Kiến thức Trung tâm

Chu trình Rankine hữu cơ

Chu trình Rankine là một chu trình nhiệt động lực học được các nhà máy điện sử dụng rộng rãi để chuyển nước thành hơi nước, sau đó làm giãn hơi nước đó qua một tua bin để tạo ra công cơ học. Chu trình Rankine hữu cơ (ORC) là một sự cải tiến của công nghệ này, sử dụng chất lỏng làm việc hữu cơ thay cho nước. Chất lỏng làm việc này, trong trường hợp của chúng tôi là Pentafluoropropane, có điểm sôi thấp hơn nước để sử dụng các nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp hơn khi so sánh với các chu trình Rankine lớn hơn.

ElectraTherm sử dụng ORC với các công nghệ độc quyền để tạo ra tới 125 kW (với một đơn vị 250 kW đang được phát triển) điện sạch từ các nguồn nhiệt thấp tới 70°C. Các phạm vi thấp hơn này mở ra các cơ hội cho các ngành công nghiệp trước đây không có đủ nhiệt để phát điện. Các nhà khai thác tận dụng nhiệt lượng dư thừa của họ để tạo ra năng lượng bền vững – tăng hiệu quả, giảm chi phí năng lượng/nhiên liệu và giảm lượng khí thải carbon của họ.

Công nghệ của chúng tôi

Điểm trung tâm của hệ thống ORC của ElectraTherm là bộ giãn nở trục vít đôi được thiết kế đặc biệt từ công ty mẹ, BITZERViệc triển khai công nghệ này đánh dấu sự thay đổi mạnh mẽ so với các công nghệ ORC trước đây sử dụng tua-bin hướng tâm hoặc hướng trục – mang đến thiết kế mạnh mẽ, tiết kiệm chi phí hơn, giúp tăng cường đáng kể độ tin cậy.

Vì hệ thống của chúng tôi sử dụng bộ giãn nở với nhiệt độ thấp hơn, nên áp suất lên máy bơm thấp hơn và tốc độ vận hành thấp hơn so với công nghệ tuabin – giúp vận hành dễ dàng hơn và ít bảo trì hơn. Bộ giãn nở cũng chịu được dòng chảy hai pha “ướt”, cho phép nó tạo ra điện một cách đáng tin cậy trong khi chấp nhận các biến thể về cả nhiệt độ và dòng chảy, đồng thời cho phép đối mặt với nỗi sợ hãi tồi tệ nhất của tuabin – độ ẩm.

Hệ thống ORC của ElectraTherm linh hoạt và có khả năng mở rộng – nghĩa là dễ dàng tích hợp và có khả năng mở rộng từ 75 – 125 kilowatt (hoặc ít hơn) thành các ứng dụng nhiều megawatt.

Đọc thêm về sự khác biệt của SMART POWER tại đây.

Quy trình của chúng tôi

Chất lỏng làm việc được bơm lên áp suất cao hơn và chuyển đến bộ gia nhiệt trước.
Nhiệt độ của chất lỏng làm việc được tăng lên trong bộ gia nhiệt trước và được đưa đến bộ bay hơi.
Nhiệt lượng thu được từ bộ phận bay hơi sẽ đun sôi chất lỏng làm việc thành hơi có áp suất cao.
Hơi nước chảy qua bộ giãn nở trục vít đôi, làm quay máy phát điện để tạo ra điện.
Hơi nước được làm lạnh và ngưng tụ lại thành chất lỏng và chu trình này lại lặp lại.

Lợi ích thu hồi nhiệt ORC

Mặc dù các ứng dụng có thể không phải là năng lượng sạch 100%, nhưng bản thân việc phát điện ORC là một giải pháp sạch 100% không có khí thải hoặc sản phẩm phụ có hại – nước nóng là nhiên liệu. So với các nguồn năng lượng tái tạo khác, chi phí điện năng san bằng cực kỳ thấp, khiến nó trở thành một giá trị tuyệt vời cho các tổ chức muốn cải thiện lợi nhuận ròng của mình trong khi đạt được các mốc phát triển bền vững.

Tăng hiệu quả

Bằng cách sử dụng nhiệt lượng dư thừa để tạo ra điện, hiệu quả năng lượng được cải thiện đáng kể – lên đến 10% trong một số ứng dụng – và tải làm mát được bù trừ 70-100%. Điều này tương đương với việc giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, lượng khí thải liên quan và chi phí vận hành.

Khuyến khích môi trường

Các nhà điều hành của chúng tôi thường được hưởng lợi từ nhiều ưu đãi về môi trường thúc đẩy hiệu quả, năng lượng sạch, nhiệt tái tạo, v.v. Tùy thuộc vào nơi hệ thống ORC được đưa vào sử dụng, bạn có thể đủ điều kiện để được hưởng các khoản hoàn trả hấp dẫn. Đối với các dự án áp dụng, điều này có thể cải thiện đáng kể nền kinh tế.

Hoa Kỳ hiện đang cung cấp khoản tín dụng thuế 26% cho các dự án thu hồi nhiệt thải được áp dụng, hãy nhấp vào đây để biết thêm thông tin.

Thúc đẩy ESG

Các công nghệ tiên tiến – chẳng hạn như nhiệt thành điện Và làm mát ròng bằng không để cung cấp điện – cải thiện hoạt động cũng như môi trường là sự bổ sung hoàn hảo cho bất kỳ doanh nghiệp nào. Với thế giới đang hướng đến các cách để đạt được mức trung hòa carbon ròng, các tổ chức thực hiện các bước để đạt được mục tiêu đó sẽ tạo nên sự khác biệt so với đối thủ cạnh tranh.

Đọc thêm về ESG tại đây.

Nguồn nhiệt

Nguồn nhiệt chất lỏng có thể áp dụng ở nhiệt độ từ 70°C đến 150°C.
Các nguồn nhiệt khí trên 150°C cũng có thể được sử dụng bằng cách triển khai vòng trao đổi nhiệt thứ cấp.

Các giải pháp ORC nhiệt độ thấp của chúng tôi sử dụng nước nóng làm nhiên liệu để tạo ra tới 125 kW điện sạch, không tốn thêm chi phí cho người vận hành. Nước đó có thể đến với chúng ta theo nhiều cách, miễn là chúng ta có đủ nước và ở nhiệt độ đủ cao. Công suất đầu ra có mối tương quan trực tiếp với lưu lượng dòng chảy và nhiệt độ nguồn, tuy nhiên một ứng dụng có thể thoát khỏi lưu lượng dòng chảy thấp hơn nếu nước có nhiệt độ đủ cao.

Ứng dụng phổ biến

// Nước dùng để làm mát mạch (động cơ và máy nén)

// Nguồn địa nhiệt vi mô (nước muối, chất lỏng đồng sản xuất)

// Nhiệt thải công nghiệp như khí nóng từ lò nung, lò đốt, v.v.

// Khí thải và khí thải (yêu cầu bộ trao đổi nhiệt bổ sung)

// Dầu nhiệt hoặc các nguồn nhiệt độ cao khác (yêu cầu bộ trao đổi nhiệt bổ sung)

// Hệ thống nồi hơi như được tìm thấy trong quá trình tiêu hóa kỵ khí và sinh khối

// Làm mát bằng không để tạo ra điện (thay thế bộ tản nhiệt tạo ra điện)

Bất kỳ ứng dụng nào liên quan đến nhiệt có thể truyền sang chất lỏng đều có thể tích hợp các giải pháp của ElectraTherm để tạo ra điện ORC. Để biết thông số kỹ thuật chi tiết, tài liệu tham khảo hoặc thông tin chung - vui lòng liên hệ với một trong những đại diện của chúng tôi bằng cách truy cập trang Liên hệ với chúng tôi.

Biến hiệu suất

Nhiệt lượng có sẵn / Nhiệt điện

Công suất nhiệt khả dụng là tỷ lệ BTU/giờ hoặc kWth được tạo ra liên tục bởi nguồn nhiệt thải và có thể được tiêu thụ bởi các hệ thống phát điện ORC của ElectraTherm. Nhiệt khả dụng càng cao thì sản lượng điện càng lớn.

Tốc độ dòng chảy

Trong khi nhiệt sinh ra có sẵn để chuyển đổi đóng vai trò lớn trong hiệu suất hệ thống, thì lưu lượng của nguồn nhiệt cũng đóng vai trò lớn không kém. Lưu lượng cao hơn làm tăng năng lượng nhiệt cung cấp cho ORC. Nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp hơn với lưu lượng cao có thể đạt được công suất tối đa và ngược lại đối với nguồn nhiệt có lưu lượng thấp hơn.

Hệ thống Delta T

Các điều kiện tại chỗ như hệ thống delta T (bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ không khí xung quanh và chênh lệch nhiệt độ giữa nước sưởi và nước làm mát) cũng ảnh hưởng đến hiệu suất ORC.

Hệ thống delta T là chênh lệch nhiệt độ ΔT giữa nguồn nóng và nguồn ngưng tụ, và cũng là động lực chính thúc đẩy hiệu suất tăng lên trong các hệ thống ORC. Phạm vi nhiệt độ cho TH và TC mà các hệ thống ORC nhiệt cấp thấp thường hoạt động sẽ quyết định hiệu suất thấp hơn so với các hệ thống ORC nhiệt cấp cao do nhiệt độ nguồn nhiệt TH cao hơn. Hệ thống Power+ bị giới hạn bởi nhiệt độ delta T do các đặc tính vật lý của nước lỏng.

Vị trí của hệ thống ORC ảnh hưởng đến điều kiện nhiệt độ không khí xung quanh. Ở những nơi có khí hậu nóng, chẳng hạn như Châu Phi và Xích đạo, công suất đầu ra ròng sẽ thấp hơn công suất đầu ra ròng do các máy được lắp đặt ở những nơi có khí hậu lạnh, chẳng hạn như Bắc Âu, ngay cả ở cùng nhiệt độ đầu vào nước nóng. Sự khác biệt này là do delta T của hệ thống thấp hơn (chênh lệch giữa đầu vào nước nóng và nhiệt độ ngưng tụ) ở những nơi có khí hậu nóng so với ở những nơi có khí hậu lạnh.

Ví dụ về động cơ nhiệt

Động cơ nhiệt là một động cơ đơn giản chuyển đổi nhiệt nhiệt thành công cơ học. Động cơ nhiệt hoạt động bằng cách trích nhiệt từ một bể chứa nóng và chuyển nó sang một bể chứa lạnh, tạo ra công trong quá trình này.

Để tối đa hóa lượng công mà động cơ nhiệt có thể tạo ra, nhiệt độ của bình chứa nóng cần phải tăng lên càng nhiều càng tốt, trong khi nhiệt độ của bình chứa lạnh cần phải giảm xuống.

Có câu hỏi nào không?

Hãy liên hệ với chúng tôi và chúng tôi sẽ sẵn lòng giúp đỡ.

Liên hệ với chúng tôi

Biểu mẫu đánh giá dự án