Утилизация отходящего тепла биогазового двигателя с использованием органического цикла Ренкина

Италия является одной из ведущих стран в области биогаза. Энергетические культуры и навоз превращаются в биогаз посредством анаэробного сбраживания, а затем — в электроэнергию с использованием двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Поэтому существует острая необходимость в повышении эффективности этих двигателей с учетом реальных условий эксплуатации. С этой целью в настоящей работе используется технология органического цикла Ренкина (ORC) для утилизации отходящего тепла, содержащегося в выхлопных газах биогазового двигателя электрической мощностью 1 MWel. Поскольку характеристики работы ДВС зависят от свойств биогаза, установка ORC проектируется сначала по паспортным данным ДВС, а затем по данным, измеренным в ходе годового мониторинга. В обоих случаях оптимальные рабочее тело и конфигурация установки выбираются с использованием разработанного авторами оптимизационного инструмента. Цель оптимизации заключается в максимизации чистой электрической мощности, при этом рабочее тело выбирается из 115 индивидуальных веществ и их смесей. Результаты показывают, что рекуперативный цикл ORC, спроектированный с использованием реальных эксплуатационных данных, обеспечивает на 30% более высокую чистую электрическую мощность по сравнению с циклом, спроектированным по паспортным условиям работы ДВС.