Inovativní energetické koncepce v současném teplárenství

Ing. Aleš HROMÁDKA

Doctoral thesis

Abstract:

Centrální teplárny jsou provozovány již desítky let s původní technologií. Určitá část těchto centrálních tepláren má instalovány protitlakové turbíny. Protitlakové turbíny nejsou v současnosti provozně udržitelné. Důvodem jejich neudržitelnosti je nemožnost provozu při nedostatečném tepelném požadavku a nedostatečná flexibilita výroby. Kondenzační turbíny obebně dosahují nižší kogenerační účinnosti, nicméně jsou provozně flexibilnější. Proto jsou preferovány pro současné teplárenské provozy. Kondenzační turbíny jsou schopny pracovat s libovolným tepelným požadavkem. Tato práce je zaměřena na inovace vedoucí k trvalé udržitelnosti a lepší flexibilitě protitlakových turbín. Hlavní inovační technologie je představen a zkoumán subkritický organický Rankinův cyklus a jeho možnost implementace do současného protitlakového cyklu. Implementace organického Rankinova cyklu umožňuje v případě nedostatečného tepelného požadavku generovat dodatečnou elektrickou energii a dodává protitlakové turbíně větší výrobní flexibility kogenerační výroby, což by mohlo být opravdu výhodné. To znamená, že provozní problémy protitlakových turbín mohou být odstraněny pomocí vhodné implementace organického Rankinova cyklu.

Abstract:

Central cogeneration power plants have already been operated with original technologies for decades. Back pressure turbines have not currently been sustainable technology. Reasons of their unsustainability are operation impossibility during insufficient heat requirements and insufficient operational flexibility. Condensing turbines generally reach lower cogeneration efficiency. However, the turbines are more flexible in operation. Therefore, condensing turbines are preferred for current cogeneration power plants. Condensing turbines are able to work with any heat requirements. This thesis is mainly focused on innovations, which leads to sustainability and better flexibility of back pressure turbines. Main innovation technology is presented and investigated subcritical organic Rankine cycle and its possibility of implementation into current back pressure turbines. In case of insufficient heat requirements, the implementation of an organic Rankine cycle enables to generate added electric power and to ensure bigger flexibility of cogenerating production, which could be really beneficial. It means, that operational issues of back pressure turbines could be removed by suitable implementation of an organic Rankine cycle.

Keywords

Protitlaková turbína, Kogenerační teplárna, Organický Rankinův cyklus, Syntéza cyklů, Inovativní topologie.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 9. 2020

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Zbyněk Martínek, CSc.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Doctoral programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Electrical Power Engineering