PL
EN

Badawczy układ poligeneracyjny ORC

Układ stanowi model siłowni poligeneracyjnej do produkcji energii elektrycznej, ciepła sieciowego i chłodu w zakresie mocy 0.1 – 1MWe. Wykorzystuje dostępne ciepło średniotemperaturowe (ok. 350oC). Układ obejmuje:

  • kocioł gazowy o mocy 500 kW,
  • układ ORC z czynnikiem roboczym MDM o mocy 80 kWe z turbiną osiową wielostopniową i turbiną jednostopniową promieniową,
  • generację energii elektrycznej do SEE,
  • instalację ciepłowniczą,
  • układ produkcji chłodu o mocy 20 kW,

Schemat układu ORC 100 kW.
Schemat układu ORC 100 kW.

 

Podstawowe parametry pracy układu ORC

  • turbina od 12 bar/280oC do 0.17 bar/230oC
  • rekuperator – para czynnika 230oC/130oC, ciecz  90oC /190oC,
  • parownik - 280oC,
  • kondensator - 90oC,
  • woda ciepła (zima) - 80oC/60oC.

SIŁOWNIA ORC 100 kW
SIŁOWNIA ORC 100 kW
Kocioł podgrzewający olej termalny – źródło ciepła układu ORC

Kocioł podgrzewający olej termalny – źródło ciepła układu ORC

 


turbogenerator klasyczny,
turbogenerator klasyczny,

  • hybrydowe łożyska smarowane olejem,
  • turbina osiowa wielostopniowa, 9 000 obr/min
  • częściowe zasilanie

turbogenerator hermetyczny
turbogenerator hermetyczny

  • hybrydowe łożyska smarowane czynnikiem,
  • magnetyczne łożysko oporowe
  • turbina promieniowa 20 000 obr/min

Fotografia układu strumienicowego produkcji chłodu
Fotografia układu strumienicowego
produkcji chłodu



Układ gazowo-parowy ORC

Instalacja jest kontenerowym układem kogeneracji energii elektrycznej i ciepła o wysokiej sprawności produkcji elektrycznej. Podstawową jednostką układu jest silnik spalinowy gazowy. Drugim układem generacyjnym jest układ parowy ORC, który wykorzystuje ciepło spalin z silnika poprzez termoolejowy kocioł odzysknicowy. Układ obejmuje:

  • silnik gazowy MAN o mocy 380 kWe,
  • kocioł odzysknicowy 280 kW,
  • układ ORC z czynnikiem SES36 z grupą silników pneumatycznych z wirującymi tłokami oraz turbiną promieniowo-osiową o mocy 40 kWe,
  • generację energii elektrycznej do SEE,
  • instalację ciepłowniczą,

Schemat układu kogeneracyjnego gazowo-parowego ORC
Schemat układu kogeneracyjnego gazowo-parowego ORC


Silnik spalinowy
Silnik spalinowy

silnik 12 cylindrowy na gazie ziemnym,

  • moc elektryczna max 420 kWe,
  • moc cieplna ze spalin 280 kW,
  • moc cieplna z bloku silnika - 230 kW,
  • sprawność przy gazie ziemnym - 40% el.

Wymiennik ciepła – kocioł odzysknicowy
Wymiennik ciepła – kocioł odzysknicowy

Układ ORC
Układ ORC


Parametry pracy układu ORC

  • Moc elektryczna brutto: 40 kWe
  • Źródło ciepła: olej termalny Veco 5HT, moc cieplna 280 kWc, temperatury dolot/wylot: 170°C/110°C
  • Źródło chłodu: 40% glikol, Moc chłodnicza wymagana 265 kWc, temperatury dolot/wylot: 35°C/55°C

Ekspander

  • silnik pneumatyczny z wirującymi tłokami, w kapsule hermetycznej,
  • obroty: 1500 obr/min,
  • łożyska: kulkowe z membraną ciśnieniową, smarowane wtryskiem oleju w obszarze czynnika roboczego.

Turbina 40 kWe na czynnik roboczy SES36

  • wydatek masowy – 1,162 kg/s,
  • spadek ciśnienia z 14.64 do 2.20 bara,
  • prędkość obrotowa – 15000 obr/min.

Stanowisko silników spalinowych

Stanowisko służy do badania procesów spalania gazów niskokalorycznych pochodzących ze zgazowania biomasy w silnikach spalinowych tłokowych. Stanowisko obejmuje:

  • Instalacja silników spalinowych tłokowych - silnik spalinowy CEZ o mocy 60 kW zasilany paliwem syngazowym, silnik spalinowy PERKINS o mocy 30 kW zasilany paliwem biogazowym,
  • Stacja mieszania gazów technicznych,
  • Układ zasilania silników paliwem biogazowym i syngazowym,
  • Aparatura do indykacji silników (system AVL)

Instalacja mieszania gazów technicznych
Instalacja mieszania gazów technicznych


Instalacja silników spalinowych

Instalacja silników spalinowych

Stanowisko turbiny biogazowej

Układ służy do badania procesów spalania gazów niskokalorycznych – biogazów w silnikach spalinowych turbinowych. Stanowisko obejmuje:

  • silnik spalinowy turbinowy TURBEC 100 kW zasilany paliwem biogazowym,
  • sprężarkę biogazu,
  • Stację mieszania gazów technicznych,
  • układ zasilania silników paliwem biogazowym i syngazowym.

TURBEC 100 kW
TURBEC 100 kW

Stanowisko mikrosilnika turbo-odrzutowego GTM 140

Stanowisko mikrosilnika turbo-odrzutowego GTM 140
Stanowisko mikrosilnika turbo-odrzutowego GTM 140

Oprogramowanie

  • oprogramowanie CAD (computer aided design) - TURBINA oraz SimAx na bazie modelu 0/1D do obliczeń i projektowania układów przepływowych stopni i grup stopni turbin osiowych, promieniowo-osiowych i promieniowych;
  • oprogramowanie AGILE (AXIAL, RITAL) do projektowania układów przepływowych turbin osiowych i promieniowych
  • solwery 3D RANS do badania przepływu gazu lepkiego w maszynach wirnikowych Fluent i CFX (ANSYS) oraz FlowER (Yershov, Rusanov),
  • oprogramowanie CSM (computational structure mechanics) – ANSYS oraz solwer WYKA na bazie elementów skończonych powłok o średniej grubości;
  • pakiet optymalizacyjny Opti_turb dla interdyscyplinarnej optymalizacji sprawnościowej układów przepływowych maszyn wirnikowych;
DO GÓRY