Wiedza Centrum

Organiczny cykl Rankine'a

Cykl Rankine'a to cykl termodynamiczny szeroko stosowany w elektrowniach do przekształcania wody w parę, a następnie rozprężania tej pary przez turbinę w celu wytworzenia pracy mechanicznej. Organiczny cykl Rankine'a (ORC) jest udoskonaleniem tej technologii, wykorzystującym organiczny płyn roboczy zamiast wody. Ten płyn roboczy, w naszym przypadku pentafluoropropan, ma temperaturę wrzenia niższą niż woda, aby wykorzystać źródła ciepła o niższej temperaturze w porównaniu z większymi cyklami Rankine'a.

ElectraTherm wykorzystuje ORC z zastrzeżonymi technologiami do generowania do 125 kW (z jednostką 250 kW w fazie rozwoju) czystej energii elektrycznej ze źródeł ciepła o temperaturze zaledwie 70°C. Te niższe zakresy otwierają możliwości w branżach, w których wcześniej brakowało wystarczającej ilości ciepła do wytwarzania energii. Operatorzy wykorzystują nadmiar ciepła do generowania zrównoważonej energii - zwiększając wydajność, zmniejszając koszty energii/paliwa i zmniejszając swój ślad węglowy.

Nasza technologia

Centralnym elementem systemów ORC firmy ElectraTherm jest specjalnie zaprojektowany ekspander dwuślimakowy firmy macierzystej, BITZER. Wdrożenie tej technologii stanowi radykalną zmianę w stosunku do poprzednich technologii ORC wykorzystujących turbiny promieniowe lub osiowe - zapewniając bardziej opłacalną, solidną konstrukcję, która znacznie zwiększa niezawodność.

Ponieważ nasze systemy wykorzystują ekspander o niższej temperaturze ciepła, ciśnienie na pompie jest mniejsze, a prędkości robocze niższe w porównaniu z technologiami turbinowymi - co prowadzi do łatwiejszej obsługi i mniejszych nakładów na konserwację. Ekspander toleruje również "mokry" przepływ dwufazowy, dzięki czemu może niezawodnie generować moc, akceptując zmiany zarówno temperatury, jak i przepływu, jednocześnie pozwalając na najgorsze obawy turbiny - wilgoć.

Systemy ORC firmy ElectraTherm są elastyczne i skalowalne - co oznacza łatwą integrację i możliwość skalowania od 75 - 125 kilowatów (lub mniej) do aplikacji o mocy wielu megawatów.

Przeczytaj więcej o różnicy SMART POWER tutaj.

Nasz proces

Płyn roboczy jest pompowany do wyższego ciśnienia i przesyłany do podgrzewacza.
Temperatura płynu roboczego jest zwiększana w podgrzewaczu i przesyłana do parownika.
Ciepło przechwycone przez parownik powoduje zagotowanie płynu roboczego w parę pod wysokim ciśnieniem.
Opary przepływają przez ekspander dwuślimakowy, obracając generator elektryczny w celu wytworzenia energii.
Para jest schładzana i skraplana z powrotem do postaci cieczy, a cykl się powtarza.

Korzyści z odzysku ciepła ORC

Chociaż zastosowania mogą nie być 100% czystą energią, wytwarzanie energii ORC samo w sobie jest 100% czystym rozwiązaniem bez emisji lub szkodliwych produktów ubocznych - paliwem jest gorąca woda. W porównaniu z innymi odnawialnymi źródłami energii, wyrównany koszt energii elektrycznej jest niezwykle niski, co sprawia, że jest to świetna wartość dla organizacji, które chcą poprawić swoje wyniki finansowe, jednocześnie osiągając kamienie milowe zrównoważonego rozwoju.

Zwiększenie wydajności

Wykorzystanie nadmiaru ciepła do produkcji energii elektrycznej znacznie poprawia wydajność energetyczną. do 10% w niektórych zastosowaniach - a obciążenie chłodnicze jest kompensowane 70-100%. Oznacza to znaczne zmniejszenie zużycia paliw kopalnych, związanych z nimi emisji i kosztów operacyjnych.

Zachęty środowiskowe

Nasi operatorzy często korzystają z szeregu zachęt środowiskowych promujących efektywność, czystą energię, odnawialne źródła ciepła i nie tylko. W zależności od tego, gdzie system ORC jest uruchamiany, można kwalifikować się do atrakcyjnych rabatów. W przypadku odpowiednich projektów może to znacznie poprawić ekonomikę.

Stany Zjednoczone oferują obecnie ulgę podatkową 26% dla odpowiednich projektów odzyskiwania ciepła odpadowego, kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji.

Promuje ESG

Innowacyjne technologie - takie jak ciepło do mocy oraz Zerowe chłodzenie netto do zasilania - które usprawniają operacje, a także chronią środowisko, są idealnym dodatkiem do każdej firmy. Biorąc pod uwagę, że świat szuka sposobów na osiągnięcie neutralności węglowej, organizacje, które podejmą kroki w tym kierunku, wyróżnią się na tle konkurencji.

Więcej informacji na temat ESG można znaleźć tutaj.

Źródła ciepła

Odpowiednie źródła ciepła płynu mają temperaturę od 70°C do 150°C.
Gazowe źródła ciepła o temperaturze powyżej 150°C mogą być również wykorzystywane z wykorzystaniem dodatkowej pętli wymiany ciepła.

Nasze niskotemperaturowe rozwiązania ORC wykorzystują gorącą wodę jako paliwo w celu wytworzenia do 125 kWe czystej energii elektrycznej, bez dodatkowych kosztów dla operatora. Woda ta może docierać do nas na wiele sposobów, pod warunkiem, że jest jej wystarczająco dużo i ma wystarczająco wysoką temperaturę. Moc wyjściowa jest bezpośrednio skorelowana z natężeniem przepływu i temperaturą źródła, jednak w danym zastosowaniu można zastosować niższe natężenie przepływu, jeśli woda ma wystarczająco wysoką temperaturę.

Typowe zastosowania

// Woda używana w obwodach chłodzenia (silniki i sprężarki)

// Źródła mikrogeotermalne (solanka, współprodukowane płyny)

// Przemysłowe ciepło odpadowe, takie jak gorące gazy z pieców, pieców itp.

// Spaliny i gazy spalinowe (wymaga dodatkowego wymiennika ciepła)

// Olej termiczny lub inne źródła wysokotemperaturowe (wymaga dodatkowego wymiennika ciepła)

// Systemy kotłów, takie jak stosowane w procesach fermentacji beztlenowej i biomasy

// Zerowe chłodzenie netto do zasilania (alternatywa dla chłodnicy generującej energię)

W każdej aplikacji, w której ciepło może być przekazywane do płynu, można zintegrować rozwiązania ElectraTherm do wytwarzania energii ORC. Aby uzyskać szczegółowe specyfikacje, referencje lub ogólne informacje, prosimy o kontakt z jednym z naszych przedstawicieli, odwiedzając naszą stronę Kontakt.

Zmienne wydajności

Dostępne ciepło / moc cieplna

Dostępna moc cieplna to liczba BTU/godz. lub kWth, która jest stale wytwarzana przez źródło ciepła odpadowego i dostępna do wykorzystania przez systemy wytwarzania energii ORC firmy ElectraTherm. Im więcej dostępnego ciepła, tym większa moc elektryczna.

Przepływ

Podczas gdy wytworzone ciepło dostępne do konwersji odgrywa dużą rolę w wydajności systemu, natężenie przepływu źródła ciepła odgrywa równie dużą rolę. Wyższe natężenie przepływu zwiększa energię cieplną dostarczaną do ORC. Źródło ciepła o niższej temperaturze i wysokim natężeniu przepływu może osiągnąć maksymalną wydajność i odwrotnie w przypadku źródeł ciepła o niższym natężeniu przepływu.

Delta systemu T

Warunki w miejscu instalacji, takie jak delta T systemu (na którą wpływa temperatura otoczenia i różnica temperatur między wodą grzewczą i chłodzącą) również wpływają na wydajność ORC.

System delta T to różnica temperatur ΔT między źródłem gorącym a źródłem skraplania, która jest również główną siłą napędową zwiększonej wydajności systemów ORC. Zakresy temperatur TH i TC, w których zwykle działają systemy ORC niskiej klasy, będą dyktować niższe sprawności niż systemy ORC wysokiej klasy ze względu na wyższą temperaturę źródła ciepła TH. System Power+ jest ograniczony temperaturą delta T ze względu na właściwości fizyczne ciekłej wody.

Lokalizacja systemu ORC wpływa na warunki temperaturowe otoczenia. W lokalizacjach o gorącym klimacie, takich jak Afryka i równik, moc wyjściowa netto będzie niższa niż moc wyjściowa netto wytwarzana przez urządzenia zainstalowane w lokalizacjach o zimnym klimacie, takich jak Europa Północna, nawet przy tej samej temperaturze wejściowej gorącej wody. Rozbieżność ta wynika z niższej delta T systemu (różnicy między temperaturą wejściową gorącej wody a temperaturą skraplania) w gorącym klimacie w porównaniu z klimatem zimnym.

Przykład silnika cieplnego

Silnik cieplny to prosty silnik, który przekształca ciepło termiczne w pracę mechaniczną. Silnik cieplny działa poprzez pobieranie ciepła z gorącego zbiornika i przenoszenie go do zimnego zbiornika, generując w ten sposób pracę.

Aby zmaksymalizować ilość pracy, jaką może wytworzyć silnik cieplny, temperatura gorącego zbiornika musi zostać zwiększona tak bardzo, jak to możliwe, podczas gdy temperatura zimnego zbiornika musi zostać obniżona.

Pytania?

Skontaktuj się z nami, a chętnie pomożemy.

Kontakt

Formularz oceny projektu