XVI Konferencja GAZTERM 2013

Podobne dokumenty
Turboekspandery w układach redukcji ciśnienia gazu

Rola stacji gazowych w ograniczaniu strat gazu w sieciach dystrybucyjnych

PL B1. FLUID SYSTEMS SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Warszawa, PL BUP 11/18

Program do obliczania zapasu przepustowości sieci gazowej o dowolnej strukturze

Symulacja statyczna sieci gazowej miasta Chełmna

Metodyka budowy strategii

Kogeneracja gazowa kontenerowa 2,8 MWe i 2,9 MWt w Hrubieszowie

WSPÓŁPRACA UKŁADU SKOJARZONEGO Z TURBINĄ GAZOWĄ Z SYSTEMEM ELEKTROENERGETYCZNYM I SYSTEMEM CIEPŁOWNICZYM MIASTA OPOLA

ZAGADNIENIA KOGENERACJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA

ANALIZA UWARUNKOWAŃ TECHNICZNO-EKONOMICZNYCH BUDOWY GAZOWYCH UKŁADÓW KOGENERACYJNYCH MAŁEJ MOCY W POLSCE. Janusz SKOREK

Szpital Powiatowy im. Bł. Marty Wieckiej w Bochni

Możliwości odzysku energii sprężonego gazu

Badania właściwości dynamicznych sieci gazowej z wykorzystaniem pakietu SimNet TSGas 3

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory 1. Ilość ciepła na potrzeby c.w.u.

Modernizacje energetyczne w przedsiębiorstwach ze zwrotem nakładów inwestycyjnych z oszczędności energii

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

Techniczno-ekonomiczne aspekty modernizacji źródła ciepła z zastosowaniem kogeneracji węglowej i gazowej w ECO SA Opole.

Bałtyckie Forum Biogazu. Skojarzone systemy wytwarzania energii elektrycznej, ciepła, chłodu KOGENERACJA, TRIGENERACJA

Kogeneracja w oparciu o źródła biomasy i biogazu

UKŁADY KOGENERACYJNE. DOŚWIADCZENIA Z WDRAŻANIA I EKSPLOATACJI

Efektywność energetyczna systemu ciepłowniczego z perspektywy optymalizacji procesu pompowania

Gazyfikacja gminy Czyżew

Gazowy kocioł kondensacyjny Zakres mocy: kw TRIGON XL. Niewielkie wymiary, największa wydajność

ANALIZA TECHNICZNO - EKONOMICZNA SYSTEMU GRZEWCZEGO OPARTEGO NA POMPIE CIEPŁA

Gazowy kocioł kondensacyjny Zakres mocy: kw TRIGON XL. Niewielkie wymiary, największa wydajność

Seminarium organizowane jest w ramach projektu Opolska Strefa Zeroemisyjna model synergii przedsiębiorstw (POKL /11) Projekt

Rezerwowe zasilanie obiektów infrastruktury gazowniczej i instalacji petrochemicznych we współpracy z systemami sterowania i automatyki

OKREŚLENIE MAŁYCH PODMIOTÓW TYPU CHP NA BIOMASĘ

Element budowy bezpieczeństwa energetycznego Elbląga i rozwoju rozproszonej Kogeneracji na ziemi elbląskiej

Wymagania dotyczące ciśnień w instalacjach Dz. U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690, z późn. zm. PN-C-04753:2002 Bąkowski Konrad, Sieci i instalacje gazowe

Budowa układu wysokosprawnej kogeneracji w Opolu kontynuacją rozwoju kogeneracji w Grupie Kapitałowej ECO S.A. Poznań

ZAGADNIENIA GOSPODARKI ENERGETYCZNEJ

Elektrociepłownie w Polsce statystyka i przykłady. Wykład 3

Rozwój kogeneracji gazowej


Zestawienie. 4. Kotły stojące gazowe / olejowe i opcjonalne sterowniki. Kotły stojące gazowe / olejowe i opcjonalne sterowniki

Zastosowanie symulacji komputerowej do badania właściwości hydraulicznych sieci wodociągowej

W-553.A.05 1 "ENERGOPROJEKT-KATOWICE" SA. Część A. Rozdział 5 SYSTEM GAZOWNICZY

Nowoczesna produkcja ciepła w kogeneracji. Opracował: Józef Cieśla PGNiG Termika Energetyka Przemysłowa

Optymalizacja zużycia energii na Oczyszczalni Ścieków Klimzowiec. Opracował: Piotr Banaszek

Ekonomiczne Uzasadnienie budowy Źródła Multienergetyczego Analiza Celowości. Janusz Sołtowski PMT Sp. z o.o.

Kogeneracja w oparciu o gaz ziemny oraz biogaz

WDRAŻANIE BUDYNKÓW NIEMAL ZERO-ENERGETYCZNYCH W POLSCE

OPŁACALNOŚĆ ZASTOSOWANIA UKŁADU SKOJARZONEGO Z TURBINĄ GAZOWĄ I KOTŁEM ODZYSKNICOWYM W CIEPŁOWNI KOMUNALNEJ

Wnioski i zalecenia z przeprowadzonych studiów wykonalności modernizacji źródeł ciepła w wybranych PEC. Michał Pawluczyk Sebastian Gurgacz

KOMPANIA WĘGLOWA S.A.

05. PALIWA GAZOWE. Spis treści: 5.1. Stan istniejący Przewidywane zmiany... 1

Innowacyjna technika grzewcza

Siłownie kogeneracyjne energetyki rozproszonej skojarzone z układami produkcji paliw z biomasy

Koszt produkcji energii napędowej dla różnych sposobów jej wytwarzania. autor: Jacek Skalmierski

Wysokosprawne układy kogeneracyjne szansą na rozwój ciepłownictwa

MAŁE KRAJOWE SYSTEMY CIEPŁOWNICZE Studium przypadku

69 Forum. Energia Efekt Środowisko

Rozdział 5. Kotłownie lokalne i przemysłowe

Podsumowanie i wnioski

Energetyka przemysłowa.

Czysta Energia - pakiet narzędzi analitycznych

Czerwiec Układ akumulacji ciepła w Elektrociepłowni Białystok

Ekonomika prosumenckiej partcypacji w osłonach kontrolnych OK1 i OK2 w środowisku kosztów krańcowych długookresowych i kosztów unikniętych

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: STC TP-s Punkty ECTS: 4. Kierunek: Technologia Chemiczna Specjalność: Technologia paliw

AKTUALIZACJA PROJEKTU ZAŁOŻEŃ DO PLANU ZAOPATRZENIA W CIEPŁO, ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ I PALIWA GAZOWE W GMINIE PRUDNIK. Część 08.

Ocena kosztów zastosowania komunikacji opartej na pojazdach elektrycznych

Techno serwis Pomykany Kraków Poland. Tel.: w.czarnecki@technoserwis.com.pl Internet:

TEMAT : PROJEKT WYKONAWCZY INSTALACJI GAZU ZIEMNEGO NA POTRZEBY KOTŁOWNI GAZOWEJ WBUDOWANEJ DLA BUDYNKU MIESZKALNEGO przy ul.brylowskiej 4, WARSZAWA

Dzięki tej transakcji zaczęła tworzyć urządzenia Einsteina. blisko

Układ trójgeneracjigazowej dla zespołu biurowo-usługowo-mieszkalnego przy ulicy Kruczkowskiego 2 w Warszawie. Baltic Business Forum 2011

Rozwój kogeneracji wyzwania dla inwestora

Jednostki Wytwórcze opalane gazem Alternatywa dla węgla

Innowacyjny układ trójgeneracji gazowej dla zespołu biurowo-usługowo-mieszkalnego przy ulicy Kruczkowskiego 2 w Warszawie GAZTERM 2014

RYSZARD BARTNIK ANALIZA TERMODYNAMICZNA I EKONOMICZNA MODERNIZACJI ENERGETYKI CIEPLNEJ Z WYKORZYSTANIEM TECHNOLOGII GAZOWYCH

Sieci ciepłownicze i gazowe Heat and gas distribution networks

Techno serwis Pomykany Kraków Poland. Tel.: w.czarnecki@technoserwis.com.pl Internet:

Nowe układy kogeneracyjne polska rzeczywistość i wyzwania przyszłości

I. CZĘŚĆ INFORMACYJNA. Nazwa firmy. Adres. Rodzaj działalności

Analiza zastosowania alternatywnych/odnawialnych źródeł energii

Ankieta do opracowania "Planu Gospodarki Niskoemisyjnej na terenie Gminy Konstancin-Jeziorna"

Znak:.187.chb. Bielsko-Biała 17 grudnia 2009

F O R M U L A R Z O F E R T Y... (ulica, nr domu, nr lokalu):... Numer telefonu:... i faksu:... NIP:...REGON:... Adres ...

Dobrano drugi kocioł gazowy firmy: Hoval. Model: 300 Moc nominalna: 272,0 kw Pojemność wodna: 420,0 dm 3 Średnica króćców:

Opracowanie koncepcji wymiany centralnego ogrzewania

Sieci gazowe Gas networks. Inżynieria Środowiska II stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Pytania dotyczące instalacji pompy ciepła Gmina Wierzbica:

INNOWACYJNE METODY MODERNIZACJI KOTŁOWNI PRZEMYSŁOWYCH KOGENERACJA I TRIGENERACJA.

Stosowane metody wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych

ENERGETYCZNE WYKORZYSTANIE GAZU W ELEKTROCIEPŁOWNI GORZÓW

Rozdział 9 Żeliwne kotły grzewcze z palnikiem wentylatorowym średniej i dużej mocy

Innowacje na Pomorzu. Projekt pn.: Energetyka obywatelska systemy kogeneracyjne. Zarządzamy energią od 33 lat. 2 luty 2017 r.

Automatyczne sterowanie pracą źródła ciepła. Mirosław Loch

KOMISJA Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 338/55

WP3.1. Warsztaty krajowe Możliwości rozwoju i bariery dla geotermalnych systemów c.o. Geotermalne sieci ciepłownicze

Podgrzew gazu pod kontrolą

Zestawienie. 4. Kotły stojące gazowe / olejowe i opcjonalne sterowniki. Kotły stojące gazowe / olejowe i opcjonalne sterowniki

Analiza techniczno-ekonomiczna korzystania z ciepła systemowego w porównaniu do innych źródeł ciepła

Zakres tematyczny Targów INSTALACJE 2012

Zastosowanie OZE i mikrokogeneracji. nzeb. dr inż. Adrian Trząski

Dyrektywa IPPC wyzwania dla ZA "Puławy" S.A. do 2016 roku

Energetyka I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny) stacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

Technologia gazowej mikrokogeneracji MCHP 6-20 kwe

Transkrypt:

XVI Konferencja GAZTERM 2013 Optymalizacja procesu wykorzystania przemysłowej energii odpadowej w stacjach gazowych Maciej Chaczykowski, Andrzej Osiadacz, Małgorzata Kwestarz Politechnika Warszawska Zakład Systemów Ciepłowniczych i Gazowniczych

Charakterystyka układów: jednostopniowe turboekspandery

Charakterystyka układów: dwustopniowe turboekspandery

Charakterystyka układów: trzystopniowe turboekspandery

Rozwiązania układu podgrzewania gazu Kocioł gazowy, Gazowy silnik spalinowy, Ogniwo paliwowe.

Model matematyczny turboekspandera Moc generatora

Model matematyczny turboekspandera Sprawność przy częściowym obciążeniu maszyny

Proponowana metoda optymalnego doboru turboekspandera [ ] Znajdź x = t, tkt, y, yk y takie, że max 1 2 n 1 2 n I z = t Pc y i= 1 a i i i i i n n T przy ograniczeniach: n ( ) ( i min, i i ) ( i maks, i i ) 0 t 8760 8760 t P y P( t)dt i i i i= 1 0 8760 t Q y Q( t)dt i= 1 0 n 8760 t Q y Q( t)dt i= 1 0 i

Przykład: Dobór turboekspandera Ciśnienie wejściowe (kpa)

Przykład: Dobór turboekspandera (c.d.) Ciśnienie wyjściowe (kpa)

Przykład: Dobór turboekspandera (c.d.) Ciśnienie wyjściowe (kpa)

Przykład: Dobór turboekspandera (c.d.) Przepływ (m3/h)

Przykład: Dobór turboekspandera (c.d.) Moc (kw)

Przykład: Dobór turboekspandera (c.d.) Moc (kw)

Przykład: Dobór turboekspandera (c.d.) Założono wstępną redukcję ciśnienia gazu na reduktorze do poziomu 3,3 MPa na wejściu do turbiny I stopnia oraz ciśnienie pośrednie 1,2 MPa. W obliczeniach uwzględniono sprawność turboekspanderów przy częściowym obciążeniu Do obliczeń mocy cieplnej przyjęto stałe wartości sprawności podgrzewaczy oraz kotłów, wynoszące odpowiednio 85% oraz 95%.

Przykład: Dobór turboekspandera (c.d.) W wariancie z silnikami spalinowymi przyjęto cenę energii elektrycznej, uwzględniającą możliwość posiadania certyfikatu czerwonego, przyznającego 29,84 PLN za wyprodukowanie 1 MWh energii w instalacji kogen. o mocy powyżej 1 MWe Z danych literaturowych wynika, że koszt eksploatacji turboekspanderów można przyjąć na poziomie 2% nakładów inwestycyjnych na zakup turboekspandera. Wysokość kosztów eksploatacji i serwisu (O&M) silników spalinowych jest na poziomie 10 EUR/MWh.

Przykład: Wyniki obliczeń optymalizacyjnych Producent turboekspandera CRYOSTAR Liczba stopni 2 Moc turboekspandera (kw) 1800 Sprawność w warunkach projektowych (%) 92 Nominalny przepływ (m3/h) 40 000 Maksymalny przepływ (m3/h) 44 000 Minimalny przepływ (m3/h) 10 000 Liczba godzin pracy w roku 8725 Przychód ze sprzedaży energii elektrycznej (PLN) 1 977 400 Koszt zakupu turboekspandera (PLN) 6 420 700 Zannualizowany nakład inwestycyjny na zakup turboekspandera (PLN) 1109 600 Funkcja celu 1,78

Przykład: Dobór urządzeń w wariancie z kotłownią Roczne zapotrzebowanie na energię cieplną (MWh) 16 043 Wymagana temperatura czynnika grzewczego (st. C) 90 Moc kotłów (kw) 3800 Cena gazu (PLN/kWh) 0,1203 Roczne koszty paliwa (PLN) 2 031 000

Przykład: Dobór urządzeń w wariancie z układem kogeneracyjnym Maksymalne zapotrzebowanie na energię cieplną (kw) 3833 Wymagana temperatura czynnika grzewczego (st. C) 90 Moc elektryczna silników (kw) 2 x 2022 = 4 044 Moc cieplna silników (kw) 2 x 2265 = 4530 Zużycie paliwa (kw) 2 x 4756 = 9512 Roczne koszty paliwa (PLN) 10 024 000 Przychody ze sprzedaży energii elektrycznej wyprodukowanej w silniku (PLN) 8 142 000

Przykład: Dane dot. kosztów inwestycji Koszt zakupu turboekspandera (PLN) 6 420 700 Koszt zakupu kotłowni kontenerowej (PLN) 800 000 Koszt zakupu silnika spalinowego (z kontenerem i kominem) (PLN) 8 610 000

Przykład: Dane dot. kosztów inwestycji (c.d.) Wariant instalacji podgrzwania gazu Kotłownia Układ kogeneracyjny Całkowite nakłady inwestycyjne 7 220 000 15 031 000 Zannualizowany nakład inwestycyjny 1 248 000 2 598 000 Koszty paliwa 2 031 000 10 024 000 Koszty eksploatacji i serwisu 128 000 1 627 000 Przychody ze sprzedaży energii elektrycznej w wariancie bazowym (PLN) Roczny przepływ pieniądza w wariancie bazowym (PLN) Roczny przepływ pieniądza przy 15-letnim okresie amortyzacji 1 977 400 10 119 000-1 430 000-4 129 000-877 000-2 980 000

Wnioski Zastosowanie turboekspandera do redukcji ciśnienia gazu w stacjach redukcyjnych umożliwia wykorzystanie energii, która przy tradycyjnym rozwiązaniu polegającym na dławieniu przepływu w reduktorze jest bezpowrotnie rozpraszana. Rozprężanie gazu z wykonaniem pracy w rozprężarce wiąże się z większym spadkiem temperatury gazu w porównaniu ze spadkiem temperatury podczas dławienia (dodatkowe koszty podgrzewania gazu). Przedstawiono metodę optymalnego doboru turboekspanderów w stacji. Wstępne obliczenia testowe przeprowadzone na rzeczywistych danych potwierdziły poprawność metody.

Wnioski (c.d.) Szczegółowe obliczenia mocy elektrycznej powinny uwzględniać sprawności turboekspandera w warunkach innych niż projektowe (przy częściowym obciążeniu układu). Uzyskane wyniki obliczeń optymalizacyjnych doboru turboekspandera świadczą o możliwości zrealizowania projektu jedynie w przypadku bezzwrotnej dotacji Barierę wysokich kosztów inwestycyjnych można pokonać w oparciu o krajowy produkt na bazie dostępnego prototypu turboekspandera

Podziękowania Autorzy dziękują Zarządowi Operatora Gazociągów Przesyłowych GAZ SYSTEM S.A. za wyrażenie zgody na publikację wyników pracy będącej własnością Operatora

Literatura [1] Osiadacz A., Chaczykowski M. (2010), Stacje gazowe. Teoria, projektowanie, eksploatacja, Fluid Systems, Warszawa [2] Howard C., Oostuizen P., Peppley B., An investigation of the performance of a hybrid turboexpander-fuell cell system for power recovery at natural gas pressure reduction stations, Applied Thermal Engineerieng 31 (2011) 2165-2170 [3] Kostowski W., Żydek T., Górny K. (2010), Turboekspander jako perspektywiczna technologia dla systemu gazowego, Rynek energii, Nr 3. [4] Erdgas-Entspannungsanlage Arlesheim, Gasverbund Mittelland AG, Arlesheim, Switzerland [5] Materiały informacyjne firmy RMG Regel + Messtechnik GmbH. [6] Materiały informacyjne firmy Atlas Copco Energas GmbH [7] Materiały informacyjne firmy GE Oil & Gas, Nuovo Pignone S.p.A.