Organic Rankine Cycle for Residual Heat to Power Conversion in Natural Gas Compressor Station. Part I: Modelling and Optimisation Framework

Maciej Chaczykowski

Abstract

Basic organic Rankine cycle (ORC), and two variants of regenerative ORC have been considered for the recovery of exhaust heat from natural gas compressor station. The modelling framework for ORC systems has been presented and the optimisation of the systems was carried out with turbine power output as the variable to be maximized. The determination of ORC system design parameters was accomplished by means of the genetic algorithm. The study was aimed at estimating the thermodynamic potential of different ORC configurations with several working fluids employed. The first part of this paper describes the ORC equipment models which are employed to build a NLP formulation to tackle design problems representative for waste energy recovery on gas turbines driving natural gas pipeline compressors.
Author Maciej Chaczykowski ZSCG
Maciej Chaczykowski,,
- Department of Power Engineering and Gas Heating Systems
Journal seriesArchives of Mining Sciences, ISSN 0860-7001
Issue year2016
Vol61
No2
Pages245-258
Keywords in Polish gazociąg, tłocznia gazu, ciepło odpadowe, odzysk energii, optymalizacja
Keywords in English Gas pipeline, Compressor station, Waste heat, Energy recovery, Optimisation algorithms
Abstract in PolishW artykule analizowano organiczny obieg Rankine’a (ORC) w wariancie podstawowym i z regeneracją ciepła, w celu odzyskiwania ciepła odpadowego w tłoczni gazu. Przedstawiono model matematyczny elementów systemu oraz sformułowano problem optymalizacji systemu, przyjmując maksymalizację mocy elektrycznej produkowanej w instalacji odzysku ciepła jako funkcję celu. Zadanie optymalizacji rozwiązano z wykorzystaniem algorytmu genetycznego. Celem badań było oszacowanie potencjalnych możliwości produkcji energii elektrycznej przy różnych konfiguracjach układu ORC oraz przy różnych czynnikach roboczych. W pierwszej części pracy przedstawiono uproszczony model matematyczny obiegu ORC, który posłużył do sformułowania zadania programowania nieliniowego, pozwalającego na rozwiązywanie typowych problemów projektowych instalacji odzysku ciepła z turbin gazowych w stacjach przetłocznych gazu.
URL http://archiwum.img-pan.krakow.pl/index.php/AMS/article/view/775
Languageen angielski
File
775-1493-1-SM.pdf 380.34 KB
Score (nominal)20
ScoreMinisterial score [Punktacja MNiSW] = 20.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) [Punktacja MNiSW (2013-2016)] = 20.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Publication indicators WoS Impact Factor [Impact Factor WoS]: 2016 = 0.55 (2) - 2016=0.61 (5)
Citation count*3 (2018-01-24)
Cite
Share Share

Get link to the record
msginfo.png


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back