สมรรถนะทางความร้อนของเตาเผาขยะขนาดเล็กสำหรับการผลิตร่วมความร้อนและไฟฟ้าด้วยวัฏจักรแรงคินสารอินทรีย์
คำสำคัญ:
สมรรถนะทางความร้อน, เตาเผาขยะขนาดเล็ก, การผลิตร่วมความร้อนและไฟฟ้า, วัฏจักรแรงคินสารอินทรีย์บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ศึกษาสมรรถนะทางความร้อนของเตาเผาขยะขนาดเล็กขนาด 1 ton/day ร่วมกับการผลิตความร้อนโดยของไหล 3 ชนิด คือ น้ำ ไอน้ำ และน้ำมันร้อน เพื่อผลิตไฟฟ้าด้วยวัฏจักรแรงคินสารอินทรีย์ขนาด 20 kWe โดยวิธีพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณร่วมกับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ เพื่อหาสภาวะการทำงานที่เหมาะสมของระบบผลิตพลังงานร่วมจากไหลร้อนทั้ง 3 ชนิด ผลการศึกษาพบว่า เตาเผาขยะขนาดเล็กที่มีอัตราการผลิตความร้อนประมาณ 240 kW เมื่อนำน้ำมาใช้ในการถ่ายเทความร้อนมีอุณหภูมิที่เหมาะสม 116.57 °C และสารทำงาน R-236ea สามารถนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าที่ประสิทธิภาพร้อยละ 7.58 ในขณะที่การใช้ไอน้ำที่อุณหภูมิ 143.25 °C เหมาะสำหรับการใช้สารทำงาน R-245ca ที่ให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าสูงสุด ร้อยละ 11.70 ในกรณีของการใช้น้ำมันร้อนอุณหภูมิที่เหมาะสม 189.61 °C สามารถถ่ายเทความร้อนให้แก่สารทำงาน R-141b ทำให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าสูงสุดร้อยละ 14.19
References
Bujak, J. (2009). Experimental study of the energy efficiency of an incinerator for medical waste, Applied Energy. 86, pp. 2386-2393.
Chaiyat, N. and Kiatsiriroat, T. (2015). Analysis of combined cooling heating and power generation from organic Rankine cycle and absorption system, Energy. 91, pp. 363-370.
Li, J., Pei, G., Li, Y., Wang, D. and Ji, J. (2012). Energetic and exergetic investigation of an organic Rankine cycle at different heat source temperatures, Energy. Vol.38(1), pp. 85-95.
Ministry of Energy. (2020). Alternative Energy Development Plan: AEDP2015, [online], Available: http://www.dede.go.th/download/files/AEDP%20Action%20Plan_Final.pdf.
NIST (National Institute of Standards and Tedhnology). (2018). (Refprop Version 10: Customer Number 40754). Thermodynamic Properties of Refrigerants and Refrigerant Mixtures Software.
PTT Hitemp 500. (2019). PTT Public Company Limited. [online], Available: https://pttlubricants.pttor.com/assets/file_pds_msds/PTT%20HITEMP%20500.pdf.
Rezeau, A. Díez, L.I., Royo, J. and Díaz-Ramírez, M. (2018). Efficient diagnosis of grate-fired biomass boilers by a simplified CFD-based approach, Fuel Processing Technology. 171, pp. 318-329.
Saad, A. and Emad, H. (2019). Simulation of combustion of sesame and broad bean stalks in the freeboard zone inside a pilot-scale bubbling fluidized bed combustor using CFD modeling, Applied Thermal Engineering. 158, pp. 113767.
Silva, J., Teixeira, J., Teixeira, S., Preziati, S. and Cassiano, J. (2017). CFD Modeling of Combustion in Biomass Furnace, Energy Procedia. 120, pp. 655-672.
Soria, J., Gauthier, D., Falcoz, Q., Flamant, G. and Mazza, G. (2013). Local CFD kinetic model of cadmium vaporization during fluid bed incineration of municipal solid waste, Journal of Hazardous Materials. 248-249, pp. 276-284.
Sung, T. and Kim, K.C. (2017). An organic Rankine cycle for two different heat sources: steam and hot water, Energy Procedia. 129, pp. 883-890.
Yatsunthea, T. and Chaiyat N. (2020). A Very Small Power Plant – Municipal Waste of the Organic Rankine Cycle and Incinerator from Medical and Municipal Wastes, Thermal Science and Engineering Progress, Vol.18C, 100555.
Wakaiyang, Y. and Chaiyat, N. (2016). Analysis of Selection Working Fluid of Organic Rankine Cycle for Thailand, The 9th Thailand Renewable Energy for Community Conference (TREC-9), Doi Saket, Chiang Mai. (in Thai)
Wang, X., Levy, E.K., Pan, C., Romero, C.E., Banerjee, A., Rubio-Maya, C. and Pan, L. (2019). Working fluid selection for organic Rankine cycle power generation using hot produced supercritical CO2 from a geothermal reservoir, Applied Thermal Engineering. 149, pp. 1287-1304.
Wissing, F., Wirtz, S. and Scherer, V. (2017). Simulating municipal solid waste incineration with a DEM/CFD method – Influences of waste properties, grate and furnace design, Fuel. 206, pp. 638-656.
Zhong, H., Xiong, Q., Zhu, Y., Liang, S., Zhang, J., Niu, B. and Zhang, X. (2019). CFD modeling of the effects of particle shrinkage and intra-particle heat conduction on biomass fast pyrolysis, Renewable Energy. 141, pp. 236-245.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2020 วารสารวิชาการ คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
