Gróf Gyula
A HŐHASZNOSÍTÁS KORSZERŰ MÓDSZERE: AZ ORC KÖRFOLYAMAT
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 1
TEMATIKA − Organikus (Szerves) Rankine Ciklus ismertetése – ORC − Milyen hőforrásokra kapcsolható az ORC Kiserőmű ? − Elektromos energia termelés füstgáz alapúmaradvány hőből – ORC Triogen Kiserőmű − Elektromos energia termelés meleg víz bázisú maradvány hőből – ORC Green Machine Kiserőmű − Példák, lehetőségek a Kiserőművek telepítésére – referenciák bemutatása
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 2
RANKINE CYKLUS
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 3
SZIMBOLIKA ÉS ÁLLAPOTDIAGRAM 3 T
HF
G 600 T
4
3
500 °C 400
K 3'
300
2
3"
1 TSZ
200 2 1
100
4
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 s, kJ/(kgK)
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 4
ATOMERŐMŰ KÖRFOLYAMATA
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 5
?ORC - a MUNKAKÖZEG MIATT
Tanszéki diplomaterv, Alejandro Tristán Jimenez
Víz helyett organikus munkaközeg választás:
➢ Költség és elérhetőség ➢ Ne legyen gyúlékony ➢ Kémiai stabilitás
➢ Ne legyen toxikus ➢ Környezeti hatás ➢ Viszkozitás
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 6
REGENERÁTOROS ORC
Bruno Vanslambrouck
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 7
VÍZGŐZ – ORC HŐBEVEZETÉS
Bruno Vanslambrouck
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 8
KÖRFOLYAMAT VEZETÉSE
Bertrand FANKAM TCHANCHE
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 9
HŐFORRÁS - INTEGRÁCIÓ
Vélez et al.
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 10
HŐFORRÁS - INTEGRÁCIÓ
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 11
MUNKAKÖZEG SZÁRMAZTATÁS ÉS TULAJDONSÁGOK
Metán sor
Etán sor Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 12
MUNKAKÖZEG - ALKALMAZÁS
Branchini et al. Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 13
BIOMASSZA - ORC
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 14
BIOMASSZA – ORC energia áramok
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 15
MOTOR FEJELÉS ORC-vel
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 16
MOTOR FEJELÉS ORC-vel
Tanszéki diplomaterv, Alejandro Tristán Jimenez
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 17
MOTOR FEJELÉS ORC-vel Gázmotor és ORC kooperáció
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 18
ORMAT (USA) ORC
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 19
TURBODEN (I) ORC
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 20
TRIOGEN (NL) ORC
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 21
TURBODEN (I) ORC
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 22
BELSŐÉGÉSŰ MOTOR vagy GÁZTURBINÁK és az ORC Hő visszanyerés Motorok és Gázturbinák esetén: • • • •
Kipufogó gáz hője a leginkább hasznosítható Néhány alacsony hőmérsékletű ORC blokkhűtési hőt is képes hasznosítani Általában 10 % villamos teljesítmény növelés érhető el Ha az eredeti motor/turbina megújuló alapú hőforrással üzemel a gazdaságosság a támogatások miatt jó lesz • A nagyhőmérsékletű füstgáznál inkább gőz körfolyamatot érdemes a nagyobb teljesítményű telepeken alkalmazni
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 23
ORC önállóan A magas hőmérséklethez is van megfelelő munkaközeg ezért elérhető önálló CHP alkalmazásra is – főként biomasszára alkalmazzák
Olasz európai úttörő a technológiában.
Német termo olaj specialista.
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 24
ORC kritikus eleme: a turbina ORC esetén a turbina speciális tervezési kérdés – hatásfok, ár • • • •
Hatásfok Nagysebességű generátor, csapágyazás? ORC közeg átmehet a generátoron, kenést biztosíthat Egyedi tervezésű turbina – ettől drága
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 25
BEP (B) ORC „egzotikus expander 1”
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 26
ORC „egzotikus expander 2”
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 27
ORC „egzotikus expander 3”
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 28
ORC „egzotikus expander 4”
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 29
ORC „egzotikus expander 4” LYSHOLM expander
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 30
Expander típusok alkalmazhatósága
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 31
GEOTERMIKUS ORC Geotermikus:
hő-hasznosítással azonos technológia 75 – 300 °C széles teljesítmény tartomány a kondenzációs hő is hasznosítható
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 32
GEOTERMIKUS ORC
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 33
MIKRO CHP ORC
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 34
OEM ORC egység példa 1
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 35
OEM ORC egység példa 2: GE
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 36
OEM ORC egység példa 3.
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 37
Az ORC árakról (1):
Module prices (indicative): Turboden: 500kW: about € 1900 /kWe 1000 kW: about € 1350 /kWe 2000 kW: about € 950 /KWe Pure Cycle 280 (ca 250 kWe) : € 335 000 or € 1350/kWe Maxxtec: prices are confidential Tri-O-Gen: 150 kW unit @ € 400 000-450 000 or ca € 3000 /kWe BEP-Europe: 55 kW unit @ € 100 000 or € 1820 /kWe 250 kW unit: ca € 330 000 or € 1320 /kWe
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 38
ORC árakról (2):
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 39
KONKLÚZIÓ (irodalom után): - ORC kipróbált, kereskedelmileg elérhető technológia - Széles alkalmazási körrel - Fő előny a vízgőz körfolyamattal szemben az alacsonyabb hatásfok ellenére az alacsony hőmérsékleten való alkalmazhatóság - ORC kevésbé komplikált egyszerűbb az üzemvitele, alacsonyabb nyomások - Vízgőz körfolyamat inkább a magas hőmérsékletű forrásoknál és a nagy teljesítmény esetén - Gazdaságos ha van támogatás - Kiváló CHP lehetőség a kondenzációs hő hasznosítása miatt - Zöld támogatással 3 év megtérülés is lehet - Hővisszanyerésnél reálisan inkább 5 év - Benchmark fontos ha rászánjuk magunkat - Nagyon függ a villamos energia ártól – nyilván - Harmadik feles finanszírozás lehetséges – nem lesz nálunk jellemző Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 40
Köszönöm a figyelmet!
Gróf Gyula | Hőhasznosítás korszerű … | © 2015 Magyar Hidrológiai Társaság Csatornázási és Szennyvíztisztítási Szakosztály |2015. 04.09. | 41
