Springen naar inhoud

Rendementsberekening van lng verdamper


  • Log in om te kunnen reageren

#1

RaYK

    RaYK


  • >250 berichten
  • 844 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 november 2011 - 11:03

Hey,

voor mijn eindwerk moet ik (onder andere) rendementsberekeningen uitvoeren op een LNG verdamper, een SRV om meer precies te zijn. Dit is een verdamper waar de verbrandingskamer geheel of gedeeltelijk onder water zit. Lucht wordt bovenaan aangetrokken, diezelfde lucht wordt opgewarmd door langs de verbrandingskamer te passeren en losgelaten in een waterbad, die zo voor turbulentie in het bad zorgt en tegelijkertijd het bad wat opwarmt. LNG komt langs een ander circuit binnen in het waterbad en gaat door dat waterbad, hierdoor wordt dat LNG opgewarmd en verdampt het. Dit is een snelle uitleg om je toch een idee te geven.

In principe zit je daar dus met 2 circuits, die van de lucht die wordt aangetrokken, verwarmt en door het waterbad wordt gestuurd en dan nog die van de LNG die door smalle buisjes door het waterbad loopt en zo het LNG verdampt naar NG. Iemand een idee hoe ik dit het best aanpak?

Ik dacht van elk component in de verdamper apart het rendement te bepalen, bv van de luchtpomp die de lucht aantrekt, van de brander, ... en daar dan al die rendementen te vermenigvuldigen om dan een totaal rendement te bekomen.. maar volgens mij zal dit niet 100% kloppen omdat je daar met die 2 circuits zit. Dus alle input is welkom.

thx,
Ray
Steun de wetenschap en het forum en versterk ons boinc team! - voor meer info kijk op de hoofdpagina onder 'distributed computing'

"The beginning of knowledge is the discovery of something we do not understand" - Frank Herbert (1920-1986)

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 05 november 2011 - 14:31

Je bedoelt een SCV (submerged combustion vaporizer) die toevallig op een SRV staat.

Geplaatste afbeelding

Het feit dat het 2 circuits zijn doet niet terzake voor het rendement.

Rendement = Nuttig gebruikte energie / Toegevoerde energie

Nuttig gebruikte energie = opgenomen warmte door de LNG = LNG massadebiet maal enthalpieverschil NG en LNG

Toegevoerde energie = verbrandingswarmte brandstof plus energieverbruik luchtpomp (combustion air blower)
Hydrogen economy is a Hype.

#3

RaYK

    RaYK


  • >250 berichten
  • 844 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 november 2011 - 21:38

Aha, bedankt daar help je me al heel wat mee. Het wordt tijd dus om mij boek van thermodynamica nog eens van onder het stof te halen.
Steun de wetenschap en het forum en versterk ons boinc team! - voor meer info kijk op de hoofdpagina onder 'distributed computing'

"The beginning of knowledge is the discovery of something we do not understand" - Frank Herbert (1920-1986)

#4

RaYK

    RaYK


  • >250 berichten
  • 844 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 november 2011 - 22:44

Fred F. het enthalpieverschil tussen LNG en LG heeft weer hoeveel warmte het LNG heeft opgenomen.. maar daarvoor moet bij de 2 toestanden de druk even groot zijn?

Dit is niet het geval.. LNG gaat erin aan 70 barg en eruit aan 5 barg. Dus ik mag dat verschil niet zomaar gebruiken?
Steun de wetenschap en het forum en versterk ons boinc team! - voor meer info kijk op de hoofdpagina onder 'distributed computing'

"The beginning of knowledge is the discovery of something we do not understand" - Frank Herbert (1920-1986)

#5

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 15 november 2011 - 23:12

De 2 drukken hoeven niet even groot te zijn.

Door LNG opgenomen warmte is [enthalpie NG bij T2 en p2] minus [enthalpie LNG bij T1 en p1]
Hydrogen economy is a Hype.

#6

Neutra

    Neutra


  • >250 berichten
  • 354 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 16 november 2011 - 08:25

Wat voor eenheid is een barg met een g?

#7

Drieske

    Drieske


  • >5k berichten
  • 10217 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 november 2011 - 09:53

Wat voor eenheid is een barg met een g?

Wiki:

Barg is a unit of gauge pressure, i.e., pressure in bars above ambient or atmospheric pressure; ...

Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

#8

RaYK

    RaYK


  • >250 berichten
  • 844 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 november 2011 - 17:06

Klopt het dat ik enthalpie waarden van aardgas enkel kan terugvinden in tabellen?
Zo zouden de waarden moeten staan in de ISO6976 maar die vind je niet gratis op het net..
Steun de wetenschap en het forum en versterk ons boinc team! - voor meer info kijk op de hoofdpagina onder 'distributed computing'

"The beginning of knowledge is the discovery of something we do not understand" - Frank Herbert (1920-1986)

#9

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 26 november 2011 - 19:03

Ik ken ISO6976 niet maar volgens de ISO website:

Specifies methods for the calculation of the superior calorific value and the inferior calorific value, density, relative density and Wobbe index of dry natural gas and other combustible gaseous fuels, when the composition of the gas by mole fraction is known.

Het berekent dus geen enthalpie.

Je moet eerst weten wat de compositie van jouw aardgas is. Daarna zoek je enthalpiedata voor elk van de componenten.
De bulk zal natuurlijk methaan zijn dus zoek je een p-H diagram van methaan
En ook voor de andere componenten zoek je zo'n diagram.
Hydrogen economy is a Hype.

#10

RaYK

    RaYK


  • >250 berichten
  • 844 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 december 2011 - 19:37

Ik was hier net mijn systeemgrenzen aan het bepalen, iets wat ik eigenlijk in het begin al had moeten doen. Normaal wou ik de wanden van de SCV als systeemgrenzen nemen maar achteraf gezien lijkt me dit niet zo'n goed idee. Als ik de wanden neem dan moet ik in principe rekening houden met 2 stofstromen nl. de LNG stroom en de luchtstroom. Aangezien die luchtstroom niet belangrijk is voor m'n rendements berekening kan ik mss beter m'n systeemgrenzen leggen bij de buiswand waar de LNG door gaat? Klopt die stelling?
Steun de wetenschap en het forum en versterk ons boinc team! - voor meer info kijk op de hoofdpagina onder 'distributed computing'

"The beginning of knowledge is the discovery of something we do not understand" - Frank Herbert (1920-1986)

#11

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 december 2011 - 20:39

En hoe bereken je dan het rendement?

Om het rendement te berekenen moet je toch echt de brander en blower ook meenemen in je systeem.

Toegevoerde Energie (fuel gas en blower) = Nuttig Gebruikte Energie (voor LNG) plus Verlies (schoorsteen)

Rendement = Nuttig Gebruikte Energie (voor LNG) / Toegevoerde Energie (fuel gas en blower)

Zo simpel is het.

Je kunt eventueel het rendement ook berekenen uit de verliezen:

Rendement = 1 - {Verlies (schoorsteen) / Toegevoerde Energie (fuel gas en blower)}

Voor een eindwerk zou ik het op beide methodes berekenen want dat levert wellicht een extra punt op.

Het rendement van dit soort LNG verdampers is erg hoog:
95 - 110 % gebaseerd op bovenste verbrandingswaarde van het fuel gas,
oftewel 105 - 110 % gebaseerd op onderste verbrandingswaarde (stookwaarde) van het fuel gas.
Hydrogen economy is a Hype.

#12

RaYK

    RaYK


  • >250 berichten
  • 844 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 december 2011 - 21:05

ahja, ik ging wel rekening houden met toegevoerde energie, bv elektrisch vermogen van de blower en verbrandingswaarde van de brander enz. maar bijvoorbeeld weten hoeveel warmte er effectief van de brander op de luchtstroom overgaat is hier toch niet echt van belang? Dus het zijn dan toch de wanden van de SCV die ik als systeemgrenzen kies.. en geen rekening houden met luchtstroom..

alvast bedankt
Steun de wetenschap en het forum en versterk ons boinc team! - voor meer info kijk op de hoofdpagina onder 'distributed computing'

"The beginning of knowledge is the discovery of something we do not understand" - Frank Herbert (1920-1986)

#13

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 december 2011 - 22:05

maar bijvoorbeeld weten hoeveel warmte er effectief van de brander op de luchtstroom overgaat is hier toch niet echt van belang?

Nee, niet als je de eerste berekeningsmethode voor het rendement gebruikt.

Maar als jij zonodig en systeemgrens wilt trekken ontkom je er toch niet aan om die rondom de hele boel te trekken.

Ik heb nu al een paar keer geschreven hoe je het rendement berekent.
Dit topic loopt nu al 5 weken dus ik zou zeggen: begin eens te rekenen want anders wordt het nooit wat.
Hydrogen economy is a Hype.

#14

RaYK

    RaYK


  • >250 berichten
  • 844 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 december 2011 - 20:57

ik had al wat berekeningen gemaakt maar wacht nog achter extra informatie van het bedrijf zelf..

dit is wat ik al had:

massadebiet LNG = 116,2 ton/uur = 32,27 kg/s

enthalpie methaan bij 78,3 barg en -150,2 įC = -856, 25 kJ/kg
enthalpie methaan bij 72,4 barg en 2,84 įC = -140,625 kJ/kg

ik had nog p-H diagrammen gevonden van Ethaan en Propaan maar beide gaan niet tot -150 įC dusja die kon ik dan niet gebruiken en een p-H diagramma voor stikstof lijkt bijna niet bestaande..

dan maar 100% methaan:

Q(1-2) = 32,27*(-140,625 + 856,25) = 23098,8 kJ/s

op de waarden voor de blower en brander ben ik nog aan het wachten.
Steun de wetenschap en het forum en versterk ons boinc team! - voor meer info kijk op de hoofdpagina onder 'distributed computing'

"The beginning of knowledge is the discovery of something we do not understand" - Frank Herbert (1920-1986)

#15

RaYK

    RaYK


  • >250 berichten
  • 844 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 december 2011 - 22:13

ik heb nog rap wat waarden berekent, buiten de brander en de blower is er nog een 2de optie waarbij een turbo generator wordt ingeschakeld en waarvan de hete lucht hiervan wordt gebruikt om een gesloten watercircuit op te warmen en in het waterbad van de verdampers te sturen.. dit water wordt dan a.d.h.v. 6 pompen door de warmtewisselaar gestuwd.

verbruik gasturbine = 9489 nm^3/uur
dit komt als ik de bovenste waarde van de stookwaarde neem nl 35,17 mJ/m^3 neer op 92,7 MW

ik heb voor die 6 motoren een stroom van 105A
P = U.I.cos(phi) = 400.105.cos(0,89) = 28576,8 W

de opbrengst van de gasturbine is 37,6MW

dus het rendement van de gasturbine = 37,6 / 92,7 = 40,56%

en het rendement voor het volledige systeem wordt dan (23,098+37,6)/(92,7+28,576*10^-3) = 65,45 %

zou dit kunnen kloppen? Volgens wat ik op internet kan terugvinden zou de turbine een thermisch rendement van rond de 42% moeten hebben, dus volgens mij zou dit wel kunnen kloppen. De turbine trekt daarmee wel het rendement van het totale systeem naar beneden waardoor ik begin te twijfelen of ik het wel zo moet bekijken.

Als ik die WKK in rekening breng verleg ik mijn systeemgrenzen.. mag dit zomaar? Als ik dit niet doe dan heb'k ik eigenlijk buiten die 6 pompen geen toegevoerd vermogen meer..
Steun de wetenschap en het forum en versterk ons boinc team! - voor meer info kijk op de hoofdpagina onder 'distributed computing'

"The beginning of knowledge is the discovery of something we do not understand" - Frank Herbert (1920-1986)





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures