search query: @supervisor Lampinen, Markku / total: 148
reference: 7 / 148
« previous | next »
Author:Rynö, Reima
Title:Maakaasuvoimalaitoksen hiilidioksidin talteenotosta saatavien ylijäämälämpöjen hyödyntäminen
Utilization of waste heat from carbon capture of a natural gas power plant
Publication type:Master's thesis
Publication year:2012
Pages:(7) + 102      Language:   fin
Department/School:Energiatekniikan laitos
Main subject:Lämpötekniikka ja koneoppi   (Ene-39)
Supervisor:Lampinen, Markku
Instructor:Lahti, Henrietta
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  4714   | Archive
Keywords:carbon capture
natural gas power plant
energy penalty
energy efficiency
waste heat
compressor heat pump
absorption heat pump
hiilidioksidin talteenotto
maakaasuvoimalaitos
CCS
energiatehokkuus
jätelämpö
ORC
kompressorilämpöpumppu
absorptiolämpöpumppu
Abstract (eng): Monoethanolamine (MEA) -based post combustion carbon capture process is a commercial method which has been planned also for carbon capture from energy production.
Its disadvantage is large energy consumption, which decreases power plant efficiency significantly.

In this thesis it has been studied how much the efficiency penalty can be reduced by utilizing waste heat from the process for production of district heating with conventional heat exchangers and heat pumps, district cooling with absorption chillers and electricity with Organic Rankine Cycle (ORC) process.

Helsingin Energia's Vuosaari B natural gas combined cycle CHP power plant with a total thermal power of 944 MW has been used as a case example.
Thermal power, temperature level and location of waste heat from the carbon capture process of the power plant have been solved and suitability of mentioned waste heat recovery methods has been investigated.
Each of the methods has been designed for a suitable location and their production power has been calculated in order to analyse their impact on output and efficiency of the power plant.
Finally, economic feasibility of waste heat utilization has been studied on production cost basis.

Waste heat is released 164 MW at a temperature of 30°C from which 207 MW of district heating can be produced.
Additionally 19 MW is released at a temperature of 130°C from which can be produced 14 MW of district heating with heat exchangers or 6 MW of district cooling with absorption chillers or 0,5 MW of electricity with ORC-unit.
By utilizing the waste heat only with a heat exchanger the power plant efficiency was 75 %.
By utilizing the waste heat more effectively with mentioned methods, the efficiency raised to 89 - 91 % depending on the method.
ORC turned out to be uneconomical with CHP but profitability can be possible for heat pumps and absorption chillers.
Abstract (fin): Monoetanoliamiiniliuottimeen (MEA) pohjautuva polton jälkeinen talteenottoprosessi on kaupallinen menetelmä, jota on suunniteltu myös energiantuotannosta tehtävään hiilidioksidin talteenottoon.
Sen ongelma on suuri energiankulutus, joka laskee merkittävästi voimalaitoksen hyötysuhdetta.

Tässä työssä on selvitetty, paljonko hyötysuhteen menetystä voidaan pienentää tuottamalla prosessista saatavilla ylijäämälämmöillä kaukolämpöä tavanomaisella lämmönsiirrinkytkennällä ja lämpöpumpuilla, kaukojäähdytystä absorptiojäähdyttimellä sekä sähköä orgaanisella Rankine-prosessilla eli ORC-prosessilla.

Esimerkkitapauksena on Helsingin Energian Vuosaari B -voimalaitos, jonka polttoainetehona on käytetty 944 MW.
Voimalaitokseen asennetun hiilidioksidin talteenottoprosessin vapauttamien jätelämpöjen teho, lämpötilataso ja sijainti on selvitetty, ja jätelämpöjen hyödyntämismenetelmien soveltuvuus näihin käyttökohteisiin on tutkittu.
Menetelmät on mitoitettu kullekin soveltuviin kohteisiin ja niiden tuotantoteho on laskettu, jolloin on voitu analysoida vaikutus voimalaitoksen tehoihin ja hyötysuhteeseen.
Lopuksi ylijäämälämpöjen hyödyntämisen taloudellista kannattavuutta on selvitetty tuotantokustannusperusteisesti.

Ylijäämälämpöjä vapautuu 164 MW 30 °C:n lämpötilassa, josta on tuotettavissa lämpöpumpuilla 207 MW kaukolämpöä.
Lisäksi vapautuu 19 MW 130 °C:n lämpötilassa, josta on tuotettavissa lämmönsiirtimillä 14 MW kaukolämpöä tai absorptiolla 6 MW kaukojäähdytystä tai ORC-laitoksella 0,5 MW sähköä.
Hyödyntämällä ylijäämälämmöt pelkästään lämmönsiirtimellä voimalaitoksen hyötysuhde oli 75 %.
Hyödyntämällä ylijäämälämmöt tehokkaammin mainituilla lisämenetelmillä, hyötysuhde nousi menetelmästä riippuen 89 - 91 %:iin.
Yhteistuotannon yhteydessä ORC osoittautui taloudellisesti kannattamattomaksi, mutta kannattavuus voi olla mahdollista lämpöpumpuille ja absorptiojäähdyttimelle.
ED:2012-12-05
INSSI record number: 45691
+ add basket
« previous | next »
INSSI