Analiza współpracy układu ORC z silnikiem gazowym zasilanym gazem z odmetanowywania kopalni

• Autorzy: Musiał, Arkadiusz , Kalina, Jacek

Warianty tytułu

EN

Analysis of the cooperation of the ORC system with an internal combustion engine fueled with coalbed methane

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technologia ORC (Organic Rankine Cycle – Organiczny obieg Rankine’a) postrzegana jest jako jedna z najlepszych metod pozwalających na przekształcenie nisko– i średniotemperaturowych zasobów ciepła odpadowego w energię elektryczną. W niniejszej pracy przedstawiono przykłady wdrożeń układów ORC w zakresie wykorzystania ciepła odpadowego w przemyśle. Przeprowadzono również szczegółową analizę współpracy układu ORC z silnikiem spalinowym zasilanym gazem z odmetanowywania kopalni. Na tym przykładzie omówiono kluczowe zagadnienia technologiczne i ekonomiczne z uwzględnieniem korzyści energetycznych i środowiskowych.

EN

The ORC (Organic Rankine Cycle) technology is perceived as one of the best methods for transforming of low– and medium-grade waste heat resources into electricity. This paper presents examples of the implementation of ORC systems in the field of waste heat utilization in industry. A detailed analysis of the cooperation of the ORC system with the combustion engine fueled with coalbed methane was also carried out. On this example, key technological and economic issues were discussed, including energy and environmental benefits.

Słowa kluczowe

PL

ORC; przemysłowe ciepło odpadowe; silnik spalinowy; efektywność energetyczna; ochrona środowiska; gaz z odmetanowywania kopalni

EN

ORC; industrial waste heat; internal combustion engine; energy efficiency; environmental protection; coalmine gas

• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 7/8
• Strony: 9--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Musiał, Arkadiusz

• Marani Sp. z o.o., Zabrze,
• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Gliwice

autor

Kalina, Jacek

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, Gliwice,

Bibliografia

• [1] Musiał A. Kalina J.: Wykorzystanie przemysłowej energii odpadowej do produkcji energii elektrycznej w układach ORC. Instal 5/2019, str. 38-44.
• [2] Musiał A. Kalina J.: Ocena potencjału produkcji energii elektrycznej w układach ORC napędzanych energią odpadową w polskim przemyśle. Instal 6/2019, str. 38-44.
• [3] ORC World Map https://orc-world-map.org/
• [4] Tchanche B. F., Lambrinos Gr., Frangoudakis A., Papadakis G., Low-grade heat conversion into power using organic Rankine cycles - A review of various applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011), str. 3963-3979
• [5] Papierowska E. Chaczykowski M.: Wykorzystanie technologii ORC w celu wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych. Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 61, 2013, strony 336-347.
• [6] Macchi E., Astolfi M.: Organic Rankine Cycle (ORC) Power Systems: Technologies and Applications. Woodhead Publishing, 2016. ISBN 978-0-08-100511-8.
• [7] Tartiere T., Astolfi M. A World Overview of the Organic Rankine Cycle Market. Proceedings of the IV International Seminar on ORC Power Systems, ORC2017, 13-15 September 2017, Milano, Italy. Energy Procedia 2017; 129:2-9.
• [8] Whitecourt Recovered Energy Project Final Report for Climate Change Emissions Management Corporation (CCEMC), https://www.eralberta.ca/wp-content/uploads/2017/05/E100319-NRGreen-Alliance-Final-Report.pdf
• [9] The first Electric Arc Furnace waste heat recovery ORC-based system is in commercial operation at Feralpi steel plant in Germany, https://www.turboden.com/press/press-releases/1541/the-first-electric-arc-furnace-waste-heat-recovery-orc-based-system-is-in-commercial-operation-at-feralpi-steel-plant-in-germany
• [10] Lecompte S., Oyewunmi O. A., Markides C. N., Lazova M., Kaya A., van den Broek M. De Paepe M., Case Study of an Organie Rankine Cycle (ORC) for Waste Heat Recovery from an Electric Arc Furnace (EAF), Energies 2017, 10, 649
• [11] Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Production of Cement, Lime and Magnesium Oxide 2013, http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/CLM_Published_def.pdf
• [12] Duda Jerzy. Dlaczego ORC jest najlepszym rozwiązaniem do wykorzystania energii odpadowej w cementowni. Proce Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych. 2012, 9.
• [13] Kostowski W., Kalina J., Bargiel P., Szufleński P.: Energy and Exergy Recovery in a Natural Gas Compression Station - A TechnicaI and Economic Analysis. Energy Conversion and Management, Vol. 104, 2015, str. 17-31.
• [14] Turboden to supply a 6 MW ORC unit for a glass factory in Turkey, https://www.turboden.com/press/press-releases/1672/turboden-to-supply-a-6-mw-orc-unit-for-a-glass-factory-in-turkey.
• [15] Kalina J.: Integrated biomass gasification combined cycle distributed generation plant with reciprocating gas engine and ORC. Applied Thermal Engineering. Vol. 31, 2011, str. 2829-2840.
• [16] Lemmens S.: Cost Engineering Techniques and Their Applicability for Cost Estimation of Organic Rankine Cycle Systems. Energies 2016, 9, 485; doi:10.3390/en9070485.
• [17] Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Wskaźniki emisyjności CO2, SO2 NOx, CO i pyłu całkowitego dla energii elektrycznej na podstawie informacji zawartych w Krajowej bazie o emisjach gazów cieplarnianych i innych substancji za 2017 rok, grudzień 2018 r.
• [18] http://www.kobize.pl/uploads/materialy/materialy_do_pobrania/wskazniki_emisyjnosci/Wskazniki_emisyjnosci_2018.pdf

Uwagi

PL

1. Publikacja została opracowana w związku z realizacją przez MARANI Sp. z o.o. z siedzibą w Zabrzu projektu badawczo-rozwojowego pn.: „Opracowanie pierwszego prototypu siłowni ORC średniej mocy do 300 kW el. wykorzystującej ciepło odpadowe z procesów przemysłowych”,
nr POIR.01.01.01-00-0414/17, dofinansowanego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014–2020, Działania 1.1 „Projekty B+R Przedsiębiorstw”, Poddziałania 1.1.1. „Badania przemysłowe i prace rozwojowe realizowane przez przedsiębiorstwa”.

PL

2. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).