waste energy recovery oil pipeline com- pressor drive to generate electricity through a Rankine power cycle. Compressor station technology and its characteristics are briefly presented in sections 1 and 2. Next, the two processes allowing for advances in efficiency are discussed, based on the assumption that the gas turbine driven compressors and the aerial coolers were selected for the compressor station. The irreversibility of the processes associated with gas transmission under different compressor station aftercooler power is investigated in section 3. The exergy method is used to determine the amount of work supplied to the components of the pipeline system and the amount of work that is lost during the gas transmission. For the case study, the Yamal-Europe pipeline is chosen, and the performance of the gas transmission system under different cooler operating set points is investigated. Section 4 concentrates on the Organic Rankine Cycle (ORC) based power system and its applicability to waste heat to power conversion in a natural gas compressor station. Basic ORC and two variants of the regenerative cycle have been considered for the recovery of exhaust heal from a gas turbine. The study is aimed at estimating the thermodynamic potential of the utilization of residual heat under different ORC configurations and with several working fluids employed.

10

Utilisation of geothermal energy in a geothermal hybrid power plant as compared with that in a traditional geothermal ORC power plant

Borsukiewicz-Gozdur A., Stachel A., Nowak W.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2008

|

nr 133

69--76

EN

A comparative assessment of operation of two power plant schemes is presented by usig appropriate mathematical models. The principal scheme incorporates a geothermal hybrid power plant with a traditional water steam boiler and a steam turbine in the upper temperature range, and an ORC turbine loop in the lower temperature range. Operation of the principal scheme is then compared with such of its individual loops, i.e. of the (reference) water steam power plant (energy input from the steam boiler and from the geothermal source) and of the geothermal ORC power plant. Calculations of power and efficiency have been carried out at comparable operation conditions in all considered cases.

11

Biomasa źródłem energii dla lokalnych układów kogeneracyjnych z organicznym obiegiem Rankine'a

Wojciechowski H.

Instal

|

2005

|

nr 6

28--34

PL

Skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej przyczynia się do oszczędzania energii pierwotnej, zmniejszenia emisji gazów i zwiększenia konkurencyjności cen ciepła i energii elektrycznej na rynku. Do lokalnych elektrociepłowni małej mocy opalanych biomasą wkracza nowa technologia oparta na organicznym obiegu Rankine’a W artykule przedstawiono układy technologiczne z organicznym obiegiem Rankine’a o mocy elektrycznej od 300 do 1500 kW eksploatowane w Austrii, Niemczech, Szwajcarii i Włoszech. Zaletą układów z organicznym obiegiem Rankine’a jest wysoka sprawność, niskie koszty obsługi, automatyczne działanie. Efektywność ekonomiczną zweryfikowano na postawie eksploatowanych układów. Znajdują one zastosowanie do zasilania w ciepło lokalnych obszarów oraz instalacji w przemyśle drzewnym.

EN

Turbogenerators based on the Organic Rankine Cycle (ORC) are a very promising solution biomass cogeneration with nominal ratings between 300 and 1500 kW electric capacity. Seven years after the commissioning of the first industrial installation of a biomass cogeneration plant based on an ORC turbogenerator and a thermal oil boiler, several reference plants are running successfully in Europe with continuous and unattended operation. The advantages of this technology in terms of high availability, low maintenance costs, completely automatic and unmanned operation and high electric efficiency for biomass CHP systems in this power range have been confirmed in practice. Economical evaluations based on the experience of these first installations show that these plants are suitable for economically competitive electricity production in many European countries where premiums for renewable electricity production are implemented. Typical applications are cogenerative district heatings and cogeneration in wood manufacturing industries, where this technology is experiencing a fast growing number of installations.