Search
Search results for: UKŁAD ORC
-
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...
-
Gazowy kocioł kogeneracyjny – badania prototypu
PublicationW 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...
-
Porównanie właściwości dynamicznych wirnika mikroturbiny łożyskowanego ślizgowo i tocznie
PublicationW artykule omówiono wyniki badań symulacyjnych małogabarytowegowirnika mikroturbiny osiowej łożyskowanego ślizgowo oraz tocznie.Obiektem badań był układ wirujący mikroturbiny zaprojektowanej dlapowstającej w IMP PAN w Gdańsku mikrosiłowni kogeneracyjnej małejmocy, pracującej w obiegu ORC. Prezentowane badania zostały wykonaneprzy wykorzystaniu własnych programów serii MESWIR oraz programówkomercyjnych: MADYN 2000 i ABAQUS. W artykule...
-
Porównanie właściwości dynamicznych wirnika mikroturbiny łożyskowanego ślizgowo i tocznie
PublicationW artykule omówiono wyniki badań symulacyjnych małogabarytowegowirnika mikroturbiny osiowej łożyskowanego ślizgowo oraz tocznie.Obiektem badań był układ wirujący mikroturbiny zaprojektowanej dlapowstającej w IMP PAN w Gdańsku mikrosiłowni kogeneracyjnej małejmocy, pracującej w obiegu ORC. Prezentowane badania zostały wykonaneprzy wykorzystaniu własnych programów serii MESWIR oraz programówkomercyjnych: MADYN 2000 i ABAQUS. W artykule...
-
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
-
Working fluid selection for Organic Rankine Cycle applied to heat recovery systems
PublicationPrzedstawiono algorytm obliczeń sprawności systemu ORC na bazie dużej liczby cieczy organicznych.
-
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...
-
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...
-
Utilisation of waste heat from the power plant by use of the ORC aided with bleed steam and extra source of heat
PublicationUtilization of waste heat recovered from the exhaust gases of the power generation unit by means of ORC (organic Rankine cycles) installation is considered. The waste heat is available in the form of a stream of hot water having temperature of 90 stC in the amount of 200 MWt. To increase evaporation temperaturę of ORC working fluid the heat of steam from the extraction points from the low-pressure part of steam turbine is used....
-
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...
-
Zwiększenie sprawności procesów technologicznych poprzez wykorzystanie ciepła odpadowego w układach ORC i trigeneracyjnych.
PublicationNiniejsza praca wychodzi naprzeciw rynkowym oczekiwaniom zwiększenia efektywności energetycznej procesów technologicznych zachodzących w zakładach przemysłowych dzięki odpowiedniemu zagospodarowaniu zasobów energii odpadowej. Jako elementy poprawy, możliwe do zastosowania w istniejących instalacjach, wskazano układy ORC oraz systemy trigeneracyjne.
-
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...
-
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...
-
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...
-
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 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...
-
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...
-
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...
-
Analytical method for calculation of heat source temperature drop for the Organic Rankine Cycle application
PublicationIn the paper presented are considerations on the cooperation of the limited capacity heat source with the Organic Rankine Cycle unit. Usually the heat source providing thermal energy to the Organic Rankine Cycle (ORC) may have twofold characteristics. It can be in the form of a single phase fluid, i.e. as hot exhaust gas or hot liquid, or in some cases it may be available as a phase changing fluid, as for example, technological...
-
Selected aspects of performance of organic Rankine cycles incorporated into bioenergy with carbon capture and storage using gasification of sewage sludge
PublicationThe study aims to investigate the application of the Organic Rankine Cycle (ORC) in the bioenergy with carbon capture and storage (BECCS) using gasification of sewage sludge. The tool used in the investigation is the Aspen Plus software with REFPROP property methods for calculating fluid properties. The reason for this study is that a detailed analysis of the proposed BECCS process flow diagram indicates that a certain amount of...
-
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...
-
Organic Rankine as bottoming cycle to a combined Brayton and Clausius-Rankine cycle
PublicationThis paper presents an enhanced approach, as it will be considered here that the ORC installation could be extra-heated with the bleed steam, a concept presented by the authors. In such way the efficiency of the bottoming cycle can be increased and an amount of electricity generated increases. A thermodynamic analysis and a comparative study of the cycle efficiency for a simplified steam cycle cooperating with ORC cycle will be...
-
Combined operation of 900MW power plant with the ORC through the bleed steam extraction point and CO2 recovery system
PublicationThe work presented here is aimed at utylisation 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...
-
Gas boiler as a heat source for the domestic micro-CHP
PublicationIn the presented analysis a commercially available domestic gas boiler as a heat source for domestic ORC is considered. The applicability of the gas boiler (De Dietrich with thermal power 25 kW) coupled with the laboratory prototype micro ORC setup has experimentally studied. The main aim of the study is to determine the working fluid temperature, attainable heat rates and efficiencies of the whole system. Preliminary investigations...
-
Application of Organic Rankine Cycle as bottoming cycle to conventional heat and power plant
PublicationW pracy rozważono możliwość zastosowania układu ORC w skojarzeniu z ciepłownią lub elektrociepłownią celem podniesienia stopnia wykorzystania jednostki CHP podczas eksploatacji w skali roku. Połączenie układu ORC z zawodową jednostką CHP może wpłynąć na wzrost rocznej produkcji energii elektrycznej i jednoczsne zmniejszenie fluktuacji podczas pracy bloku energetycznego. Z jednej strony następuje konwersja energii cieplnej na elektryczną...
-
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,...
-
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...
-
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.
-
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...
-
Analiza możliwości współpracy elektrowni o mocy 900 MW z układem odzysku ciepła zasilającym ORC
PublicationW pracy przeanalizowano kwestie związane z wykorzystaniem ciepła odpadowego z bloku energetycznego elektrowni o parametrach nadkrytycznych o mocy 900MW. Zagadnieniem nad którym skupiono uwagę jest pełne wykorzystanie potencjału ciepła odpadowego ze spalin, w postaci strumienia ciepła gorącej wody o mocy 200MW i temperaturze 90oC. Ciepło to wykorzystane jest do grzania układu ORC. Temperatura nośnika ciepła jest niewystarczająca,...
-
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.
-
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...
-
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...
-
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.
-
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,...
-
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)...
-
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....
-
Szacowanie sprawności politropowej turbiny obiegu ORC oraz jej wpływu na straty egzergii w turbinie
PublicationW pracy przedstawiono metodę szacowania sprawności politropowej turbiny obiegu ORC w oparciu o założoną sprawność izentropową. Obliczenia wykonane zostały dla czterech rodzajów płynów roboczych (toluenu, R245fa, MM oraz MDM). Następnie w oparciu o uzyskane wyniki przeprowadzono bilans egzergii dla turbiny, co pozwoliło wykazać różnice strat egzergii w tym elemencie układu ORC w uzależnieniu od jego sprawności.
-
Managment of low grade waste heat from the supercritical power plant using the ORC cycle aided by bleed steam
PublicationW pracy przedstawiono oryginalną koncepcję dogrzewu obiegu ORC za pomocą pary upustowej z nadkrytycznego bloku energetycznego.
-
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...
-
Mikrosiłownia domowa jako źródło energii cieplnej i elektrycznej
PublicationObiektem rozważań podejmowanych w ramach pracy jest kocioł gazowy sprzężony z laboratoryjnym modułem mikro-ORC. W badaniach zasto-sowano komercyjny kocioł, przeznaczony do użytkowania w gospodar-stwach domowych. Jest to kocioł gazowy firmy De Dietrich (DTG X23N) o mocy cieplnej 25 kW. Przy wyborze kotła jako źródła ciepła kierowano się jak największą popularnością pod kątem mocy grzewczej całej jednostki ORC w gospodarstwach domowych....
-
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...
-
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....
-
Analysis of Organic Rankine Cycle efficiency and vapor generator heat transfer surface in function of the reduced pressure
PublicationIn the paper presented is analysis of the influence of reduced pressure on efficiency and heat transfer area of vapor generator of Organic Rankine Cycle (ORC) in case of subcritical and supercritical parameters of operation. Compared are two cases of subcritical and supercritical ORC featuring a similar arrangement of heat source supply and heat removal, that is featuring the same temperatures of working fluid before the turbine,...
-
Theoretical Organic Rankine Cycle efficiency depending on different thermodynamic work variables.
PublicationOne of promising technologies of utilizing low- temperature waste heat is through ORC (Organic Rankine Cycle) system implementation. A primary objective in designing in-stallations based on such systems is to maximize the installation's work efficiency. On the other hand, ecological factors are commonly considered a natural barrier in introducing new, often very expensive technologies. Ecological effect of a potential modernization...
-
Gas boiler as a heat source for the domestic micro-CHP
PublicationThis analysis considers a commercially available domestic gas boiler as a heat source for a domestic organic Rankine cycle system. An experimental study was made into the applicability of the gas boiler (De Dietrich with thermal power 25 kW) coupled with the laboratory prototype micro ORC setup. The main aim of the study is to determine the working fluid temperature, attainable heat rates and effciencies of the whole system. Preliminary...
-
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.
-
Poprawa sprawności układów ORC i systemów trigeneracyjnych poprzez zastosowanie różnych termodynamicznych wariantów ich działania
PublicationNadrzędnym celem w procesie projektowania instalacji opartej o układy ORC (Organic Rankine Cycle) i systemy trigeneracyjne jest uzyskanie możliwie najwyższej sprawności lub maksymalnej mocy układu. Jednak naturalną barierą wdrażania nowych, często kosztownych, technologii są przesłanki natury ekonomicznej. Niedoceniany również bywa w takich przypadkach efekt ekologiczny ewentualnej modernizacji. Niniejsza praca przedstawia systemowe...
-
Organic Rankine cycle as bottoming cycle to a combined Brayton and Clausius - Rankine cycle
PublicationA preliminary evaluation has been made of a possibility of bottoming of a conventional Brayton cycle cooperating with the CHP power plant with the organic Rankine cycle installation. Such solution contributes to the possibility of annual operation of that power plant, except of operation only in periods when there is a demand for the heat. Additional benefit would be the fact that an optimized backpressure steam cycle has the advantage...
-
Thermal-hydraulic issues of flow boiling and condensation in organic Rankine cycle heat exchangers
PublicationW pracy przedstawiono szereg zagadnień cieplno-przepływowych podczas wrzenia i kondensacji w przepływie w wymiennikach ciepła obiegu ORC. Uwzględniono przemiany fazowe. Analizowano zagadnienia stabilności pracy wymienników oraz ich dynamikę