Possibilities to increase efficiency in CHP-powerplants by using plate heat exchangers

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2012
Major/Subject
Energiatalous ja voimalaitostekniikka
Mcode
Ene-59
Degree programme
Language
fi
Pages
(9) + 67 s. + liitt. 7
Series
Abstract
This master's thesis studies the opportunities to use plate heat exchangers in combined heat and power (chp) powerplants. The primary object of the research is to examine the possibilities to increase the total efficiency of chp power plants by using Vahterus plate and shell heat exchangers. The thesis consists of a theoretical part, which includes introductions to combined heat and power powerplants and heat exchangers in combined heat and power powerplants (chapters 2 and 3). Chapter four studies the sizing of heat exchangers. After this, a comparison is made between different kinds of heat exchangers in chp powerplants. In the empirical part of the research, the conducted simulation and calculations made are explained. The aim of the simulation and the calculations is to research whether the total efficiency of chp powerplants can be increased. The simulation in this research was made based on process values from chp power plant example cases by Sweco Industry. Furthermore, calculations were made based on process values from the example cases. The heat exchanger sizing was made with a sizing program by Vahterus. The purpose of using the Vahterus sizing programme was to ensure that the calculations were made on a realistic base. According to the research, there is a possibility to increase the total efficiency in chp-powerplants by using Vahterus plate and shell heat exchangers. However, the increase of total efficiency is rather small. More specifically, the end customers' best added value comes from space saving. Overall, Vahterus plate and shell heat exchangers fit well for the example chp-powerplants' district heat side and also for high-pressure preheater positions.

Tässä diplomityössä tutkitaan levylämmönsiirtimen käyttömahdollisuuksia vastapainevoimalaitoksissa. Työn tärkeimpänä tavoitteena on tutkia voimalaitoksen kokonaishyötysuhteen parantamismahdollisuuksia Vahterus Oy:n hitsattujen levylämmönsiirtimien avulla. Työ koostuu teoriaosasta, jossa tarkastellaan erilaisia vastapainevoimalaitoksia, vastapainevoimalaitoksissa käytettäviä lämmönsiirtimiä, lämmönsiirtimien mitoittamista sekä vertaillaan erityyppisten lämmönsiirtimien käyttöä vastapainevoimalaitoksissa. Lämmönsiirtimien vertailun jälkeen työssä simuloidaan ja lasketaan voimalaitoksen kokonaishyötysuhteita sekä mitoitetaan Vahteruksen levylämmönsiirtimiä diplomityössä käytettyihin esimerkkiprosesseihin. Tutkimusosion lämmönsiirrinmitoitusten avulla etsittiin prosessien asteisuuksien muutosmahdollisuuksia Vahterus Oy:n levylämmönsiirtimillä. Lämmönsiirrinmitoitusten jälkeen voimalaitoslaskelmien avulla tutkittiin mahdollisia kokonaishyötysuhteen parantamismahdollisuuksia yhteistuotantolaitoksissa asteisuusmuutosten pohjalta. Tutkimuksessa suoritetun simuloinnin ja laskelmien mukaan yhteistuotantolaitosten kokonaishyötysuhdetta on mahdollisuus parantaa. Saavutettava kokonaishyötysuhteen kasvu on kuitenkin hyvin pientä ja asiakkaan suurin hyöty on tämän tutkimuksen mukaan levylämmönsiirtimen käytön avulla saavutettava tilansäästö. Tutkimuksen mukaan Vahterus Oy:n levylämmönsiirtimien käytölle yhteistuotantolaitoksissa ei ole estettä ja ne soveltuvat esimerkkilaitoksissa niin lauhdutus- kuin korkeapainepuolellekin.
Description
Supervisor
Ahtila, Pekka
Thesis advisor
Häggblom, Tobias
Keywords
combined heat and power powerplant, yhteistuotanto, CHP, lämmönsiirrin, heat exchanger, kokonaishyötysuhde, total efficiency
Other note
Citation