PL
EN

Infrastruktura

Infrastruktura

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.


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

Kocioł podgrzewający olej termalny – źródło ciepła układu ORC


turbogenerator klasyczny,
⦁    hybrydowe łożyska smarowane olejem,
⦁    turbina osiowa wielostopniowa, 9 000 obr/min
⦁    częściowe zasilanie


turbogenerator hermetyczny
⦁    hybrydowe łożyska smarowane czynnikiem,
⦁    magnetyczne łożysko oporowe
⦁    turbina promieniowa 20 000 obr/min

Turbogeneratory ORC




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

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


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 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


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