Page 6 - Sustainable On-Site CHP Systems Design, Construction, and Operations

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Contributors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv
Foreword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xix

Part 1 CHP Basics
1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Why CHP? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
CHP Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Engine Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Heat Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Generators and Electrical Distribution Systems . . . . . . . . . . . . 13
Heat Recovery Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Types of Thermally Activated Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Understanding and Matching Facility Load Requirements . . . . . . . . . 14
Environmental Impacts and Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Key Issues Facing Industry Today . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2 Applicability of CHP Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Applicability of CHP to Commercial and Institutional Facilities . . . . 21
Prime Mover Fuel Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Building Type (Sector) and Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Climatic Regions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Basic Types and Size Range of BCHP Prime Movers . . . . . . . . 28
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3 Power Equipment and Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Fuel-to-Power Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
IC Reciprocating Engines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Combustion Turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Microturbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Fuel Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Thermal-to-Power Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Steam Turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
CHP Prime Mover Comparisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Electrical Output and Electric Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Heat Recovery Potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Fuels and Fuel Pressures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

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