Układy gazowo-parowe z CO2 jako czynnikiem roboczym

W procesie rozwoju technologii energetycznych istotne miejsce zajmują technologie wykorzystania ciepła odpadowego i technologie wykorzystania ciepła niskotemperaturowego. Jednym z najpopularniejszych obiegów wykorzystywanych w tym celu jest obieg Rankine’a. Wykorzystanie dwutlenku węgla jako czynnika roboczego zarówno w obiegach o ciśnieniu nadkrytycznym, jak i obiegach transkrytycznych cechuje się wieloma zaletami w porównaniu z tradycyjnymi obiegami wykorzystującymi parę wodną. Najistotniejsze z nich są związane z rozmiarami maszyn i urządzeń. Dwutlenek węgla jest również czynnikiem dostępnym, o małym potencjale wpływu na warstwę ozonową w porównaniu z innymi czynnikami organicznymi. W pracy przedstawiono analizę układu gazowo-parowego z CO₂ jako czynnikiem roboczym. W szczególności określono podstawowe parametry energetyczne oraz straty egzergii w wymiennikach ciepła.

Pełny tekst (pdf)

1. Chen H., Goswami D.Y., Rahman M.R., Stefanakos E.K.: Energetic and exergetic analysis of CO2- and R32-based transcritical Rankine cycles for low grade heat conversion, Applied Energy, 88 (2011), 2802-2808.
2. Chmielniak T.J., Bełch K.: Wychwyt, transport i składowanie CO₂ – przegląd technologii, Archiwum Energetyki, 38 (2008), 61-81.
3. Walnum H.T., Nekså P., Nord L.O., Andresen T.: Modelling and simulation of CO₂ (carbon dioxide) bottoming cycles for offshore oil and gas installations at design and off-design conditions, Energy, 59 (2013), 513-520.
4. Johnson G.A. et al.: Supercritical CO₂ cycle development at Pratt & Whitney Rocketdyne, Proc. ASME TurboExpo GT2012, Copenhagen, GT2012-70105.
5. Kimball K.J., Clementoni E.M.: Supercritical carbon dioxide Brayton power cycle development overview, Proc. ASME TurboExpo GT2012, Copenhagen, GT2012-68204.
6. Lepszy S.: Energy analysis of biogas fueled micro gas turbine and reciprocating engine combined with organic Rankine cycle, 11th Int. Conf. Heat engines and environmental protection, Balatonfüred, Węgry 2013.
7. Saleh B., Koglbauer G., Wendland M., Fischer J.: Working fluids for low-temperature organic rankine cycles, Energy, 32 (2007), 1210-1221.
8. Vélez F., Segovia J., Chejne F., Antolín G, Quijano A., Martín M.C.: Low temperature heat source for power generation: Exhaustive analysis of a carbon dioxide transcritical power cycle, Energy, 36 (2011), 5497-5507.
9. Witkowski A., Majkut M.: The impact of CO₂ compression systems on the compressor power required for a pulverized coal-fired power plant in post-combustion carbon dioxide sequestration, Arch. Mech. Eng., 59 (2012), 343-360.