This paper presents an operational technique to maximize profit of a cogeneration power plant. To minimize errors in a loss and gain analysis of a cogeneration power plant, the energy sale profit in the cost-based-pool electric power trade market, the heat sale profit, and the supplementary fund profit for electric power industry are taken into consideration. The objective is to optimize the heat-electric power ratio to maximize profit of a cogeneration power plant. Furthermore, the constrained bidding technique to optimize heat-electric power ratiocan be obtained. Profits from of a cogeneration power plant are composed of three categories, such as the energy sale profit in the cost-based-pool electric power trade market, the heat sale profit, and the supplementary fund profit for electric power industry. Profits of a cogeneration power plant are varied enormously by the operation modes. The profits are mainly determined by the amount of constrained heat generation in each trading time. And the three profit categories arecoupled tightly via the heat-electric power ratio. The result of this case study can be used as a reference to a cogeneration power plant under the power trading system considered in this case.
In this paper, a new experimental method to determine the thermal resistance of building wall was proposed by improving the heat flow method (HFM) based on the air-surface temperature ratio theory. This technique measures the thermal resistance of the wall excluding the inner and outer surface heat transfer resistance. Unlike conventional HFM, this value can be compared directly with the theoretical reference value. Its performance was verified using three mock-up structures with a theoretical thermal transmittance of 0.5, 3.3, and 0.18 W/㎡·K respectively. After measuring the variations in the temperature and heat transfer rate of the mock-ups for 383 hours, the thermal transmittances were determined to be 0.47, 3.10, and 0.18 W/㎡·K, which corresponded to errors of 5.2, 6.2 and 0.5%, respectively, compared to the theoretical values. It was concluded that this technique can directly compare the thermal resistance of the wall between the existent stage and initial stage after construction.
The important requirement for microgrid operation is to meet the balance between supply and demand. To meet, Combined Heat and Power (CHP) generation should be considered in microgrid scheduling. CHP generation is economical on the side of a consumer because it products heat and power. Therefore, it is high efficient. This paper presents a mathematical model for optimal microgrid operation including CHP generation using the optimal ratio of heat and power due to demand. The objective function and constraints are modeled by linear program (LP). Through the case study, the validation of the proposed model is shown.
There has been a growing interest in the recent time for the development of solar power tower plants, which are mainly used for utility scale power generation. Combined heat and power (CHP) is an efficient and clean approach to generate electric power and useful thermal energy from a single heat source. The waste heat from the topping Brayton cycle is utilized in the bottoming HRSG cycle for driving steam turbine and also to produce process steam so that efficiency of the cycle is increased. A thermal storage system is likely to add greater reliability to such plants, providing power even during non-peak sunshine hours. This paper presents a conceptual configuration of a solar power tower combined heat and power plant with a topping air Brayton cycle. A simple downstream Rankine cycle with a heat recovery steam generator (HRSG) and a process heater have been considered for integration with the solar Brayton cycle. The conventional GT combustion chamber is replaced with a solar receiver. The combined cycle has been analyzed using energy as well as exergy methods for a range of pressure ratio across the GT block. From the thermodynamic analysis, it is found that such an integrated system would give a maximum total power (2.37 MW) at a much lower pressure ratio (5) with an overall efficiency exceeding 27%. The solar receiver and heliostats are the main components responsible for exergy destruction. However, exergetic performance of the components is found to improve at higher pressure ratio of the GT block.
Kim, Jong-Jin;Park, Moung-Ho;Song, Kyu-So;Cho, Sang-Ki;Seo, Seok-Bin;Kim, Chong-Young
에너지공학
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제6권1호
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pp.104-113
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1997
본 연구에서는 상용공정모사기인 ASPEN PLUS를 이용하여 건식탄공급, 산소사용 분류층 가스화기인 Shell가스화공정, 저온가스정제공정, GE MS7001FA가스터빈, 삼압.자연순환식 폐열회수보일러, 재열복수식 증기터빈 및 극저온 산소분리공정을 채용한 IGCC시스템에 대하여 성능해석 모델을 개발하고 시스템 성능해석을 위한 민감도분석을 수행하였다. 본 모델의 적정성은 설계조건에서 대상탄을 이용한 정상상태 성능해석 결과를 타 시뮬레이션 결과와 비교함으로서 검증하였다.$^{1)}$ . Illinois#6탄을 대상으로 수행한 시뮬레이션 결과는 투입되는 탄에 함유된 수분의 양이 증가함에 따라 가스화기의 온도가 감소하며, 회분 및 황이 많은 경우에 현열손실이 증가하여 시스템 효율이 감소하였다. 개발된 모델을 이용하여 가스화기의 운전압력, 증기/석탄비율 및 산소/석탄비율에 따르는 시스템의 민감도분석을 수행한 결과 운전압력 증가에 따라 가스화기 노내온도가 상승하며, 가연성가스(CO+H2) 생성율이 감소하였다. 증기/석탄비율 변화분석에서는 공급증기의 양을 변화시키면 가연성가스의 최고생성점이 보다 낮은 산소/석탄비율에서 나타남을 알 수 있었다. 또한 산소/석탄비율 변화분석에서는 증기/석탄 공급비율 0.2에서 산소/석탄 공급비율이 0.77인 경우에 가장 최적의 운전조건임을 알 수 있었다.
In this paper, a method to obtain the probability distribution of room temperature and cooling load is presented, when the internal heat generation is applied to the system as a disturbance in the air conditioning system with slab cooling storage. The probability distribution of room temperature and the cooling load due to the disturbance were examined in one room of an office building. When considering only the electric power consumption as a probability component, it was found that the effect on room temperature and cooling load is small, because the probability component of the measured electric power consumption in the building is small. On the other hand, when considering the stochastic fluctuations of electric power consumption together with the heat generated by human bodies, the mean value of the cooling load was about 2,300 W and the ratio of the standard deviations was 19% (10 o'clock in second day). It was revealed that the stochastic effects of internal heat generation acting on the air conditioning system with slab cooling storage are not small.
While most of researches on the performance of high temperature grain dryer have dealt mainly with improving dryer capacity and drying speed during the last twenty years, energy efficiency, in fact, has not been emphasized. Current fuel supplies and energy cost have shifted the emphasis to reducing the energy consumption for grain drying while maintaining dryer capacity and grain quality. Since the energy input for drying is relatively large, the recovery and reuse of at least part of the exhaust energy can significantly reduce the total energy consumption in existing drying systems. Unilization of exhaust heat in grain dryer either through direct recycling or by a thermal coupling in heat exchanger have been subject of a number of investigators. However, very seldom research in Korea has been done in this area. Three drying tests(non-recycling, 0.22 recycle ratio, and 0.76 recycle ratio)were performed to investigate the thermal efficiency and heat loss factors of continuous flow type dryer, and to analyze the effect of recycle ratio (weight of exhaust air recycled/total weight of input air) on the energy requriements for rough rice drying. The test results showed that when the exhaust air was not recycled, the energy lost from furnace was 15.3 percent of input fuel energy, and latent and sensible heat of exhaust air were 61.4 percent and 11.2 percent respectively. The heat which was required in raising grain temperature and stored in dryer was relatively small. As the recycle ratio of exhaust air was increased, the drying rate was suddenly decreased, and thermal efficiency of the kerosene burner was also decreased. Drying test with 0.76 recycle ratio resulted in 12.4% increase in fuel consumption, and 38.4% increase in electric power consumption as compared to the non-recycled drying test. Drying test of 0.22 recycle ratio resulted in 6.8% saving in total energy consumption, 8.0% reduction in fuel consumption, and 2.5% increase in electric power consumption as compared to the non-recycled drying test.
We use heat pumps with thermal storage system to reduce peak usage of electric power during winters and summers. A heat pump stores thermal energy in a thermal storage tank during the night, to meet load requirements during the day. This system stabilizes the supply and demand of electric power; moreover by utilizing the inexpensive midnight electric power, thus making it cost effective. In this study, we propose a system wherein the thermal storage tank and heat pump are modeled using the TRNSYS, whereas the control simulations are performed by (i) conventional control methods (i.e., thermal storage priority method and heat pump priority method); (ii) region control method, which operates at the optimal part load ratio of the heat pump; (iii) load response control method, which minimizes operating cost responding to load; and (iv) dynamic programming method, which runs the system by following the minimum cost path. We observed that the electricity cost using the region control method, load response control approach, and dynamic programing method was lower compared to using conventional control techniques. According to the annual simulation results, the electricity cost utilizing the load response control method is 43% and 4.4% lower than those obtained by the conventional techniques. We can note that the result related to the power cost was similar to that obtained by the dynamic programming method based on the load prediction. We can, therefore, conclude that the load response control method turned out to be more advantageous when compared to the conventional techniques regarding power consumption and electricity costs.
Fluoronitriles-$CO_2$ gas mixtures are promising alternatives to $SF_6$ in environmentally-friendly gas-insulated transmission lines (GILs). Insulating gas heat transfer characteristics are of major significance for the current-carrying capacity design and operational state monitoring of GILs. In this paper, a three-dimensional calculation model was established for a GIL using the thermal-fluid coupled finite element method. The calculated results showed close agreement with experimentally measured data. The temperature distribution of a GIL filled with the Fluoronitriles-$CO_2$ mixture was obtained and compared with those of GILs filled with $CO_2$ and $SF_6$. Furthermore, the effects of the mixture ratio of the component gases and the gas pressure on the temperature rise and current-carrying capacity of the GIL were analyzed. Results indicated that the heat transfer performance of the Fluoronitriles-$CO_2$ gas mixture was better than that of $CO_2$ but worse than that of $SF_6$. When compared with $SF_6$, use of the Fluoronitriles-$CO_2$ gas mixture caused a reduction in the GIL's current-carrying capacity. In addition, increasing the Fluoronitriles gas component ratio or increasing the pressure of the insulating gas mixture could improve the heat dissipation and current-carrying capacity of the GIL. These research results can be used to design environmentally-friendly GILs containing Fluoronitriles-$CO_2$ gas mixtures.
발전설비 내 공기예열기는 보일러 연소가스로부터 열을 회수하여 유효열의 손실을 감소시킴으로서 보일러의 열효율을 높이기 위해 설치된다. 본 연구에서는 계획예방정비가 공기예열기의 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 공기예열기의 성능지표들은 공기예열기의 계획예방정비 전후의 운전 상태와 성능변화 모두를 고려하여 계산되었고, 공기예열기의 중요한 성능지표로는 가스 측 온도효율, 공기누설률, 열회수율, 열관류율과 열용량비들이다. 계획예방정비 전후의 공기예열기 성능평가로부터 공기예열기의 모든 성능 지표가 계획예방정비 후 향상되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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