Layout optimization of electrolysis plant
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2023-05-15
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
ENG25 Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
65
Series
Abstract
On this thesis was studied, how the footprint, mechanical and civil expense of alkaline electolyser is changing when the electrolyser power is between 200 -1000 MW and number of electrolyser buildings is between 1 - 9. To define optimal solution, mechanical cost including pipe, cable and area expenses were calculated by Excel thus forming mechanical part of CAPEX that was compared between different number of buildings. Material in study was provided with collaborative partner and existing market. Results of the study was, that when the electrolyser power in plant is 600 MW and less, the most inexpensive electrolyser building solution is single building. Only 300 MW was more feasible to construct with single electrolyser row building, others were double row. When the electrolyser power goes over 600 MW, it is more feasible to construct two electrolyser buildings. If number of buildings was added, it would increase the mechanical and civil CAPEX with ten percent. Cooling of electrolyser plant with water to water heat exchanger had fraction of footprint compared to water to air heat exchanger.Tässä diplomityössä tutkittiin alkalielektrolyyserilaitoksen mekaanisten kustannuksen muutosta ja jalanjälkeä, kun elektrolyysi jaetaan useampaan rakennukseen. Tässä tutkimuksessa elektrolyyseriteho on 200 - 1000 MW ja elektrolyyserirakennusten määrä on 1 - 9. Tutkimus toteuttiin laskemalla Microsoft Excelin avulla eri osatekijöiden hinta, hyödyntämällä yhteistyöyrityksen projekeihin saamia putkisto- ja kaapelihintoja. Näistä materiaaleista muodostettiin karkea hinta materiaaleille. Laitteistojen mittana käytettiin markkinoilta löytyviä laitteita ja kyselytietoja. Tutkimuksessa havaittiin, että elektrolyyserirakennuksen sisäinen layout kannattaa muodostaa laittamalla elektrolyyserit paririviin laitosrakennuksen sisälle, poislukien 300 MW laitos. Tutkimuksessa havaittiin, että laitteiston keskenäinen välimatka vaikuttaa alueen jalanjäljen kokoon enemmän, kuin rakennusten välisen välimatkan muuttaminen. Tutkimuksessa huomattiin myös, että elektrolyyserirakennuksia on mekaanisten ja rakennuskustannusten näkökulmasta kannattavampi tehdä kaksi, jos laitoksen elektrolyyseriteho nousee yli 600 MW. Jos laitosrakennuksia tarvitsee lisätä yhdellä, tarkoittaa se noin kymmenen prosentin lisäystä mekaanisiin kustannuksiin. Jäähdytys kannattaa toteuttaa vesijäähdytyksellä, sillä vedestä ilmaan -lämmönvaihtimet vaativat moninkertaisen alueen vesijäähdytykseen verrattuna.Description
Supervisor
Orkas, JuhaniThesis advisor
Heikkinen, KimmoKeywords
layout engineering, hydrogen plant, mechanical design, alkaline electrolysis