ORC - Organic Rankine Cycle

[invitea55921c8]

Bonjour,

Je me suis un peu renseigner sur les ORC (organic rankine cycle) et j'aimerais bien voir si je peux pas adapter ce cycle sur un process industriel (un centre de valorisation des déchets).

En effet, un UIOM produisant de l'eau surchauffée et alimentant un réseau de chaleur urbain a de très bon rendements l'hiver (bien meilleur qu'une usine faisant tourner un GTA), lorsque la demande est forte. Cependant, le rendement chute l'été avec la baisse de la demande et l'usuel est de dissiper l'énergie à travers des aéroréfrigérants.

Pour améliorer les rendements, j'ai étudier la mise en place d'un vaporiseur, surchauffeur, GTA basse pression, condenseur... et tout cela coute cher pour une faible production d'électricité.

Les ORC ont l'air d'avoir de bon rendements et semble être simple d'entretien (corrosion...).

C'est pourquoi j'aimerais calculer la puissance que je pourrais générer avec un tel cycle. Mais pour cela, il me manque quelques infos.

Premièrement, le fluide utilisé. J'ai lu par ci par la qu'on utilisait du butane, du pentane, du silicone... J'aimerais avoir la confirmation.

Deuxièmement, je n'ai pas trouver de diagramme (entropique ou de mollier) de ces fluides, chose primordiale pour effectuer mes calculs.

Si vous avez des infos sur ce cycle et que par chance vous avez en votre possession ces diagrammes, je vous serais reconnaissant

Je me suis tourner vers les seuls industriels que j'ai trouvé (Turboden, Italie) mais j'attends leur réponse.

Merci d'avoir lu mon [long] post.

Cordialement.
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[invitea55921c8]

personne ?

up !

[invite959ec696]

Bonjour phitsanulok,

J"ai étudié les ORC et j'en conclu la chose suivante:

La température de fonctionnement et le type de liquide ont grande influence sur les rendements atteignables. Pour des températures inférieures à 140°C le cycle Kalina s'avère avoir meilleurs rendements. Chez une acierie de Sumitomo ils ont depuis peu de temps en place une machine à cycle Kalina. Regarde ce que tu trouves dans les rapports annuels de Sumitomo.

Les ORC et Kalina fonctionnent avec des liquides qui posent de problèmes en cas de fuite. Important d'en prendre compte. Alternatives sont des cycles Stirling, Deluge (liquid CO2 engine), Ericsson ou heat2power. Ils fonctionnent à l'air ou au CO2, moins fort en effet de serre que les produits organiques.

Prends en compte aussi le blow-by sur les pistons. Avec l'air cela marche bien. Les organiques sont plus difficiles.

Une source intéressante sur le Kalina est :
International Geothermal Conference, Reykjavík, Sept. 2003 Session #1
"Factors influencing the economics of the Kalina power cycle and situations of superior performance" par le Prof. Pall Valdimarsson


Cordialement

Randolph Toom

[invitea55921c8]

Bonjour Randolph,

Je te remercie pour tes infos. Je glane des infos par ci par la.

Pour ce qui est du rapport de conférence du Prof Pall Valdimarsson "Factors influencing the economics of the Kalina power cycle and situations of superior performance", l'aurais tu sous la main, parce que je ne le trouve pas sur le net (enfin si, mais le lien est mort).

Sinon, a première vue, le cycle de Kalina est plus compliqué à mettre en oeuvre que l'ORC (séparateur...). Je vais essayer de comparer les 2 cycles sur mon process.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite959ec696]

Bonjour phitsanulok,

A quelle température se trouve ta source chaude? Important à savoir dans le choix entre ORC et Kalina.

J'ai mis une sélection de documents sur le cycle Kalina en téléchargement sur www.heat2power.net/kalina

Une machine Kalina a été mis en place dans une acierie chez Sumitomo mais il commence à y en avoir à plusieurs endroits maintenant et j'ai l'impression surtout dans la géothermie.

J'espère que cela peux te servir. Et si tu veux en discuter, n'hésite pas de me contacter. Je suis façilement joignable.

Amicalement,

Randolph Toom

[invitea55921c8]

Bonjour Randolph Tom,

La source de chaleur à disposition est à 190°C.

L'usine d'incinération fonctionne comme suivant :
- 2 chaudières de 16MW chacune
- Température sortie chaudière : 190°C
- Température retour chaudière : 145°C
- Débit : 300 T/h par four

L'usine alimente un échangeur d'une puissance nominale de 36MW fournissant l'énergie nécessaire à un réseau de chaleur long de 22 kms. 1 réchauffeur d'air (environ 1.5 MW) sur chaque ligne permet de préchauffer l'air primaire de combustion.

Les rendements sont très bons l'hiver (environ 80% voir plus) mais mauvais l'été (20%). La demande sur le réseau étant faible l'été, l'eau de chaudière passe à travers 3 aéroréfrigérants rétablissant la température de retour.

Je pense donc avoir à disposition environ 200 T/h l'été (étude d'un fonctionnement partiel dans un premier temps).

J'ai fais mes premiers calculs sur des ORC avec différents fluides (isopentane, isobutane et n-butane). Je peux t'envoyer mon fichier si jamais tu veux y jeter un coup d'oeil.

Je lirais les fichiers que tu m'a indiqué cet aprem.

Je suis aussi à la recherche d'un logiciel me permettant de calculer les propriétés thermodynamiques d'un mélange NH3-H2O afin de faire mes calculs sur un cycle Kalina.

Je te remercie de m'épauler dans mes recherches

Cordialement.

[invite959ec696]

Bonjour phitsanulok

Si à la base il s'agit d'une usine d'incinération je propose que vous regardez de près la valorisation des déchets d'une autre façon. Convertissez la en carburant. "Waste to Liquid" donnerait des rendement meilleurs en été, ça c'est sur. Vous êtes sur une mine d'or sans que vous vous en rendez compte?

Mais bon vous n'êtes pas les seuls. Regarde les Napolitains avec leurs rues plein de déchets....


Sinon avec une source de chaleur à 190°C le Rankine devrait bien marcher.

22km de chauffage? C'est pour que l'autoroute ne gèle pas en hiver?

Le réchauffeur en entrée de 1.5 MW est alimenté électriquement?
Ou par la chaleur perdue?

Le rendement est mauvais en été.
Mais n'y a-t'il pas une ville à coté ou les gens chauffent leur eau de bain à l'électricité? C'est con de ne pas utiliser votre chaleur perdue. Il faudrait remplacer les chauffe-eaus électriques par des pompes à chaleur. Cela donnerai des Méga-économies.

Les gaz d'échappement de votre incinérateur contiennent beaucoup de CO2. Il faudra valoriser ce CO2. Pourquoi ne pas alimenter l'agriculture sous verre (les plantes pousseront plus vite) ou créer des bassins de culture d'algues pour en faire du biocarburant? Alimenté en CO2, ils donneraient environ 140.000 litres de carburant par hectare par an selon www.bioking.nl

Vous êtes vraiment sur une mine d'or avec le prix des carburants qui monte.

Et puis c'est vraiment bête d'utiliser des tours aéroréfrigérantes. Il y a plein de chaleur qui se perd dans l'atmosphère là-dedans. Imagine le potentiel de pompes à chaleur pour chauffer l'eau d'une ville à côté...

Je pense que votre entreprise à un changement mental à faire. Il faudra oublier le terme 'centre d'incinération de déchets' et passer à l'étape 'centre de revalorisation des déchets'. C'est fou ce qu'il y a à faire et à gagner avec cela.

Je veux bien t'aider dans tes recherches mais il faudrait convenir d'un accord avec ton boss. Cela fait plusieurs années que je suis sur le sujet et j'ai une petite famille à entretenir.

Appèles-moi quand tu veux.

Cordialement.

Randolph Toom