|
| |
|
|
Vliv tlakové ztráty odtahu na účinnost plynové mikroturbíny
Čechman, Ondřej ; Havlásek, Martin (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je pomoci aplikovat mikroturbíny v průmyslu tam, kde se dosud nevyužívají, ale kde by jejich využití mohlo přinést ekonomickou úsporu. To platí zvláště v případě kombinované výroby elektřiny a tepla. Pro konkrétní kogenerační systém je třeba navrhnout tepelný výměník vždy na míru aplikaci. Jedním z důležitých parametrů pro návrh tepelného výměníku je tlaková ztráta způsobená výměníkem v odtahu spalin, jež má negativní vliv na elektrickou účinnost mikroturbíny. Konkrétně tato práce ověřuje vliv tlakové ztráty na el. účinnost plynové mikroturbíny. Tuto problematiku řeší teoreticky s využitím hodnot deklarovaných výrobcem, které pak ověřuje experimentálním měřením. Výsledky práce poslouží k integraci konkrétní mikroturbíny (Capstone C30), jako kogenerační jednotky do modelu energeticky náročného spotřebitele v Laboratoři energeticky náročných procesů NETME Centre při Fakultě strojního inženýrství Vysokého učení technického v Brně.
|
|
|
Experimentální ověření kogeneračního systému na bázi plynové mikroturbíny
Buřil, Lukáš ; Konečná, Eva (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Hlavním tématem této diplomové práce je problematika integrace plynové mikroturbíny do prádelenského provozu. Tato integrace spočívá ve využití odpadního tepla z plynové mikroturbíny pro přímé sušení prádla a ohřev vody v tepelném výměníku. Ohřátá voda může být následně využita při praní prádla. Všechny experimenty byly provedeny na kogeneračním systému, kterým je vybavena Laboratoř energeticky náročných procesů NETME Centre při Fakultě strojního inženýrství Vysokého učení technického v Brně. Tento systém se skládá z plynové mikroturbíny Capstone C30 s elektrickým výkonem 30 kW, plynového sušiče Primus DX55 s nominální kapacitou 55 kg prádla a spalinového tepelného výměníku Vakading typu Vakavlas s výkonem 53 kW. V rámci práce byla provedena potřebná technická příprava a rozsáhlá měření zahrnující poloprovozní zkoušky 4 režimů provozu kogeneračního systému a jeho dílčích prvků. Cílem zkoušek bylo poloprovozní ověření: • Sušení prádla standardním programem sušiče • Nahřívání vody v akumulační nádrži • Výkonnosti spalinového výměníku • Přímého sušení prádla spalinami mikroturbíny a současného ohřevu vody ve výměníku Hlavním přínosem práce jsou: • Sumarizace všech poznatků v oblasti přímého sušení prádla spalinami, které byly získány na základě experimentálních měření • Vytvoření metodiky užití spalin pro přímé sušení, která je použitelná nejen pro sušení prádla, ale i pro ostatní procesy sušení v průmyslu • Shrnutí poznatků v oblasti testování tepelných výměníků aplikovatelných i pro další zařízení procesního průmyslu a stanovení parametrů tepelného výměníku • Nalezení vhodných provozních podmínek a nastavení kogeneračního systému • Vyhodnocení problematických míst současné konfigurace a návrh možných změn • Jednoduchá ekonomická analýza provozu Během experimentů bylo zjištěno, že přímým sušením prádla je možné dosáhnout dokonce lepších výsledků než v případě standardního sušení v plynovém sušiči. Rovněž byla ověřena funkčnost celého systému spolu s tepelným výměníkem a tím ověřena možnost integrace turbíny do prádelenského procesu. Integrace plynové mikroturbíny je tedy nejen možná, ale pro řadu prádelenských provozů by byla i ekonomicky výhodná.
|
|
|
Analýza faktorů ovlivňujících provoz plynové mikroturbíny
Kostrhounová, Petra ; Máša, Vítězslav (oponent) ; Konečná, Eva (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá posouzením provozních parametrů plynové mikroturbíny. První část se věnuje plynové mikroturbíně, její funkci a jednotlivým konstrukčním součástem. Dále je popsáno možné využití v rámci kombinované výroby elektřiny a tepla a přehled hlavních výrobců zařízení na současném trhu. Teoretická část práce na základě rešerše odborných studií shrnuje vybrané faktory, které ovlivňují elektrickou účinnost plynové mikroturbíny, konkrétně se jedná o teplotu a relativní vlhkost vzduchu, atmosférický tlak a parametry různých druhů paliva. V poslední části se práce zaměřuje na konkrétní provoz plynové mikroturbíny Capstone C30. Jsou analyzována data z experimentálních měření a je z nich určena elektrická účinnost, která je srovnána s teoretickými předpoklady. Na závěr je diskutován vliv změřených parametrů na elektrickou účinnost zařízení a navrhnut ideální průběh experimentu.
|
|
|
Technicko-ekonomické hodnocení systému pro využití odpadního tepla z plynové mikroturbíny
Slovák, Rostislav ; Kilkovský, Bohuslav (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Zájem o využití plynových mikroturbín coby kogeneračních jednotek v průmyslových procesech je stále nízký. Hlavním cílem diplomové práce je proto technické a ekonomické vyhodnocení využití odpadního tepla z plynové mikroturbíny, které je klíčové pro ekonomiku jejího provozu. Text obsahuje popis kogeneračního systému, který se postupně budoval v Laboratoři energeticky náročných procesů v NETME Centre. Autor práce se připojil k posledním pracím před spuštěním tohoto systému a v práci představuje výsledky prvních experimentů prováděných na této sestavě. Spaliny z mikroturbíny byly použity pro ohřev vody ve výměníku spalinyvoda a pro přímé sušení prádla. Na základě spolupráce s průmyslovými partnery v oboru byl vytvořen model prádelny s kapacitou 10 tun prádla na směnu. Výsledky experimentálního měření byly následně využity k integraci plynové mikroturbíny do průmyslového procesu profesní údržby prádla. Detailní komentáře a do hloubky propracované modely případových studií v programu Chemstation Chemcad podrobně mapují všechna úskalí využití mikroturbíny v tomto procesu. Přínos práce se očekává ve dvou oblastech – v podpoře širšího využití plynových mikroturbín a v energetických úsporách pro prádelenské provozy.
|
|
|
Řízení systému pro využití odpadního tepla z plynové mikroturbíny
Kijanica, Michael ; Konečná, Eva (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá řízením kogeneračního systému pro využití odpadnío tepla z plynové mikroturbíny. Tento komplexní kogenerační systém vznikl v Laboratoři energeticky náročných procesů NETME Centre a jeho hlavním účelem je zkoumání využití horkých spalin v procesu sušení prádla. Pro případnou implementaci podobného kogeneračního systému v průmyslu je třeba navrhnout automatické řízení tohoto systému pro zjednodušení prádelenských operací, snížení energetických ztrát a také zvýšení bezpečnosti.
|
|
|
Účinnost plynových mikroturbín
Slovák, Rostislav ; Gal, Pavel (oponent) ; Havlásek, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se věnuje plynovým mikroturbínám a motorům. Práce je rozdělena do pěti částí. První část je úvodem do problematiky kogeneračních technologií. Druhá kapitola se věnuje popisu plynových mikroturbín, včetně výpočtu jejich ideální účinnosti. Třetí část nabízí popis plynových motorů. Čtvrtá část porovnává plynové motory s mikroturbínami na základě katalogových hodnot výrobců. Poslední kapitola popisuje experimentální zjištění účinností plynové mikroturbíny Capstone C30 a nabízí srovnání ideální, katalogové a pokusně zjištěné účinnosti, patřičné rozdíly vysvětluje.
|
|
|
Studie provozu plynové mikroturbíny
Horník, Jan ; Bobák, Petr (oponent) ; Vondra, Marek (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na studii provozu plynové mikroturbíny. Její teoretická část seznamuje čtenáře s plynovou mikroturbínou. Praktická část se zaměřuje na její využití v provozu průmyslového praní prádla. Analytická část obsahuje návrh a realizaci měření, na která navazují potřebné výpočty. Na jejich základě je navrženo využití spalin z mikroturbíny ve zmíněném provozu. Finálním výstupem práce je pak finanční bilance pro jednotlivá řešení, která shrnují ekonomickou návratnost nákupu mikroturbíny.
|
|
|
Systém pro využití tepla spalin plynové mikroturbíny
Vilda, Dalibor ; Jícha, Jaroslav (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Tématem práce je problematika integrace plynových mikroturbín do průmyslových provozů. Cílem je rozšíření aplikačního potenciálu této technologie návrhem její integrace do procesu, ve kterém dosud není využívána. Tímto procesem je profesní údržba prádla. Profesní údržba prádla byla vybrána jako představitel obecně známého procesu, který je zajímavý z pohledu energetické náročnosti. Spojení progresivní kogenerační technologie a rozšířeného průmyslového procesu přináší slibný aplikační potenciál. Práce se zaměřuje na malé průmyslové prádelny do 500 kg zpracovaného prádla za směnu. Jako kogenerační jednotka byla využita plynová mikroturbína Capstone C30, která má vzhledem k procesu adekvátní výkon. Kompletní prádelenský provoz i plynová mikroturbína je součástí vybavení Laboratoře energeticky náročných procesů v NETME Centre. Hlavním přínosem práce je návrh systému pro využití tepla spalin pro ohřev hlavních vstupních proudů do prádelny, tedy teplé vody pro pračky a teplého vzduchu pro sušení v sušičích. Integrace plynové mikroturbíny provedená na míru konkrétnímu procesu může být významným úsporným opatřením s pozitivními dopady na ekonomiku provozu.
|
|
|
Simulační nástroj pro integraci plynové mikroturbíny do průmyslových provozů
Konečná, Eva ; Stehlík, Petr (oponent) ; Ovčačík,, Filip (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Vzhledem k současné napjaté energetické situaci vzniká potřeba vysoce efektivního využívání primárních zdrojů energie. Možným řešením této situace jsou plynové mikroturbíny, které jsou progresivním zdrojem kombinované výroby energie. Plynová mikroturbína pracuje s elektrickou účinností okolo 30 % a dalších 50 % se nachází v horkých spalinách. Právě využití tohoto odpadního tepla je klíčové k dosahování vysoké kombinované účinnosti výroby a úspor primární energie. Práce představuje metodiku integrace plynových mikroturbín do průmyslových provozů, na jejímž základě je vytvořen softwarový nástroj pro výběr plynové mikroturbíny a efektivní využití odpadního tepla z produkovaných spalin. Efektivním využitím se myslí především přímé sušení, technologický ohřev procesních proudů, příprava teplé užitkové vody a akumulace tepla. Metodika integrace plynové mikroturbíny do průmyslového provozu zahrnuje i technicko-ekonomické vyhodnocení investice. Metodika je zpracovaná do podoby unikátního softwarového nástroje, který posoudí různé varianty integrace plynové mikroturbíny ve středně velké průmyslové prádelně a doporučí tu nejvýhodnější. Pro tvorbu nástroje byl použit programovací jazyk Python v kombinaci s MS Excel tak, aby byl nástroj jednoduše použitelný i bez specializovaných softwarů. Hlavní výhodou však je, že má univerzální charakter a lze ho snadno adaptovat na další průmyslové procesy. Uživateli přitom stačí pouze běžné provozní znalosti o cílovém procesu. Jako případová studie byl vybrán prádelenský proces. Byla zpracována data z řady průmyslových prádelen v České republice. Ukázalo se, že důležitým kritériem pro volbu plynové mikroturbíny jako hlavního zdroje energie je poměr mezi potřebnou elektrickou a tepelnou energií. Zejména pro starší prádelenské provozy platí, že je třeba nejdříve provést jejich energetickou optimalizaci a až poté začít s výběrem vhodného zdroje energie. Při správné integraci je možné dosáhnout kombinované účinnosti plynové mikroturbíny až 90 % a přijatelné návratnosti. Vhodný cílový proces pro integraci plynové mikroturbíny je takový, který využije největší přednost plynové mikroturbíny, kterou je produkce horkých a čistých spalin. Je třeba hledat procesy, kde lze maximum těchto spalin použit přímo, bez dalších nákladných aparátů pro přenos tepla. Sušení prádla v průmyslových prádelnách takovým procesem bezpochyby je. Navržený softwarový nástroj je jednoduchou, rychlou, a především univerzální možností pro zhodnocení vhodnosti plynové mikroturbíny na základě běžných provozních znalostí o sledovaném procesu.
|
host ::
RSS.