W³adys³aw NOWAK Technika Poszukiwañ Geologicznych Aleksander A. STACHEL Geotermia, Zrównowa ony Rozwój nr 1 2/2011 Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Katedra Techniki Cieplnej 70-310 Szczecin, al. Piastów 17 e-mail: andrzej.stachel@zut.edu.pl OCENA EFEKTYWNOŒCI PRACY ELEKTROCIEP OWNI GEOTERMALNEJ Z SI OWNI ORC, WSPOMAGANEJ ZESPO EM TURBINY GAZOWEJ STRESZCZENIE W przypadku elektrowni geotermalnych pracuj¹cych wed³ug tzw. niskotemperaturowego obiegu Clausiusa-Rankine a spotykane w literaturze informacje dotycz¹ na ogó³ podstawowego rozwi¹zania si³owni obejmuj¹cej podgrzewacz, parowacz (czasami przegrzewacz, turbinê z generatorem, skraplacz i ewentualnie w zale noœci od parametrów wody geotermalnej wymiennik geotermalny. Brak jest natomiast publikacji i bli szych analiz, w których by³yby przedstawione dzia³ania, maj¹ce na celu poprawê efektywnoœci pracy tych instalacji lub ich dostosowanie do okreœlonych warunków geotermalnych. W zwi¹zku z tym, w niniejszej pracy autorzy podali i omówili wyniki badañ analitycznych geotermalnej elektrowni ORC wspó³pracuj¹cej z turbin¹ gazow¹. Rozpatrywana si³ownia, poza wykorzystaniem energii wody geotermalnej, jest dodatkowo zasilana energi¹ spalin doprowadzanych z zespo³u turbiny. Otrzymane wyniki stanowi¹ podstawê sformu³owania oceny proponowanych rozwi¹zañ geotermalnej elektrowni ORC. S OWA KLUCZOWE Energia geotermalna, elektrownia geotermalna, turbina gazowa, wykorzystanie energii spalin * * * OZNACZENIA c h ciep³o w³aœciwe [J/(kgK] entalpia w³aœciwa [J/kg] Recenzowa³ prof. dr hab. in. W³adys³aw Szaflik Artyku³ wp³yn¹³ do Redakcji 08.06.2011 r., zaakceptowano do druku 12.08.2011 r. 145
l praca jednostkowa obiegu [J/kg] m strumieñ masowy czynnika [kg/s] N moc[w] sprawnoœæ [%] Q strumieñ ciep³a [W] s entropia w³aœciwa [J/(kgK] T temperatura [K, o C] T ró nica temperatury [K] W strumieñ pojemnoœci cieplnej [W/K] x stopieñ suchoœci pary [ ] Indeksy dolne: C-R dotyczy obiegu Clausiusa-Rankine a d dotyczy energii doprowadzonej el dotyczy energii elektrycznej g dotyczy wody geotermalnej (energii geotermalnej n dotyczy organicznego czynnika roboczego (niskowrz¹cego sp dotyczy spalin 1,2,3,.. dotyczy kolejnych punktów obiegu (kolejnych stanów czynnika WPROWADZENIE W jednej z wczeœniejszych publikacji [3] autorzy omówili wyniki prac pozwalaj¹cych na przeprowadzenie oceny efektywnoœci dzia³ania elektrociep³owni geotermalnej z si³owni¹ ORC wspomagan¹ agregatem cieplno-pr¹dowym. W rezultacie prowadzonych analiz stwierdzono, e proponowane rozwi¹zanie ma ograniczony zakres stosowania, wynikaj¹cy g³ównie z niewielkich mo liwoœci podwy szenia temperatury wody geotermalnej za pomoc¹ energii odpadowej p³ynu ch³odz¹cego silnik spalinowy agregatu, zw³aszcza w przypadku wysokich temperatur wody geotermalnej. W zwi¹zku z tym w tej pracy za³o ono, e woda geotermalna jest dogrzewana do odpowiednio wy szej temperatury za pomoc¹ gor¹cych spalin doprowadzanych do uk³adu si³owni z zespo³u turbiny gazowej. Analizê efektywnoœci pracy proponowanego rozwi¹zania odniesiono do geotermalnej instalacji wydobywczo-zat³aczaj¹cej, dostarczaj¹cej do si³owni ORC wodê geotermaln¹ o temperaturze od 88 o C do 128 o C i strumieniu masowym m g =55kg/s. Z kolei obliczenia si³owni ORC wykonano dla dowolnie wybranych trzech czynników roboczych zaliczanych do grupy pierwszej, czyli do tzw. czynników suchych (toluen, dekan, R113. 146
1. OPIS INSTALACJI Schemat rozpatrywanej instalacji elektrowni geotermalnej wspomaganej turbin¹ gazow¹ jest pokazany na rysunku 1. Zespó³ turbiny gazowej Komora spalania T sp1. m sp Ujêcie geotermalne + wymiennik ciep³a spaliny- woda T g2 T sp2 ~ T g1 T gz. m g T g4 T n5 B. m n T n4 T g3 Parowacz. m g1 T n1 A Podgrzewacz. m g2 Turbina + generator Odbiór ciep³a Skraplacz ~ T n2 T n3 T g5 Sprê arka Turbina gazowa Si³owniaORC Rys. 1. Schemat elektrowni geotermalnej wspomaganej turbin¹ gazow¹ Fig. 1. Scheme of geothermal power plant aided by gas turbine Strumieñ m g gor¹cej wody o temperaturze T g1, pozyskiwanej za pomoc¹ otworu wydobywczego ze z³o a geotermalnego, jest kierowany do zespo³u parowej si³owni ORC, przy czym mo liwe jest dodatkowe podwy szenie temperatury wody, co realizowane jest w wymienniku ciep³a zasilanym energi¹ spalin doprowadzanych z turbiny. Podgrzana do temperatury T g2 woda geotermalna doprowadzana jest nastêpnie do parowacza, gdzie przekazuje zawart¹ w niej energiê (ciep³o do organicznego czynnika roboczego, powoduj¹c jego odparowanie i jednoczeœnie obni aj¹c sw¹ temperaturê do wartoœci T g3. W przypadku referencyjnej si³owni ORC, to jest si³owni odniesienia nie po³¹czonej z zespo³em turbiny gazowej, w instalacji nie wystêpuje wymiennik ciep³a spaliny woda, a wydobyta woda geotermalna jest kierowana bezpoœrednio do parowacza (T g1 = T g2. Za parowaczem, w obu przypadkach, woda geotermalna dzieli siê na dwa strumienie (wêze³ A, z czego strumieñ pierwszy o wielkoœci m g1 wynikaj¹cej z równoœci strumieni pojemnoœci cieplnych, kierowany jest do wymiennika przeciwpr¹dowego celem wstêpnego podgrzania cieczy organicznego czynnika roboczego. Pozosta³a czêœæ wody ( m g 2 kierowana jest do odbiorników ciep³a w celu wykorzystania zawartej w niej energii, np. na potrzeby grzewcze lub technologiczne. Nastêpnie woda geotermalna, po po³¹czeniu obu strumieni w wêÿle B, jest kierowana do otworu zat³aczaj¹cego celem ponownego wprowadzenia do z³o a geotermalnego. 147
W analizie przyjêto, e Ÿród³em energii wspomagaj¹cym pracê si³owni jest zespó³ turbiny gazowej firmy Siemens, typ AT-SGT-100, o mocy elektrycznej 5,25 MW i podstawowych parametrach technicznych podanych w tabeli 1 [4]. Tabela 1 Wielkoœci charakterystyczne turbiny gazowej Siemens AT SGT-100 [4] Table 1 Characteristic parameters of Siemens Gas Turbine, AT SGT-100 Paliwo gaz ziemny / paliwo p³ynne Sprawnoœæ elektryczna 30,5% Zu ycie ciep³a 11.815 kj/kwh Prêdkoœæ obrotowa 17.384 obr/min Stosunek sprê ania 14,6 : 1 Strumieñ i temperatura spalin 20,8 kg/s, 530 C Moc 5,250 MW Ponadto za³o ono, e w wyniku przekazywania ciep³a od gor¹cych spalin do wody geotermalnej, nastêpuje wzrost temperatury wody do wartoœci T g2 = T g1 + 30K, a temperatura spalin obni a siê do T sp2 = 250 o C. Zasadnicz¹ czêœæ elektrowni stanowi jednoobiegowa si³ownia ORC na parê nasycon¹ such¹, obejmuj¹ca: podgrzewacz, parowacz, turbinê napêdzaj¹c¹ generator elektryczny, skraplacz i pompê obiegow¹. Wytworzona w parowaczu para o temperaturze T n1 kierowana jest do turbiny, gdzie ulega izentropowej ekspansji do ciœnienia panuj¹cego w skraplaczu. Rozprê ona para o temperaturze T n2 przep³ywa do skraplacza, w którym oddaje izobarycznie ciep³o do medium ch³odz¹cego, pocz¹tkowo w procesie sch³adzania, a nastêpnie kondensacji. Skroplony czynnik o temperaturze T n3 jest przet³aczany za pomoc¹ pompy do podgrzewacza (T n4, a nastêpnie do parowacza (T n5. Zak³ada siê, e wszystkie procesy realizowane w instalacji przez niskowrz¹cy czynnik roboczy przebiegaj¹ w sposób odwracalny i s¹ zgodne z przemianami obiegu porównawczego Clausiusa-Rankine a. W przypadku przyjêtych do analizy czynników roboczych, tzw. czynników suchych, pokazany na rysunku 2 obieg Clausiusa-Rankine a sk³ada siê z przemian: izobarycznego doprowadzenia ciep³a obejmuj¹cego proces podgrzewania (4 5 i odparowania cieczy roboczej (5 1, izentropowej ekspansji pary czynnika roboczego w turbinie parowej (1 2s, izobarycznego odprowadzania ciep³a z podzia³em na sch³adzanie pary (2s 2 i jej skraplanie (2 3 oraz z izentropowego sprê ania kondensatu (3 4. Punktem wyjœcia do obliczeñ cieplno-przep³ywowych si³owni jest okreœlenie temperatur parowania i skraplania czynnika roboczego. Temperatura parowania zale y od temperatury wody geotermalnej i wynika z przyjêtej charakterystyki parowacza. Okreœlenie wartoœci 148
T T k 5 4 3 2 X=0 X=1 1 2s Rys. 2. Cykl przemian obiegu C-R dla tzw. czynników niskowrz¹cych suchych, realizowany w obszarze pary przegrzanej Fig. 2. Clausius-Rankine cycle for low-boiling point dry fluids realised in the superheated steam region temperatury parowania pozwala wyznaczyæ odpowiadaj¹c¹ jej wartoœæ ciœnienia nasycenia danego czynnika roboczego. Z kolei temperatura kondensacji wynika z temperatury cieczy ch³odz¹cej skraplacz oraz z za³o onej ró nicy pomiêdzy temperatur¹ skraplania i temperatur¹ cieczy ch³odz¹cej. W pracy przyjêto temperaturê skraplania równ¹ 30 o C. Znajomoœæ temperatury skraplania pozwala okreœliæ wartoœæ ciœnienia nasycenia czynnika roboczego w kondensatorze. Kaloryczne parametry stanu czynnika roboczego w punktach charakterystycznych obiegu Clausiusa-Rankine a wyznaczono korzystaj¹c ze specjalizowanego programu REFFROP [2], zachowuj¹c nastêpuj¹cy tok postêpowania (rys. 2: entalpiê w³aœciw¹ h n1 i entropiê w³aœciw¹ s n1 okreœlono na podstawie ciœnienia parowania, dla pary nasyconej suchej o stopniu suchoœci x 1, entalpiê w³aœciw¹ h n2s wyznaczono na podstawie znajomoœci entropii s n1 i ciœnienia skraplania, uwzglêdniaj¹c izentropow¹ ekspansjê 1-2s, z której wynika, e sn2s sn1, entalpiê w³aœciw¹ h n2 okreœlono na podstawie ciœnienia skraplania pary nasyconej suchej o stopniu suchoœci x 1, entalpiê w³aœciw¹ h n3 przyjêto na podstawie ciœnienia skraplania dla cieczy na linii granicznej x 0, entalpiê w³aœciw¹ h n5 okreœlono na podstawie ciœnienia parowania cieczy dla stanu ciek³ego na linii nasycenia x 0. s 2. PODSTAWOWE WZORY I METODYKA OBLICZEÑ Podstawowymi zale noœciami wykorzystanymi w obliczeniach s¹ równania bilansu energii poszczególnych urz¹dzeñ (wymienników ciep³a i wêz³ów cieplnych, które podano poni ej w odniesieniu do instalacji przedstawionej na rysunku 1. Punktem wyjœcia do obliczeñ s¹ parametry wody geotermalnej, to jest jej strumieñ masowy ( m g = 55 kg/s i temperatura (odpowiednio: T g1 = 88, 98, 108, 118 i 128 o C. 149
Na podstawie równania bilansu energii dla wymiennika ciep³a: spaliny woda: Q m c ( T T m c ( T T sp sp sp sp1 sp2 g g g2 g1 (1 mo na, po odpowiednich przekszta³ceniach, wyznaczyæ temperaturê T g2 wody geotermalnej dogrzanej strumieniem gor¹cych spalin, dop³ywaj¹cej do parowacza si³owni ORC: T T g2 g1 m sp csp ( Tsp1 Tsp2 m c g g (2 Równanie bilansu energii parowacza opisuje zale noœæ: Q m c ( T T m c ( T T par g g g2 g3 n n n1 n5 (3 na podstawie której mo na wyznaczyæ wielkoœæ strumienia niskotemperaturowego czynnika roboczego kr¹ ¹cego w obiegu si³owni ORC: m n m gcg ( Tg2 Tg3 c ( T T n n1 n5 (4 Przyjête w analizie pole temperatury wody geotermalnej oraz pole temperatury czynnika roboczego w parowaczu s¹ pokazane na rysunku 3a. Z kolei bilans energii podgrzewacza czynnika roboczego jest okreœlony równaniem: Q m c ( T T m c ( T T pod g1 g g3 g4 n n n5 n4 (5 St¹d, strumieñ masowy wody kierowanej do podgrzewacza okreœlony jest zale noœci¹: m g1 m ncn( Tn5 Tn4 c ( T T g g3 g4 (6 Podgrzewanie czynnika roboczego w zakresie temperatury od T n4 do T n5 jest realizowane w wymienniku przeciwpr¹dowym, przy za³o eniu, e strumienie pojemnoœci cieplnych obu czynników s¹ sobie równe, tzn. e W g1 Wn m g1cg m ncn (rys. 3b. Równanie bilansu energii odbiorników ciep³a (na cele grzewcze lub technologiczne: Q m c ( T T o g 2 g g3 g5 (7 gdzie: T g5 temperatura wody za odbiornikami ciep³a. 150
T T T g2 T g3 T=15K T n1 T s =10K T g3 T pinch =5K T n5 A T n5 T g4 T pinch =5K T n4 A Rys. 3. Pole temperatur noœników ciep³a: a w parowaczu; b w podgrzewaczu cieczy roboczej Fig. 3. Thermal field of heat carriers: a in evaporator, b in preheater of working fluid Temperaturê wody T gz na dop³ywie do otworu zat³aczaj¹cego mo na okreœliæ na podstawie zale noœci otrzymanej z przekszta³conego równania bilansu energii dla wêz³a A : T gz m T m T m g1 g4 g2 g5 (8 g gdzie: T g4 i T g5 temperatura wody powracaj¹cej, odpowiednio, z podgrzewacza czynnika roboczego i z odbiorników ciep³a. Wyznaczenie poszczególnych wielkoœci temperatur, entalpii oraz strumieni czynników w obiegu si³owni pozwala okreœliæ: sprawnoœæ obiegu Clausiusa-Rankine a: l lc R h q h C R C R qd n4 1 h n1 n2s h n1 n4 (9 moc obiegu Clausiusa-Rankinea: N m l lub N m ( h 1 h 4 (10 C R n C R C R C R n n n moc elektryczn¹ niskotemperaturowej si³owni ORC: N. N (11 el ORC i m g C R gdzie: i, m, g odpowiednio sprawnoœci: wewnêtrzna i mechaniczna turbiny oraz sprawnoœæ generatora [5]. 151
St¹d sumaryczna moc elektryczna zespo³u turbiny gazowej i si³owni ORC: N Nel ORC Nel TG (12 3. WYNIKI OBLICZEÑ Wykorzystuj¹c ogólny tok postêpowania podany w punkcie 3, dla wybranych niskowrz¹cych czynników roboczych oraz za³o onych wartoœci temperatury wody geotermalnej, przeprowadzono obliczenia efektywnoœci pracy rozpatrywanej si³owni ORC, zasilanej wod¹ geotermaln¹ i wspomaganej energi¹ spalin doprowadzanych z turbiny gazowej. W celach porównawczych analogiczne obliczenia wykonano dla si³owni referencyjnej zasilanej wy- ³¹cznie energi¹ pozyskiwan¹ z wody geotermalnej. Uzyskane wyniki pos³u y³y jako materia³ porównawczy do przeprowadzenia analizy efektywnoœci pracy rozpatrywanych wariantów elektrowni geotermalnej. Niektóre przyk³adowe wyniki obliczeñ przedstawiono graficznie na kolejnych wykresach. Na rysunku 4 pokazano zale noœæ sprawnoœci obiegu Clausiusa-Rankine a si³owni ORC wspomaganej turbin¹ gazow¹ w funkcji temperatury wody geotermalnej (T g1 = 88 128 o C i w odniesieniu do wybranych czynników roboczych (toluen, R113, dekan. 25 Sprawnoœæ obiegu C-R [%] 20 15 10 5 Toluen R113 dekan 0 88 98 108 118 128 Temperatura wody geotermalnej [ o C] Rys. 4. Wykres sprawnoœci obiegu C-R si³owni wspomaganej turbin¹ gazow¹, dla wybranych czynników roboczych i ró nych temperatur wody geotermalnej T g1 Fig. 4. C-R cycle efficiency diagram for plant cooperating with gas turbine for chosen working media and for different temperatures of geothermal water Z kolei na rysunku 5 pokazana jest zale noœæ mocy obiegu N C-R od temperatury wody geotermalnej T g1, okreœlonej dla wybranych czynników roboczych i przy zastosowaniu wspomagania si³owni energi¹ odpadow¹ z turbiny gazowej. 152
1200 1000 Toluen R113 Dekan Moc obiegu C-R[kW] 800 600 400 200 0 88 98 108 118 128 Temperatura wody geotermalnej [ o C] Rys. 5. Zale noœæ mocy obiegu C-R si³owni wspomaganej turbin¹ gazow¹, dla wybranych czynników roboczych i ró nych temperatur wody geotermalnej T g1 Fig. 5. C-R cycle power for plant cooperating with gas turbine for chosen working media and for different temperatures of geothermal water Natomiast na rysunku 6 porównano wartoœci uzyskiwanej mocy elektrycznej w si³owni ORC w funkcji temperatury wody geotermalnej i rodzaju czynnika roboczego, tak e dla przypadku zastosowania wspomagania instalacji si³owni turbin¹ gazow¹. 800 Moc elektryczna si³owni ORC Nel [kw] 700 600 500 400 300 200 100 Toluen R113 Dekan 0 88 98 108 118 128 Temperatura wody geotermalnej [ o C] Rys. 6. Zale noœæ mocy elektrycznej si³owni ORC wspomaganej turbin¹ gazow¹, dla wybranych czynników roboczych i ró nych temperatur wody geotermalnej T g1 Fig. 6. Electric power o ORC plant cooperating with gas turbine for chosen working media and for different temperatures of geothermal water 153
Na rysunku 7 zestawiono wykres zbiorczy mocy analizowanej niskotemperaturowej si³owni ORC i wspó³pracuj¹cej z ni¹ turbiny gazowej, a mianowicie: moc obiegu C-R i moc elektryczn¹ si³owni oraz moc elektryczn¹ turbiny gazowej i moc elektryczn¹ ³¹czn¹ zespo³u turbina + si³ownia ORC. Wykres dotyczy czynnika R113 i pokazuje zmiennoœci mocy w funkcji temperatury wody geotermalnej. 7000 6000 NC-R Nel ORC Nel ORC+TG Nel TG 5000 Moc [kw] 4000 3000 2000 1000 0 88 98 108 118 128 Temperatura wody geotermalnej [oc] Rys. 7. Wykres zbiorczy mocy niskotemperaturowej si³owni ORC i wspó³pracuj¹cej z ni¹ turbiny gazowej w funkcji temperatury wody geotermalnej (dla czynnika R113 Fig. 7. Cumulative diagram of power for low temperature ORC power plant cooperating with gas turbine as a function of geothermal water temperature (for R113 WNIOSKI Szczegó³owa analiza rozpatrywanych wariantów instalacji pozwala stwierdziæ, e w przypadku referencyjnej si³owni jednoobiegowej, pracuj¹cej bez wykorzystania energii spalin z turbiny gazowej, najwiêksz¹ sprawnoœæ uzyskano dla stosowanego jako czynnik roboczy toluenu (w zale noœci od temperatury T g1 sprawnoœæ od 11,45 do 18,61%, natomiast najmniejsz¹ dla dekanu (10,92 17,04%. Z kolei analizuj¹c uzyskiwane moce, najwiêksz¹ wartoœæ osi¹gniêto w przypadku u ycia czynnika R113 (330,1 671,6 kw, w zale noœci od temperatury wody geotermalnej, a najmniejsz¹ w przypadku toluenu (od 316,6 do 611,9 kw. Analogicznie, co jest logicznym nastêpstwem, najwiêksz¹ moc elektryczn¹ uzyskano równie dla czynnika R113 (228,1 464,0 kw, zaœ najmniejsz¹ dla toluenu (218,8 422,8 kw. Nale y zaznaczyæ, e zarówno sprawnoœæ, jak i moc obiegu oraz moc elektryczna, rosn¹ ze wzrostem temperatury wody geotermalnej doprowadzanej do parowacza si³owni ORC. Ponadto nale y podkreœliæ, e podane powy ej wartoœci odnosz¹ siê wy³¹cznie do wybranych do analizy czynników roboczych. 154
W przypadku, gdy instalacja jest wspó³zasilana energi¹ spalin doprowadzanych z turbiny gazowej, sprawnoœæ i moc obiegu (tak e elektryczna wzrastaj¹. Przyk³adowo, sprawnoœæ elektrowni przy zastosowaniu toluenu jako czynnika roboczego osi¹gnê³a wartoœci z przedzia³u od 17,05 do 22,54% (w zale noœci od temperatury wody geotermalnej i by³a wiêksza od uzyskiwanej w si³owni bez wspomagania (sprawnoœæ od 11,45 do 18,61%. Podobnie wzros³a moc obiegu (zakres od 580,6 do 992,5 kw i moc elektryczna (zakres od 401,2 do 685,8 kw osi¹gaj¹c najwiêksze wartoœci równie dla czynnika R113 (dla si³owni bez zasilania spalinami odpowiednio: N CR = 330,1 671,6 kw; N el = 228,1 464,0 kw. Widoczny jest tak e wzrost mocy elektrycznej (ca³kowitej zespo³u: turbina gazowa si³ownia ORC. Najwiêksza ca³kowita moc elektryczna zosta³a uzyskana dla czynnika R113 przedzia³ wartoœci od 5651,2 do 5935,8 kw; najmniejsza dla toluenu przedzia³ od 5619,5 do 5837,6 kw. Na podstawie szczegó³owej analizy wyników obliczeñ mo na tak e stwierdziæ, e zarówno sprawnoœæ, jak i moc obiegu, zale ¹ od rodzaju u ytego czynnika roboczego. Wœród analizowanych substancji roboczych, najwiêksze wartoœci mocy uzyskano dla czynnika R113. Nale y jednak zaznaczyæ, e wp³yw rodzaju czynnika roboczego jest doœæ ograniczony w przypadku instalacji pracuj¹cych w okreœlonym zakresie temperatur parowania i skraplania. W sytuacji, gdy geotermalna si³ownia parowa jest dodatkowo zasilana energi¹ doprowadzan¹ ze Ÿród³a zewnêtrznego, np. z turbiny gazowej, mo liwe jest podwy szenie w pewnych granicach temperatury wody geotermalnej (zasilaj¹cej, co wp³ywa na podwy szenie temperatury odparowania czynnika roboczego, i co w efekcie korzystnie wp³ywa na sprawnoœæ i na moc obiegu C-R. Jednak uzyskane efekty wzrostu wielkoœci mocy s¹ dyskusyjne, zw³aszcza w przypadku mo liwoœci innego wykorzystania energii ze Ÿród³a wspomagaj¹cego. Wynika to st¹d, e wzrost mocy obiegu C-R odbywa siê najczêœciej kosztem dodatkowej energii doprowadzanej z zewnêtrz, która czêsto mo e byæ u yta do innych celów, np. grzewczych. W takich przypadkach nale y przeprowadziæ wnikliw¹ ocenê celowoœci i op³acalnoœci wykorzystania energii odpadowej w si³owni ORC. Poprawê efektywnoœci pracy geotermalnej si³owni parowej mo na uzyskaæ tylko wtedy, je eli si³ownia ta jest zasilana ze Ÿród³a zewnêtrznego, np. z innej instalacji wytwarzaj¹cej w skojarzeniu energiê elektryczn¹ i ciep³o, gdy ciep³o to nie znajduje innego zastosowania praktycznego. Praca realizowana w ramach projektu badawczego MNiSzW nr N N513 419334. LITERATURA BOYARSKI M. Yu, NIKOLSKI A.I., SAPOZHNIKOV M.B., SHIPKOV A.A., 2003 Comparative performance of working fluids in low-temperature vapor-turbine cycle. CD Proceedings of International Geothermal Workshop, Sochi, Russia. 155
National Institute of Standards and Technology, 2002. Standard Reference Database, Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties - Refprop 7.0, US. NOWAK W., STACHEL A.A., BORSUKIEWICZ-GOZDUR A., 2006 Assessment of effectiveness of operation of geothermal power plant with evaporators supplied in series and external supply of heat. XV Scientific Conference Aplikacia Experimentalnych a Numerickych Metod v Mechanike Tekutin, Streèno, 26 28.04.2006. Mat. konferencyjne, str. 55 62. Turbiny gazowe. Materia³y informacyjne i reklamowe firmy Siemens. 2010 r. SZARGUT J., 2000 Termodynamika. PWN, Warszawa. ASSESSMENT OF EFFECTIVENESS OF OPERATION OF GEOTHERMAL ORC POWER PLANT, CO-SUPPLIED EXHAUST ENERGY FROM GAS TURBINE Abstract Presented in literature results of investigations regard usually assessment of basic design of geothermal power plant consisting of a pre-heater, evaporator, super-heater, turbine driving the electricity generator, condenser and, in accordance to the properties of geothermal water, a geothermal heat exchanger. There is a lack however of analysis regarding installation where actions to improve the effectiveness of operation have been applied. In this paper presented have been results of analysis and assessment of geothermal power plant cooperating with gas turbine. The ORC power plant is supplying heat from additional external source, that is from gas turbine. Such type of power station consists of cycle operating using low-boiling point fluids. Obtained results form basis for assessment and formulation of final conclusions with respect to suggested solutions of geothermal power plant. Key words Geothermal energy, geothermal power plant, gas turbine, exhaust energy utilization