Zagospodarowanie energii odpadowej w energetyce na przykładzie współpracy bloku gazowo-parowego z obiegiem ORC.

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zagospodarowanie energii odpadowej w energetyce na przykładzie współpracy bloku gazowo-parowego z obiegiem ORC."

Urszula Weronika Kaźmierczak
8 lat temu
Przeglądów:

Dariusz Mikielewicz, Jan Wajs, Michał Bajor Politechnika

1 Zagospodarowanie energii odpadowej w energetyce na przykładzie współpracy bloku gazowo-parowego z obiegiem ORC. Dariusz Mikielewicz, Jan Wajs, Michał Bajor Politechnika Gdańska Wydział Mechaniczny Polska Akademia Nauk Instytut Maszyn Przepływowych

PGE EC Gorzów EC I blok gazowo - parowy turbina gazowa GT8C - 54,5 MW turbina przeciwprężna DDM -55-5 MW

2 PGE EC Gorzów EC I blok gazowo - parowy turbina gazowa GT8C - 54,5 MW turbina przeciwprężna DDM MW turbina upustowo - przeciwprężna 3P MW kocioł odzyskowy 83,5/140 t/h podgrzewacz wody sieciowej - 11 MW 2

3 Koncepcja współpracy bloku gazowo - parowego z obiegiem ORC temperatura gazów przed wymiennikiem: 100 C temperatura gazów za wymiennikiem : 60 C strumień masy gazów: 182,3 kg/s ciepło właściwe: 1,075 kj/kgk Strumień ciepła możliwy do zagospodarowania: 7,84 MW Proponowane czynniki: R134a etanol 3

4 Temperatura parowania metoda pinch jednostka R134a czynnik etanol parowanie (temp. nasycenia) skraplanie (temp. nasycenia) C kpa C kpa

5 Zestawienie wyników czynnik R134a 62 C / 20 C etanol 53 C / 20 C etanol 62 C / 20 C ciśnienie początku ekspansji [kpa] ciśnienie końca ekspansji [kpa] stosunek ciśnień p 1 /p 2 [ ] 3,08 5,67 8,70 spadek entalpii w turbinie [kj/kg] 22,31 94,72 117,61 sprawność Carnota [%] 12,53 10,12 12,53 sprawność teoretyczna obiegu [%] 10,74 9,68 11,85 strumień masy czynnika [kg/s] 39,46 8,02 7,91 moc teoretyczna turbiny [kw] teoretyczna moc pompy [kw] 38,3 0,3 0,5 teoretyczna moc cieplna skraplacza [MW] 7,00 7,08 6,91 energia produkowana przez obieg ORC [MWh/rok]

6 Wzrost sprawności wytwarzania energii Sprawność całego bloku gazowo - parowego: 41,18% Założenia dla obiegu ORC: sprawność wewnętrzna turbiny: sprawność mechaniczna turbiny: sprawność generatora: Sprawność bloku gazowo - parowego przy współpracy z ORC: 41,59% Wzrost sprawności: 0,41% 6

7 Analiza egzergetyczna obiegu ORC gdzie: B z B t B c gdzie: B p B v b i h i h ot T ot s i s ot Bilans przepływu strumieni egzergii B z B B B strumień egzergii dostarczony do wytwornicy pary, strumień egzergii izentropowej ekspansji w turbinie, t strata egzergii wynikająca z transportu ciepła skraplania do otoczenia, strumień egzergii izentropowego podnoszenia ciśnienia w pompie, strata egzergetyczna wymiany ciepła w wytwornicy pary. c p B Egzergia właściwa b h h i i ot T ot s s egzergia właściwa w charakterystycznym punkcie węzłowym, entalpia właściwa w charakterystycznym punkcie węzłowym, entalpia właściwa dla temperatury otoczenia, temperatura otoczenia, entropia właściwa w charakterystycznym punkcie węzłowym, entropia właściwa dla temperatury otoczenia. i ot v 7

8 Analiza egzergetyczna obiegu ORC Sprawność egzergetyczna B Pg N B z p gdzie: P g - moc na zaciskach generatora, N p - moc potrzebna do napędu pompy, B - strumień egzergii dostarczony do układu. z 8

9 Analiza egzergetyczna obiegu ORC Strumień egzergii dostarczony do obiegu ORC: Strumienie strat egzergii: Sprawność egzergetyczna: 9

10 Analiza ekonomiczna L.P. Składowa inwestycji Koszt [zł] (netto) 1 Turbina Generator Skraplacz Pompa Wytwornica pary Armatura, instalacja automatyki Dokumentacja i pozwolenia Robocizna SUMA:

11 Analiza ekonomiczna założenia dla analizy ekonomicznej nakład inwestycyjny zł roczna produkcja energii elektrycznej MWh okres referencyjny 15 lat cena energii elektrycznej 195,52 zł/mwh jednostkowa opłata zastępcza 297,35 zł/mwh finansowanie inwestycji kapitał obcy 60 % kapitał własny 40 % koszt kapitału obcego 11 % koszt kapitału własnego 6 % roczne zmiany cen i kosztów cena energii elektrycznej + 1 % cena certyfikatu + 1 % koszty eksploatacyjne + 5 % 11

12 Analiza ekonomiczna 12

13 Analiza ekonomiczna IRR = 22,60 % NPV = 4,4 mln zł Okres zwrotu inwestycji: 4 lata i 7 miesięcy 13

14 Podziękowania Przedstawione wyniki zostały uzyskane w badaniach współfinansowanych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach umowy SP/E/1/67484/10 Strategiczny Program Badawczy Zaawansowane technologie pozyskiwania energii: Opracowanie technologii dla wysokosprawnych zero-emisyjnych bloków węglowych zintegrowanych z wychwytem CO 2 ze spalin 14

Podobne dokumenty

INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ im. Bohdana Stefanowskiego

INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ im. Bohdana Stefanowskiego POLITECHNIKA WARSZAWSKA ANALIZA EKONOMICZNA RENTOWNOŚCI WYKORZYSTANIA NISKOTEMPERATUROWEGO CIEPŁA W BLOKU CIEPŁOWNICZYM KLASY BC-100 Rafał Bernat,