Přejít k obsahu


A cost-effective compressed air generation for manufacturing using modified microturbines

Citace:
ERET, P. A cost-effective compressed air generation for manufacturing using modified microturbines. Applied Thermal Engineering, 2016, roč. 2016, č. 107, s. 311-319. ISSN: 1359-4311
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: A cost-effective compressed air generation for manufacturing using modified microturbines
Rok vydání: 2016
Autoři: Ing. Petr Eret Ph.D.
Abstrakt CZ: Stlačený vzduch je pro některé výrobní procesy nenahraditelným energetickým zdrojem a je také běžný v aplikacích, u kterých lze najít alternativní řešení. Pro průmysl je tato forma energie klíčová, ale náklady na výrobu stlačeného vzduchu jsou bohužel jedny z nejvyšších. V důsledku toho je navržen netradiční způsob výroby stlačeného vzduchu pomocí mikroturbín. Koncept je založen na odběru jistého množství stlačeného vzduchu z kompresoru, zatímco zbytkový vzduch proudí dále do turbíny, aby mohl vyprodukovat dostatečný výkon k pohonu samotného kompresoru. Jsou uvedeny termodynamické a nákladové analýzy pro několik možných variant systému od jednoduchého cyklu až po konfiguraci s mezichladičem, rekuperátorem a přihřívákem. Výpočty jsou založeny na typických požadavcích (množství a tlak stlačeného vzduchu) malých až středně velkých výrobních podniků. Z důvodu nízké ceny zemního plynu je analýza zaměřena na severoamerický trh. Mikroturbína s rekuperátorem, odběrem vzduchu po částečném stlačením, mezichladičem a dochlazovačem představuje variantu s nejnižšími náklady životního cyklu. Ekonomický benefit navržené metody (pro uvažované návrhové parametry a ceny energií) je demonstrován na přímých srovnáních s elektrickým motorem a tradiční mikroturbínou.
Abstrakt EN: Compressed air is an irreplaceable energy source for some manufacturing processes, and is also common in applications even when there are alternatives. As a result, compressed air is a key utility in manufacturing industry, but unfortunately the cost of compressed air production is one of the most expensive processes in a manufacturing facility. In order to reduce the compressed air generation cost an unconventional way using a microturbine configuration is proposed. The concept is based on an extraction of a certain amount of compressed air from/after the compressor with the residual air flowing to the turbine to produce sufficient back power to drive the compressor. A thermodynamic and life cycle analysis are presented for several system variations, including a simple cycle without a recuperator and a complex configuration with an intercooler, recuperator and reheating. The study is based on the typical requirements (i.e. quantity, pressure) for a small to medium sized industrial compressed air system. The analysis is focused on the North American market due to the low price of natural gas. The lowest life cycle cost alternative is represented by a microturbine concept with a recuperator, air extraction after partial compression, intercooler and aftercooler. A comparison of an electric motor and conventional microturbine prime movers demonstrates the economic benefit of the proposed compressed air generation method, for the design parameters and utility prices considered.
Klíčová slova

Zpět

Patička