Search
Filters
total: 128
Search results for: ORC SYSTEMS
-
Adapting the pinch point analysis to improve the ORC design process
PublicationPinch point analysis can be adapted so as to assist in the early stages of designing the ORC systems. Typically used in determining the working parameters of heat exchangers, it can be employed to improve the heat fitting between the source of heat and the working fluids of the ORC system. To attain the parametric match, an algorithm was built enabling quick estimation of the possible heat reception by the specific working fluid....
-
Impact of rotor geometry optimization on the off-design ORC turbine performance
PublicationThe paper describes the method of CFD based Nelder-Mead optimization of a 10 kW single-stage axial turbine operating in an ORC system working on R7100. The total-to-static isentropic efficiency is defined as an objective function. Multi-point linear regression is carried out to determine the significance of the objective function arguments and to pick up the set of particular variables and characteristic quantities (e.g. flow angles)...
-
WSPÓŁPRACA BLOKU GAZOWO-PAROWEGO Z OBIEGIEM ORC = Combinded power plant in cooperation with ORC
PublicationIn the paper presented is the idea of a combined gas and steam power plant cooperation with a low temperature organic Rankine cycle ORC unit. Considerations presented in the paper are accomplished for the Gorzów CHP. The intention of present analysis is heat recovery of low temperature energy and its further use in ORC cycle in order to produce electricity, without increase in fuel consumption. Waste energy is recovered from the...
-
Optimal boiling temperature for ORC installation
PublicationW pracy przedstawiono oryinalne kryterium wyznaczania optymalnej temperatury odparowania czynnika w obiegu ORC w postaci równań analitycznych. Pokazano przykład obliczeniowy na bazie R134a, wody i etanolu.
-
Alternative cogeneration thermodynamic cycles for domestic ORC
PublicationThe Organic Flash Cycle (OFC) is suggested as a vapor power cycle that could potentially improve the efficiency of utilization of the heat source. Low and medium temperature finite thermal sources are considered in the cycle. Additionally the OFC’s aim is to reduce temperature difference during heat addition. The study examines 2 different fluids. Comparisons are drawn between the OFC and an optimized basic Organic Rankine Cycle...
-
Czynniki robocze stosowane w układach ORC
PublicationW poniższej publikacji przedstawiono podstawy termodynamiczne oraz kryteria doboru czynników roboczych dla układu ORC. Następnie określono wymagania stawiane tym czynnikom, ich systematykę, a także wskaźniki ekologiczne i bezpieczeństwa. Na końcu opisano podział czynników ze względu na linię nasycenia oraz najczęściej stosowane czynniki w układach ORC, jak również korzyści ze stosowania czynników organicznych
-
Współpraca bloku gazowo-parowego z obiegiem ORC
PublicationW 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...
-
Współpraca bloku gazowo parowego z obiegiem ORC
PublicationW pracy rozważa się możliwość wykorzystania bloku gazowo - parowego z turbiną parową oraz układem ORC w elektrociepłowni celem poprawy jej sprawności ogólnej. W zamierzeniu strumień ciepła odbierany ze spalin wylotowych turbiny gazowej będzie przekazywany w wymienniku ciepła typu gaz - ciecz do siłowni parowej.Jest to rozwiązanie standardowe wykorzystywane w nowoczesnych instalacjach energetycznych. Następnie obieg ORC z etanolem...
-
A turbine based domestic micro ORC system
Publication -
Experimental invesigation of ORC for domestic micro CHP
PublicationW pracy opisano wyniki badań eksperymentalnych dwóch prototypowych ekspanderów. W ramach analizy dokonano oceny możliwości ich zastosowania w domowej mikrosiłowni parowej.
-
Współpraca węglowej ciepłowni miejskiej z obiegiem ORC
PublicationW artykule przedstawiono rozważania nad koncepcją modernizacji ciepłowni węglowej w wybranym Miejskim Przedsiębiorstwie 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 własnego na energię elektryczną, generując oszczędności w przedsiębiorstwie i...
-
Criteria for selection of working fluid in low-temperature ORC
PublicationThe economics of an ORC system is strictly linked to thermodynamic properties of the working fluid. A bad choice of working fluid could lead to a less efficient and expensive plant/generation unit. Some selection criteria have been put forward by various authors, incorporating thermodynamic properties, provided in literature but these do not have a general character. In the paper a simple analysis has been carried out which resulted...
-
Experimental investigation of domestic gas boiler fitted with ORC module
PublicationIn the paper the prototype of innovative domestic cogenerative ORC system, consisting of a conventional gas boiler and a small size axial vapour microturbines (in-house designed for ORC and the commercially available for Rankine cycle (RC)), evaporator and condenser were scrutinised. In the course of study the fluid working temperatures, rates of heat, electricity generation and efficiency of the whole system were obtained. The...
-
Domestic ORC micro-CHP combined with a commercial gas boiler
PublicationThe chapter presents the results of experimental studies conducted during the launch of the first in Poland demonstration prototype of the micro ORC coupled to a domestic gas boiler. The accomplished studies indicated the possibility for the ORC module to work with such boiler (autonomous source of heat) with a prototype single-stage axial micro turbine as the expansion machine. Confirmation of that fact has been delineated in...
-
Technologia ORC sposobem zagospodarowania energii odpadowej w ciepłowni
PublicationArtykuł podejmujący tematykę skojarzonej produkcji energii cieplnej i elektrycznej, pozyskiwanych w oparciu o siłownię ORC. Przedstawiono w nim koncepcję zagospodarowania energii odpadowej w ciepłowni w postaci odzysku ciepła spalin z kotła wodnego do wytwarzania energii elektrycznej za pomocą kogeneracji w technologii ORC. Analizę termodynamiczną proponowanego rozwiązania wykonano dla dwóch płynów roboczych: etanolu i czynnika...
-
Experiences from operation of various expansion devices in small scale ORC
PublicationThe 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...
-
Analiza egzergetyczna bloku gazowo parowego współpracującego z obiegiem ORC
PublicationW pracy przedstawiono sposób przeprowadzania bilansu egzergetycznego dla obiegu Clausiusa – Rankina. Następnie przy pomocy programu EES współpracującego z bazą REFPROP 9.0 (Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database) [6] wykonany został bilans egzergetyczny dla układu kaskadowego siłowni CCGT – ORC, w którym blok gazowo – parowy współpracuje z obiegiem ORC. Obliczenia wykonano w oparciu o rzeczywiste parametry...
-
Analiza pracy bloku nadkrytycznego 900MWe współpracującego z obiegiem ORC
PublicationW pracy przedstawiono analizę termodynamiczną bloku nadkrytycznego o mocy 900MWe wspópracującego z obiegiem ORC. Wykonano symulacje numeryczne pracy siłowni dla warunków nominalnych określając jej moc i sprawność elektryczną. Przeanalizowano jej pracę także dla przypadku, gdy siłownia współpracuje z obiegiem ORC dogrzewanym ciepłem pary upustowej.
-
Sprężarka chłodnicza jako maszyna ekspansyjna w obiegu ORC mikrosiłowni
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych przeprowadzonych na stanowisku realizującym obieg ORC, wyposażonym w ekspander wykonany na bazie spiralnej sprężarki chłodniczej. Otrzymane wyniki porównano z wynikami badań Quoilina, dostępnymi w literaturze przedmiotu. Ponadto w artykule zawarto opis laboratoryjnego stanowiska mikrosiłowni ORC oraz procesu adaptacji sprężarki chłodniczej.
-
A commercial gas boiler fitted with the ORC module as perspective solution for households
PublicationIn this paper the applicability of the commercial gas boiler (De Dietrich DTG X23N) coupled with the laboratory prototype micro ORC setup was experimentally studied. The main objective was to determine the working fluid capability to obtain required temperatures of vapour prior to the turbine, attainable heat rates and efficiencies of the whole system. The boiler thermal power was 25 kW. Tests were carried out with a single stage...
-
Management of low-temperature heat source by ORC aided by additional heat source
PublicationThe presented work is aimed at utilisation of waste heat in the manner to produce electricity in ORC installation. Therefore the precondition of the study was to use the waste heat available in the form of a stream of hot water at 90°C. Such low enthalpy heat source is rather insufficient to produce a good quality vapour to feed the ORC turbine. That was the incentive to search for the ways of increasing the temperature of the...
-
Experimental Investigation of the ORC System Elements of a Home Cogenerative Micro Power Plant
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań obiegu ORC z prototypową pompą czerpakową czynnika roboczego HFE 7100 i elektrycznym przepływowym podgrzewaczem oleju termalnego w układzie ORC bez regeneracji. Z analizy wyników badań wynika, że w obiegu ORC bez regeneracji z zaworem rozprężnym (symulującym pracę mikroturbiny) osiągnięto przegrzanie par czynnika niskowrzącego HFE 7100. Uzyskano powtarzalność wyników badań wykonanych serii pomiarowych...
-
Cooperation of ORC installation with a gas boiler as a perspective co-generation system for households
PublicationThis paper reports tests of an innovative micro-CHP unit prototype, consisting of a traditional gas boiler and organic Rankine cycle (ORC), which incorporates original system components such as an axial vapour microturbine, evaporator and condenser. The system co-generates heat and electricity for a single household or a group of households. Electricity is only a by-product during production of heat. While testing the prototype,...
-
Working fluid selection for Organic Rankine Cycle applied to heat recovery systems
PublicationPrzedstawiono algorytm obliczeń sprawności systemu ORC na bazie dużej liczby cieczy organicznych.
-
Turbinka pneumatyczna jako maszyna ekspansyjna w obiegu ORC
Publication -
Gazowa mikrosiłownia domowa z modułem ORC - doświadczenia z badania prototypu
PublicationArtykuł zawiera rozważania nad ideą wykorzystania obiegu parowego ORC (Organic Rankine Cycle) do skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej dla pokrycia potrzeb indywidualnego odbiorcy. Dokonano w nim podsumowania dotychczasowych prac prowadzonych przez Autorów, które zaowocowały budową demonstracyjno-badawczego stanowiska mikro-CHP z technologią ORC w skali „domowej”, współpracującą z komercyjnym kotłem gazowym. W publikacji...
-
Management of low-temperature heat source by ORC aided by additional heat source
PublicationIn the paper presented is a concept to utilize waste heat from the power plant with the aid of the low-temperature ORC cycle. The ORC system is heated from two heat sources, the first one being the flow rate of waste heat obtained from the exhaust gases. Subsequently, the working fluid in the cycle is additionally heated by the condensing steam from the low pressure turbine extraction points increasing in such way the level of...
-
Design analysis of ORC micro-turbines making use of thermal energy of oceans
PublicationThe 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...
-
Automatyzacja procesu obliczeń efektywności różnych termodynamicznych wariantów pracy układów ORC
PublicationArtykuł 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,...
-
Projekt kotła rusztowego na biomasę dla układu ORC 100 kW
PublicationCelem pracy było stworzenie projektu kotła rusztowego na biomasę współpracującego z układem Organic Rancine Cycle (ang. ORC) o mocy 100 kW. Ze względu na niską sprawność turbozespołu w tym układzie, celem uzyskania 100 kW mocy elektrycznej, należy dostarczyć czynnikowi chłodzącemu 600kW mocy cieplnej. W niniejszej pracy przedstawiono układ kotłowy składający się z komory spalania, komory wymiennikowej, ekonomizera oraz podgrzewacza...
-
Increase of power and efficiency of the 900 MW supercritical power plant through incorporation of the ORC
PublicationThe objective of the paper is to analyse thermodynamical and operational parameters of the supercritical power plant with reference conditions as well as following the introduction of the hybrid system incorporating ORC. In ORC the upper heat source is a stream of hot water from the system of heat recovery having temperature of 90 °C, which is additionally aided by heat from the bleeds of the steam turbine. Thermodynamical analysis...
-
Experimental investigation of domestic micro-CHP based on the gas boiler fitted with ORC module
PublicationThe results of investigations conducted on the prototype of vapour driven micro-CHP unit integrated with a gas boiler are presented. The system enables cogeneration of heat and electric energy to cover the energy demand of household. The idea of such system is to produce electricity for own demand or for selling it to the electric grid – in such situation the system user will became the prosumer. A typical commercial gas boiler,...
-
Comparative study of operation of condensing and traditional boilers equipped with the ORC module for electricity generation
PublicationCondensing technology applied to boilers is to make full use of thermal energy contained in the fuel. That means that additionaly the heat from condensation of exhaust gases can be used for the purposes of heating the domestic hot water and to cover the demand for central heating. The study analyzed the operation of the "traditional" boiler equipped with the ORC module as the similar arrangement but with the condensing boiler....
-
Operation of the 900 MW power plant with the ORC supplied from three heat sources
PublicationThe chapter is aimed at utilisation of waste heat in the reference supercritical power plant in the manner to produce electricity in ORC installation. The waste heat is available in the form of a stream of hot water at 90°C, recovered from the exhaust gases in the amount of 200MW. Such low enthalpy heat source is rather insufficient to produce a good quality vapour to feed the ORC turbine. Therefore an original approach to increase...
-
Siłownia geotermalna na czynnik organiczny jako przykład obiegu ORC
PublicationNa tle obiegu Carnota przedstawiono bliżej obieg porównawczy Clausiusa-Rankine'a siłowni parowej. Jako ilustrację obiegu siłowni parowej przedstawiono koncepcję elektrowni geotermalnej pracującej w określonych warunkach geologicznych. Dla arbitralnie pryjętych parametrów wody termalnej dokonano analizy termodynamicznej obiegu C-R dla siłowni parowej z izobutanem w charakterze czynnika roboczego. Analiza wykazała optymalne parametry...
-
Plate heat exchanger with porous structure for potential use in ORC system
PublicationThe experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of plate heat exchanger has been carried out. The passive intensification was obtained by a modification of the heat transfer surface, which was covered by a metallic porous microlayer. The experiment was accomplished in two stages. In the first stage the commercial stainless steel gasketed plate heat exchanger was investigated, while in the second one...
-
Plate heat exchanger with porous structure for potential use in ORC system
PublicationThe experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of plate heat exchanger has been carried out. The passive intensification was obtained by a modification of the heat transfer surface, which was covered by a metallic porous microlayer. The experiment was accomplished in two stages. In the first stage the commercial stainless steel gasketed plate heat exchanger was investigated, while in the second one...
-
The concept of capillary forces supported evaporator for application to domestic ORC unit
PublicationIn the paper presented are studies on the investigation of the capillary forces effect inducted in the porous structure of a loop heat pipe. The potential application of such heat exchanger is for example an evaporator of the domestic micro CHP unit. Preliminary analysis of the results indicates water as having the best potential, however taking into account all issues it can be said that the best effect is obtained using ethanol.
-
The concept of capillary forces supported evaporator for application to domestic ORC unit
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję parownika wspomaganego siłami kapilarnymi do wykorzystania w mikrosiłowni domowej.
-
Performance of the domestic micro ORC equipped with the shell-and-tube condenser with minichannels
PublicationIn this paper, the original compact shell-and-tube heat exchanger with circular minichannels of in-house design and manufacturing is presented as the condenser for the domestic micro heat and power plant investigations as well as other future technical applications. The heat exchanger is equipped with turbulizing baffles inside the shell. The shell itself is made of a tubular sleeve having an inner diameter of 0.067 m and the length...
-
Comparative study of operation of condensing and traditional boilers equipped with ORC module for electricity generation
PublicationThe study analyzed the operation of the "traditional" boiler equipped with the ORC module as the similar arrangement but with the condensing boiler. In the case of a conventional boiler there is noted a greater fuel consumption and the greater power generated than in the case of the unit with the condensing boiler. Postulated is the indicator in the form of a ratio of turbine power to the mass flow rate of fuel, which in turn gives...
-
High-efficiency mini and micro heat exchangers for dispersed power generation
PublicationTaking into account the dispersed systems technologies and their development, the ORC systems seem to be promising technology amongst various micro-CHP domestic units (electrical power production below 10 kWe), however practical realization of the ORC cycle in a micro-scale is technically challenging. The system consists in devices such as the vapour generation unit (boiler), expansion device and heat exchangers. Each of them should...
-
Utilisation of bleed steam heat to increase the upper heat source temperature in low-temperature ORC
PublicationW pracy przedstawiono możliwość dogrzewu obiegu ORC za pomocą pary upustowej.
-
Wstępna koncepcja doboru czynnika roboczego obiegu ORC dla określonych źródeł ciepła odpadowego
PublicationW procesach technologicznych ciepło odpadowe stanowi nie zawsze do końca rozwiązany problem. Zagospodarowanie tego ciepła, szczególnie w przemyśle rafineryjnym i petrochemicznym, napotyka na wiele problemów, związanych z niską egzergią, znacznym rozproszeniem, dużym zróżnicowaniem parametrów i opłacalnością potencjalnej modernizacji. Jedną z obiecujących tutaj technologii utylizacji tego ciepła jest zastosowanie układu ORC. Przeprowadzono...
-
Systematic and Selection Criteria for ORC System Working Fluid Used for a Determined Amount of Excessive Energy
PublicationPoprawa 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....
-
Optimization of an axial turbine for a small scale ORC waste heat recovery system
Publication -
Analiza możliwości odzyskiwania ciepła odpadowego w przemyśle rafineryjnym z wykorzystaniem układów ORC
PublicationJednym z najważniejszych zagadnień współczesnej techniki jest poszukiwanie nowych możliwości pozyskiwania energii elektrycznej poprzez zagospodarowanie dotychczas niewykorzystanych lub bezużytecznie marnowanych jej źródeł. Jest to niezwykle ważna kwestia zarówno z ekonomicznego, technologicznego, jak i środowiskowego punktu widzenia. Jednym z przykładów nowoczesnych rozwiązań w tej dziedzinie może być zastosowanie układu opartego...
-
Wpływ wariantów termodynamicznych układów ORC i systemów trigeneracyjnych na poprawę ich sprawności
PublicationNiniejsza praca przedstawia systemowe podejście do problemu uzyskania optymalnej sprawności układów ORC (Organic Ranking Cycle), przy uwzględnieniu jako kryterium zarówno sprawności termodynamicznej, ekologicznego wpływu czynnika termodynamicznego na środowisko oraz kryteriów doboru rodzaju czynnika z punktu widzenia jego oceny i temperaturowych warunków pracy.
-
Assessment, optimisation and working fluid comparison of organic rankine cycle combined with negative CO2 gas power plant system
PublicationThis study aims to investigate the application of the Organic Rankine Cycle (ORC) as an alternative to low-pressure expansion in the negative CO2 power plant (nCO2PP). The reason for this study is that a detailed analysis of nCO2PP indicates a certain amount of waste heat present in the exhaust gas from the high-to-intermediate pressure gas turbine. Some of this energy can be used by the application of the expansion in a low-pressure...
-
HIERARCHICAL CYCLES IN MODERN POWER SYSTEMS – EXERGY ANALYSIS UNDER PART LOADS
PublicationThe aim of the paper is to investigate thermodynamic efficiency of advanced hierarchic power cyclesunder partial loads by using of exergy analyze. Advanced hierarchical power systems arecomposed of few energy conversion cycles, most common are steam and gas cycles in various configurations, but they may contain fuel cells, ORC, lithium bromide absorption chillers and others. Moreover hierarchical cycles can be powered by several...