Van
Lo
ng
LE
Soutenance
Thse de DoctoratVanduvre-ls-Nancy, le 26/09/2014
Ecole Doctorale EMMA ED 409Energie Mcanique et Matriaux
tude de la faisabilit des cycles organiques sous-critiques et supercritiques de Rankine pour la valorisation des rejets thermiques
2
01
4
Van
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LE pour la valorisation des rejets thermiques
Van Long LE
Directeur de thse: Michel FEIDT
Co-directeur de thse: Abdelhamid KHEIRI
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LEPlan
Introduction
Etat de lart
Modle thermodynamique
Mthodologie doptimisation du systme ORC*
2
01
4
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LE
Mthodologie doptimisation du systme ORC*
Cas dtude
Conclusions - perspectives
2Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
* Organic Rankine Cycle
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LECERES-2
CERES: Chemins Energtiques pour la Rcupration dEnergie dans les Systmes industriels
Programme ANR: Efficacit nergtique et Rduction des missions de CO2 dans les Systmes Industriels (EESI) 2010Coordinateur du projet: EDF Recherche et DveloppementDbut et dure: 01/2011 42 mois
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LE
3Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
LEMTA
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LEContexte
20 50 % de lapport dnergie gaspill60 % de rejets thermiques < 230 C (450 F)90 % de rejets thermiques < 316 C (600 F)
(BCS Inc. 2008)
Source: IEA
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4Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
(BCS Inc. 2008)Consommation dnergie par secteur (2011)
Impact environnemental
Valorisation de rejets thermique Amliorer lefficacit nergtique Diminuer la pollution thermique
Rarfaction des Ressources ptrolires
Consommation dnergie par industrie (2011)
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LEValorisation de rejets thermiques
Cycle traditionnel de Rankine(Cycle vapeur deau)
Temprature de rejets thermiques
Haute Moyenne et faible
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LE
5Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Cycle organique de Rankine
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LEProblmatiques
Fluides organiques:
Scurit, sret
Stabilit (thermique, chimique)
Impact environnemental (GWP, ODP)
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6Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Impact environnemental (GWP, ODP)
Faible performance thermodynamique: rendement ~ 10 20 %
Rentabilit conomique
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LEContributions
Objectifs :1. Etude des conditions de faisabilit des cycles organiques
sous-critiques et supercritiques de Rankine pour la valorisation des rejets thermiques
2. Optimisation nergtique, exergtique et thermo-conomique
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LE
7Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Dmarche :1. tat de lart des cycles organiques de Rankine et leurs fluides
de travail2. Modlisation et optimisation thermo-conomique des cycles
ORC en considrant linfluence de la nature du fluide de travail et la configuration du cycle ORC
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LEtat de lart
Cycles organiques de Rankine Situation de la recherche
Configurations du cycle ORC
Applications
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LE
Applications
March
Fluides de travail Catgories du fluide de travail
Travaux de recherche
Procdure de slection
8Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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LE
1823: M. Hamphrey Davy suggre le cycle ORC comme une alternative la machine vapeur deau
1824: Travaux de Carnot
1859: Thorie complte du moteur vapeur deau de Rankine
1883: Moteur naphta (Frank W. Ofeldt )
1923-1930: Moteurs de Rankine utilisant Chlorure de Mthyle
Situation de la recherche
Source: www.kcorc.org
Projets R&D en cours (www.kcorc.org)
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LE Chlorure de Mthyle
1961 1965: Prototype ORC de 3 kW en 1961 et ltablissement de ORMAT en 1965
1967: premier cycle binaire gothermique de 680 kW utilisant R12
1980: Turboden
1990s: ORMAT Gothermie; TURBODENCognration
2000 - prsent: Plusieurs fabricants, recherches
9Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Financement Europen Financements nationaux
H-REII Demo (2012 2014) Fluid mixtures for ORC (2010-2015)
LOVE (2011 2014) TRENERGY (2013-2015)
BRICKER (2013 2017) DryRSP (2013-2017)
CPV/Rankine (2013 2015) ORC Micro Power Plant (2011-2013)
NoWaste (2011 2015 ) SCORC (2013-2015)
Financement priv Two-stage-RO-Rankine (2011-2014)
MarineORC (2013-2014) ORCNext (2012-2016)
Sun2Power (2010 2014) CC-PowerTraine (2013-2017)
Projets R&D en cours (www.kcorc.org)
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LEConfigurations du cycle ORC
ORC standard
(a) Configuration sous-critique (b) Configuration supercritique
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LE
10Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
ORC avec rcuprateur (IHE)
(a) Configuration sous-critique (b) Configuration supercritique
(a) Configuration sous-critique (b) Configuration supercritique
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LEConfigurations du cycle ORC
ORC rgnratif (avec soutirage) ORC trilatral flash
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LE
11Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
ORC rgnratif (avec soutirage) ORC trilatral flash
Organic Flash CycleORC multi-pression dvaporation
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LEApplications
Rpartition de puissances installes par applications
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LE
12Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
installes par applicationsBiomasse - cognration
Centrale gothermique
Centrale solaire thermodynamique Valorisation de rejets thermiques industriels
Le nombre des installations est le plus important pour des applications biomasseTurboden: 246Adoratec: 22
(Ho et al. 2012)
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LEMarch
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13Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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LEFluide de travail du cycle ORC
Fluide schant Fluide isentropique
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LE
14Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
,
,2
11ds
dT
r evap
r evapvap
evap evap
nT
TCp HT T
: Fluide schant: Fluide isentropique: Fluide mouillant
(Liu et al. 2004)
0 0 0
Fluide mouillant
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LEFluide de travail du cycle ORC
Rfrences Fluides tudis
Chen et al.
(2010)
35 candidats du fluide de travail pour
le cycle sous- et supercritique de
Rankine
Hung et al.
(2010)
Srie rfrigrants: R11, R12, R113,
R114, R123, R152a, R500 et R502
Srie benzne: C6H6, C7H8, C8H10
Lakew et al.
(2010)
R134a, R123, R227ea, R245fa, R290
et n-pentane
Mikielewicz
et
Ammoniac, perfluorobutane,
mthanol, thanol, heptane,
Rfrences Fluides tudis
Guo et al.
(2011)
27 fluides avec les
tempratures
dbullition allant de
-47.7 47.6 C
Datla et al.
(2012 )
Pentane, R245fa,
R134a, R1234ze,
R1234yf, R123, DR-
2, C6FK, Tolune,
D4, D5
Gao et al. 18 fluides diffrents
Rfrences Fluides tudis
Wang et al.
(2010)
M1 (R245fa pur), M2 (R245fa/R152a,
0.9/0.1), M3 (R245fa/R152a, 0.7/0.3) sont
exprimentalement tests avec un cycle solaire
de Rankine basse temprature
Baik et al.
(2012 )
Comparaison de la puissance optimale du
cycle transcritique de Rankine utilisant les
mlanges binaires avec le cycle sous-critique
de Rankine utilisant R134a et R245fa
Chys et al.
2012
Quelques fluides purs souvent utiliss sont
considrs comme les composs potentiels
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LE
Mikielewicz
(2010)
isohexane, R11, R12, R123, tolune,
R152, R134a, R141b, R227, R245ea,
R245ca, R365mfc, SES36 et eau
Chen et al.
(2011)
Fluides zotropes pour les cycles
ORC supercritiques
Fernandez et
al. (2011)
Siloxanes (plus prcisment
polymthylsiloxanes ou huiles de
silicone) incluant MM, MDM,
MD2M, D4, D5, et D6
Guo et al.
(2011)
CO2, R170, R41, R125, R218, R143a,
R32, R115, R1270, R22, R290,
R134a, R227ea
15Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
(2012) sont tests
He et al.
(2012)
22 fluides de travail
du cycle ORC sous-
critique sont
examins
Heberle et
al. (2012)
Isobutane/isopentan
e et R227ea/R245fa
de diffrentes
compositions
Vidhi et al.
(2013)
R23, R32, R125,
R143a, R134a, R218
et R170 sont tests
pour crer des mlanges binaires et ternaires.
La slection de mlange est discute. Les
concentrations molaires optimales sont
suggres dans larticle
Heberle et
al. (2012)
Isobutane/isopentane et R227ea/R245fa de
diffrentes compositions sont utiliss comme
fluide de travail du cycle sous-critique de
Rankine
Dai et al.
(2013 )
Les mlanges zotropes du dioxyde de
carbone avec 7 fluides de bas GWP sont
utiliss comme fluide de travail du cycle
transcritique de Rankine
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LEFluide de travail du cycle ORC
Union EuropenneDirective MAC Rgulation de F-gaz
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LE
16Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Fluide ODP GWP Tb ASHRAE 34
Novec 649 0 1 49 N/A
Novec 774 0 ~1 74 N/A
Novec 7000 0 370 34 N/A
R134a 0 1370 -26.1 A1
Isobutane 0 ~20 -11.7 A3
n-Pentane 0 ~20 36.1 A3
R1234ze (E) 0 6 -19 A2L
R1233zd 0 7 18.3 N/A
R245fa 0 1030 15.14 A1
Base de donnes
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LEFluide de travail du cycle ORC
Collecte dinformations sur les fluides candidats
Premire slection: Toxicit, inflammabilit, stabilit, GWP, ODP, et
proprits thermo-physiques
Modlisation du systme avec les fluides
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17Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Modlisation du systme avec les fluides prslectionns
Optimisation du systme avec les fluides prslectionns
Choix finale du fluide
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LEModle thermodynamique
Analyse nergtique Base sur le premier principe de la thermodynamique
lnergie ne peut tre ni dtruite, ni cre
Ne distingue pas la quantit et la qualit de lnergie (ex. on ne fait pas la diffrence entre un joule de chaleur dlivr 500 C et un autre fourni 50 C)
Analyse exergtique
2
01
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LE Analyse exergtique Base sur le deuxime principe de la thermodynamique
si lnergie se conserve, sa qualit, elle se dgrade
Cest un complment pour lanalyse nergtique (lanalyse exergtique permet de localiser et dvaluer la cause et limportance de la perte de la ressource nergtique)
18Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Van
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LEAnalyse nergtique
, ,
, ,
isp out p inp
isp out p in
h h
h h
, ,p p out p inwfW m h h
, ,HPHEX HPHEXh wf wf out wf in h hsi hsoQ m h h m h h
,,
,,
t outt intis is
t outt in
h h
h h
( )W m h h 75 11.5 pmotor log W
elecp p motorW W
2
01
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LE
19Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
,,( )t t outt inwfW m h h
, ,( ) ( )cond condc c cso csiwf wf in wf outQ m h h m h h
2
75 11.5
1.5
pmotor
p
log W
log W
pnet tW W W
elec elec elecpnet tW W W
netI hW Q
elecsys net hW Q
Systme ORC
elecgent tW W
Van
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LEAnalyse exergtique
01
t pnet
h h
net
s
h
i h os
h
Ex
W WW
Ex Ex
W
Ex TQ
T
0 0 0t pnet
hsi h hsi
WHR
W WW
Ex m h h T s s
Rendement exergtique
Taux de rcupration exergtique
Rendement au sens du 2me principeSchma de procds
2
01
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20Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
1
netI
Loren
h
h
z c
II
W
TQ
T
Rendement au sens du 2 principe
cso csic
cso csi
h hT
s s
hso hsi
h
hso hsi
h hT
s s
Temprature moyenne entropique
Temprature moyenne entropiqueT0 = Tcsi
Les temprature sont en K Diagramme T-s
Schma de procds
Van
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ng
LEAnalyse exergtique
Systme ORC , ,, ,0p p out p outp in p inwfEx m h h T s s
, ,( )p p out p inwfW m h h
0h h hsi hso hsi hsoEx m h h T s s
0, , , ,HPHEX HPHEX HPHEX HPHEX HPHEXwf wf wf out wf in wf out wf inEx m h h T s s
0 , ,HPHEX HPHEXHTHEX wf wf out wf in h hso hsiI T m s s m s s
HPHEX HPHEXEx wf hEx Ex
, ,, ,0t t out t outt in t inwfEx m h h T s s
,,t t outt inwfW m h h
, ,0t t out t inwfI T m s s t
t tEx W Ex
2
01
4
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LE
21Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
0 , ,p op wf ut p inI T m s s p
p pEx Ex W
0, , , ,cond cond cond cond condwf wf wf in wf out wf in wf outEx m h h T s s
0c c cso csocsi csiEx m h h T s s
0 , ,cond cond c cso csicond wf wf out wf inI T m s s m s s
cond condcEx wfEx Ex
tot ii
I I
p t c tothEx W W Ex I
01
nett p
h
h
h
Ex
W W
E Tx
W
QT
t p hsiWHR W W Ex
1
net
ch
h
II
W
TQ
T
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LEOptimisation
Transfert thermique & chute de pression
changeur tubes et calandre
Corrlations pour transfert de chaleur et chute de pression
2
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LE pression
Modle conomique
Cot dinvestissement
Cot dexploitation
Mthode doptimisation
22Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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LETransfert thermique & chute de pression
changeur tubes et calandre Gomtrie simple de lchangeur
2
01
4
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LE
23Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Types standards de calandre selon TEMA
chicane coupe unique de lchangeur de chaleur tubes et calandre
Gomtrie simple de lchangeur tubes et calandre
Van
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ng
LETransfert thermique & chute de pression
lmQ UAF T o o tA A d LN
1
,
,
ln / 1
2
f i o o o iOf o
i i i o
R d d d ddU R
d d k
, , , ,
, , , ,ln /
h out c in h in c out
lm
h out c in h in c out
T T T TT
T T T T
Facteur de correction DTLM*
Mthode DTLM*tpwf
t ti
m NN
S V
2
01
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LE
24Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Facteur de correction DTLM*
s sin out
t tout in
T TR
T T
t tout in
s tin in
T TP
T T
(1/ )1
1
NRP
P
1S
R
2
2
2
11
1
2 ( 1 1)( 1)
2 ( 1 1)
SR ln
RSF
S R RR ln
S R R
( 1)
PS
N N P
2
2 (2 2)(1 )
2 (2 2)
SF
SS ln
S
R 1 R = 1
*Diffrence de temprature logarithmique moyenne
Van
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LETransfert thermique & chute de pression
0.6s id C L B R S idJ J J J J
0.142/3
s s sid i s w
s s s s
m kj Cp
A Cp
Mthode de Bell-Delaware
21.33
a
aj a Re
3
a
aa
2 ( 1)
2s b s
s
e s
fG N Dp
D
0.14( / )ws s s
1bL
NB
[0.576 0.19 ( )]sf exp ln Re
2 24( / 4)T oe
o
P dD
d
ss
T
D CBA
P
Coefficient de transfert de chaleur
Chute de pression (Mthode de Kern)Ct calandre
20.785
ts T
N CLD P
CTP
2
01
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LE
25Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
211.33
/i s
T o
j a ReP d
41 0.14( )asa
Re
Angle dagencement
des tubes Re a1 a2 a3 a4
90
105-104 0.370 -0.395 1.187 0.370
104-103 0.107 -0.266
103-102 0.408 -0.460
102-10 0.900 -0.631
10 0.970 -0.667 Disposition des tubes
Constantes pour le calcul du coefficient dchange thermique ct calandre
Van
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LETransfert thermique & chute de pression
0.5
2/3
/ 8 1000
1 12.7 / 8 1
f Re PrNu
f Pr
Nu k D
Ct tubes (zone monophasique)
Coefficient de transfert thermique
Chute de pression
Ct tubes (zone diphasique ou bien supercritique)
qflux = const
coulement
L(Gnielinski 1976)
2
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LE
26Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
2[0.790 ( ) 1.64]f ln Re
2
2tp
L VP f N
D
2
( 4 )2
tp t
tube p
LN VP f N
D
2
42
tr p
VP N
dQ const
xi+1xi
Transferts de chaleur de lcoulement diphasique et en pression supercritique vaporation: Gungor-Winterton (1987) Condensation: Shah (2009) Supercritique: Jackson (2002)
dLi
Van
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LETransfert thermique & chute de pression
Evaporation: corrlation de Gungor-Winterton (1987)TP lE
0.410.75
0.861 3000 1.121
l
v
xE Bo
x
0.8 0.4Pr
0.023 1l
l
l
kDG x
D
Condensation: corrlation de Shah (2009)
1
1 1 exp oIC glidel vap l
B qF T
q H
0.410.75
0.861 3000 1.12
1l
c
v
xE BoF
x
0.0058 0.5573.8
1rp
l
Fluide pure
Fluide zotrope
Rgime I
2
01
4
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ng
LE
27Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
TP I
TP I Nu
0.95
3.81
14l
I LS
vZ
1/33
1/3
21.32Re l l v lNu LS
l
g k
0.8 0.4
0.023 R Pe r lLS LS lk
D
1 1 V
mix mono VS
Y
Fluide
pure
Fluide zotrope
Rgime II
0
0.3
0 .5.82 P0 r.0183Re
n
pwb b
b pb
CNu
C
w bp
w b
h hC
T T
Pression supercritique: corrlation de Jackson (2002)
kNu
D
Van
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LETransfert thermique & chute de pression
2 2 2 2(1 ) (1 )
(1 ) (1 )mom
l v l vout in
x x x xP G
10.25
0.5
1.18 111 0.12 1
l v
v v l l
x gx x xx
G
2 1 1Pmomout in
G
2
2frict
L VP f
D
2
10
1
(1.82 1.64)f
log Re
coulement diphasique
coulement en pression supercritique
Chute de pression dynamique
Chute de pression dynamique
Chute de pression par frottement
Chute de pression
2
01
4
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LE
28Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
v v l l
0
z
frict
dpP dz
dz
1/3 3(1 )frict
dpx bx
dz
2( )a b a x
22l
lo i l
dp Ga f
dz d
22v
vo i v
dp Gb f
dz d
Chute de pression par frottementB, PT, V, Ntp, Nsp
A, P
P Pmax
A, P
Van
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ng
LEModle conomique
Quel est le montant de linvestissement pour mettre en place une installation de valorisation des rejets thermiques par un cycle ORC?
Quels sont les cots dexploitation dune
2
01
4
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Lo
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LE
29Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Quels sont les cots dexploitation dune installation de valorisation des rejets thermiques?
Evaluer la rentabilit conomique de linstallation?
Effectuer loptimisation thermoconomique de linstallation
Van
Lo
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LEModle conomique
Cot dinvestissement
Somme des cots nus des quipements de linstallation, CTBM
Cot de prparation du site, Csite Csite = 0.05CTBM
Cot des facilits des services, Cserv Cserv = 0.05CTBM
Cots attribus pour les centres dutilit et des installations connexes Calloc
Investissement permanent direct, CDPI CDPI = CTBM + Csite + Cserv + Calloc
Cots des ventualits et frais de lentrepreneur, Ccont Ccont = 0.18CDPI
Capital amortissable total, CTDC CTDC = CDPI + Ccont
Cot du terrain, C C = 0
TBM BM spare wfC C C C
2
01
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LE
30Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
0BM p BMC C F
0 210 1 2 10 3 10( ) [ ( )]plog C K K log A K log A
1 2BM M PF B B F F
210 1 2 10 3 10( )plog F C C log P C log P
Cot nu dquipement (Turton 2009)
* Chemical Engineering Plant Cost Index
CEPCI*CEPCI2001 = 397CEPCI2012 = 584.6
20122012
20012001
BM
BM
CEPCIC
CEPCIC
Variation de lindice des cots des quipements
Cot du terrain, Cland Cland = 0
Cot des redevances, Croyal Croyal = 0
Cot de dmarrage de linstallation, Cstartup Cstartup = 0.1CTDC
Investissement permanent total, CTPI CTPI = CTDC + Cland + Croyal + Cstartup
Fond de roulement, CWC CWC = 0
Investissement total, CTCI CTCI = CWC + CTPI
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LEModle conomique
Cot dexploitation
Cots Elments Formule
1. Cots directs Cots directs de production CDMC
Utilits Eau de refroidissement 14.8$ /1000m3
Maintenance Rmunrations et avantages sociaux CWB = 0.035CTDC
Salaires et avantages sociaux CSB = 0.25CWB
Matriaux et services CMS = CWB
Frais gnraux dentretien CMO = 0.05CWB
2. Cots fixes Cots fixes de production CFix
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31Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
gross annual TPCProfit S C
(1 )net corp grossProfit t Profit
PrROI net
TCI
ofit
C
PBPcash flow (1 )( )
TDC TDC
annual TPC D
C C
t S C C
1
1
1LCOE
1
nTPC
TCI tt
nel
tt
CC
IR
M
IR
Mesures de rentabilit
Cot moyen actualis de llectricit, LCOE (Konstantin 2009)
2. Cots fixes Cots fixes de production CFix
Taxes foncires et assurance Cot de limpt foncier et de lassurance de responsabilit CPI = 0.02CTDC
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LEOptimisations et contraintes
Mthode doptimisation(EES)
Mthode du gradient conjugu
Mthode de quasi-Newton
Mthode de Nelder-Mead
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LE Mthode de Nelder-Mead
Algorithme DIRECT
Mthode Gntique
32Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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LECas dtude
Centrale ORC sous-critique
Centrale ORC supercritique
Rendement isentropique de la pompe et de la turbine, (%) 80
hm
Donnes pour loptimisation
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33Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Rendement isentropique de la pompe et de la turbine, is (%) 80
Rendement du gnrateur lectrique, gen (%) 95
Fluide de la source thermique et du puits froid Eau
Temprature entrante de la source thermique, Thsi (C) 150
Temprature entrante du puits froid, Tcsi (C) 20
Pression de la source thermique, Phsi (bar) 5
Pression entrante du puits froid, Pcsi (bar) 2
Dbit massique de la source thermique, (kg/s) 50
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LEOptimisation dORC sous-critique
hm
Fonctions objectivesRendement exergtiqueLCOE
Eau chaude pressurise (5 bars)Thsi = 150 C; 50 (kg/s)hm
95%gen
80%is
80%is
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34Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Eau froide (2 bars)Tcsi = 20 C
Fonction objectif :Rendement exergtiqueCot moyen actualis de llectricit (LCOE)
Contrainte:
Dure de vie: 20 ans
, 1t outx
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LEOptimisation dORC sous-critique
Maxi. du rendement exergtique
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35Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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LEOptimisation dORC sous-critique
Minimisation du LCOE
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36Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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LEOptimisation dORC supercritique
Eau chaude pressurise (5 bars)Thsi = 150 C; 50 (kg/s)hm
95%gen
80%is
80%is
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37Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
Eau froide (2 bars)Tcsi = 20 C
Fonction objectif:Rendement exergtiqueLCOE
Contrainte:
Dure de vie: 20 ans
, 1t outx
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LEOptimisation dORC supercritique
Maxi. du rendement exergtique
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38Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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LEOptimisation dORC supercritique
Minimisation du LCOE
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39Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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LEConclusions
tat de lart des cycles ORC et de leurs fluides de travail
Modle danalyse nergtique et exergtique des systmes ORC de diffrentes configurations
Modle pour le transfert de chaleur et chute de pression dans un changeur tubes et calandre avec
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pression dans un changeur tubes et calandre avec fluide pure ou zotrope en pression sous-critique ou supercritique
Modle conomique pour loptimisation des centrales de valorisation des rejets thermiques utilisant un ORC sous-critique ou supercritique
Livrable projet ANR CERES-2
40Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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LEPerspectives
Validation des corrlations utilises:
Pour les transferts de chaleur et les pertes de charge
Pour les cots des composants
Prendre en compte des autres variables (rendement de la turbine, la gomtrie de lchangeur) pour
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de la turbine, la gomtrie de lchangeur) pour loptimisation
Optimisation multicritres et/ou en rgime transitoire
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LEPublications communications
Journal articlesV. L. Le, M. Feidt, A. Kheiri, S. Pelloux-Prayer, Performance optimization of low-temperature power generation by supercritical ORCs (organic Rankine cycles) using low GWP (global warming potential) working fluids. Energy. 2014; 67:513-526
M. Feidt, A. Kheiri, V. L. Le, Analyse exergtique d'un Cycle Organique de Rankine (COR) sous-critique pour rcuprer les chaleurs perdues basse temprature. Termotechnica; 2012(1): 12-17
Paper in progressV. L. Le, A. Kheiri, M. Feidt, S. Pelloux-Prayer, Thermodynamic et economic optimizations of a waste heat to power plant driven by a subcritical ORC (Organic Rankine Cycle) using pure or zeotropic working fluid. 2014 (en cours de rvision)
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Conference papersA. Zoughaib, M. Feidt, S. Pelloux-Prayer, F. Thibault, V. L. Le, Chemins nergtiques pour la rcupration dnergies (CERES), Congrs Franais de Thermique, Lyon, France 2014
V. L. Le, M. Feidt, Kheiri A., Jumel S., Optimisation de la puissance du cycle organique de Rankine pour le cas supercritique en considrant le cycle endorversible, Congrs Franais de Thermique, Gradmer, France 2013
S. Jumel, V. L. Le, M. Feidt, A. Kheiri, Working fluid selection and performance comparison of subcritical and supercritical Organic Rankine Cycle (ORC) for low-temperature waste heat recovery. ECEEE Industrial Summer Study. Arnhem, Netherlands2012
M. Feidt, A. Kheiri, V. L. Le, Analyse exergtique d'un Cycle Organique de Rankine (COR) sous-critique pour rcuprer les chaleurs perdues basse temprature, Colloque Francophone sur lEnergie Environnement Economie et Thermodynamique (COFRET12), Sozopol, Bulgaria 2012
42Introduction Etat de lart Modle Optimisation Cas dtude Conclusions
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Soutenance
Thse de DoctoratVanduvre-ls-Nancy, le 26/09/2014
Ecole Doctorale EMMA ED 409Energie Mcanique et Matriaux
Merci de votre attention!
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LE Merci de votre attention!Questions?