Wdrożenie turbin TRC współpracujących z generatorami elektrycznymi w obiektach sieciowych MPEC
Wariant tytułu
Implementation of TRC turbines cooperating with electric generators in MPEC network facilities
Autor
Piękoś, Mariusz
Promotor
dr hab. inż. Tomasz Sobota prof. PK
dr hab. inż. Tomasz Węgiel prof. PK
Promotor pomocniczy
Dyrektor ds. Innowacji MPEC S.A. dr inż. Paweł Jastrzębski
Data wydania
2024
Data obrony
26.06.2025
Język
polski
Słowa kluczowe
turbina wodna, odzysk energii, pompy w ruchu turbinowym, Turbinowy Regulator Ciśnienia , hydrogenerator, pikoturbina
water turbine, energy recovery, pumps in turbine motion, Turbine Pressure Regulator, hydrogenerator, picoturbine
Abstrakt
W rozprawie zaprezentowano prace badawcze nad wykorzystaniem turbin wodnych do odzysku energii mechanicznej wody z miejskiej sieci ciepłowniczej.
Przeprowadzono prace badawcze dla turbin małej mocy o napięciu 24 V, służących do ładowania akumulatorów i sterowania automatyką komór ciepłowniczych.
Przedstawiono pracujący układ sterowania automatyką komory ciepłowniczej, oraz wnioski w przeprowadzonych prac. W ramach wykonanych analiz, opracowano charakterystyki pracy pomp w ruchu turbinowym i zaprezentowano rozwiązania konstrukcyjne montażu elementów układu TRC małej mocy.
Dalsza część pracy dotyczy układu odzysku energii dużej mocy o napięciu 400 V, oddające wyprodukowaną energię elektryczną do sieci energetycznej. Przedstawia ona rozwiązania zastosowania pomp w ruchu turbinowym do regulacji przepływu wody i stabilizowania paramentów ciśnienia. Opracowano charakterystyki badanych pomp w ruchu turbinowym i przedstawiono wnioski końcowe z przeprowadzonych badań.
W rozprawie zaproponowano wzory do obliczenia energii mechanicznej wody sieciowej układu ciepłowniczego miasta, na podstawie których został określony potencjał energii mechanicznej sieci ciepłowniczej Krakowa i Skawiny.
Zastosowanie układów TRC w miejskiej sieci ciepłowniczej umożliwi automatyzację i regulację komór ciepłowniczych, zmniejszy awaryjność systemu, oraz może zastąpić stosowane regulatory ciśnienia w węzłach cieplnych.
The dissertation presents research on the use of water turbines to recover the mechanical energy of water from the municipal heating network. The research work was conducted for low-power turbines with a voltage of 24 V, used to charge batteries and control the automation of heat chambers.
The working automation control system of the heating chamber was presented, as well as the conclusions drawn from the work carried out.
As part of the analyses performed, the characteristics of the pumps in turbine motion were developed and design solutions for the assembly of elements of the low-power TRC system were presented.The next part of the work concerns high-power energy recovery systems with a voltage of 400 V, returning the produced electrical energy to the power grid.
It presents solutions for the use of pumps in turbine motion to regulate the flow of water and stabilize pressure parameters. The characteristics of the tested pumps in turbine motion were developed and final conclusions from the conducted research were presented.
The dissertation proposes formulas for calculating the mechanical energy of the city's district heating system water, based on which the mechanical energy potential of the Kraków and Skawina district heating networks was determined. The application of TRC systems in a municipal heating network enables automatization and regulation of heating chambers, reducing malfunction rate of the system It can also replace a pressure regulators in district heating substations.