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有機朗肯循環
朗肯循環是發電廠廣泛使用的熱力學循環,它將水轉化為蒸汽,然後透過渦輪機膨脹該蒸汽以產生機械功。有機朗肯循環(ORC)是此技術的改進,使用有機工作流體取代水。這種工作流體(在我們的例子中為五氟丙烷)的沸點低於水,以便與較大的朗肯循環相比利用較低溫度的熱源。
ElectraTherm 使用具有專有技術的 ORC,從低至 70°C 的熱源中產生高達 125 kW(正在開發 250 kW 的裝置)的清潔電力。這些較低的溫度範圍為以前缺乏足夠熱量來發電的行業帶來了機會。營運商利用多餘的熱量來產生永續電力——提高效率、降低能源/燃料成本並減少碳足跡。
我們的技術
ElectraTherm ORC 系統的核心是母公司專門設計的雙螺桿膨脹機, 比澤爾。該技術的實施代表了與以前使用徑向或軸流式渦輪機的 ORC 技術的巨大轉變 - 提供了更具成本效益、更堅固的設計,大大提高了可靠性。
由於我們的系統使用的是熱量較低的膨脹機,與渦輪技術相比,泵浦的壓力較小,運轉速度較低,因此更容易操作,維護較少。膨脹機還能耐受「濕」雙相流,使其能夠可靠地發電,同時接受溫度和流量的變化,並能夠應對渦輪機最擔心的問題——濕氣。
ElectraTherm 的 ORC 系統靈活且可擴展 - 這意味著易於整合並且能夠從 75 - 125 千瓦(或更少)擴展到多兆瓦的應用。
我們的流程
- 工作流體被泵送到更高的壓力並被傳送至預熱器。
- 工作流體的溫度在預熱器中升高並送至蒸發器。
- 蒸發器捕獲的熱量將工作流體煮沸變成高壓蒸氣。
- 蒸汽流過雙螺桿膨脹機,推動發電機旋轉產生動力。
- 蒸氣冷卻並凝結成液體,然後重複此循環。
ORC 熱回收優勢
雖然應用可能不是 100% 清潔能源,但 ORC 發電本身是一種 100% 清潔解決方案,沒有排放或有害副產品——熱水就是燃料。與其他再生能源相比,平準電力的成本極低,這對於希望提高獲利能力同時實現永續發展里程碑的組織來說具有巨大的價值。
提高效率
透過利用餘熱發電,能源效率顯著提高—— 在某些應用中高達 10% – 且冷卻負荷偏移70-100%。這相當於大幅減少化石燃料的消耗、相關排放以及營運成本。
環境激勵措施
我們的營運商經常受益於一系列提高效率、清潔能源、再生熱能等的環境激勵措施。根據 ORC 系統的委託地點,您可能有資格獲得豐厚的回扣。對於適用的項目來說,這可以顯著提高經濟效益。
熱源
適用流體熱源在70℃至150℃之間。
透過部署二次熱交換迴路,還可以使用 150°C 以上的氣態熱源。
我們的低溫 ORC 解決方案使用熱水作為燃料,可產生高達 125 kWe 的清潔電力,而且營運商無需支付額外費用。只要有足夠的水且溫度夠高,水就可以透過多種方式到達我們手中。功率輸出與流速和源溫度直接相關,但是,如果水溫足夠高,則應用可以採用較低的流速。
常見應用
// 用於冷卻迴路(引擎和壓縮機)的水
// 微地熱源(鹽水、聯產流體)
// 工業廢熱,如來自窯爐、熔爐等的熱氣。
// 廢氣和煙氣(需要額外的熱交換器)
// 導熱油或其他高溫源(需要額外的熱交換器)
// 厭氧消化和生物質過程中的鍋爐系統
// 淨零冷卻供電(發電散熱器替代品)
任何涉及將熱量傳遞給流體的應用都可以整合 ElectraTherm 的 ORC 發電解決方案。如需詳細規格、參考資料或一般信息,請訪問“聯絡我們”頁面聯絡我們的代表。
績效變數
可用熱能/熱能
可用熱功率是廢熱源持續產生並可供 ElectraTherm 的 ORC 發電系統消耗的 BTU/小時或 kWth 的比率。可用熱量越多,電力輸出越多。
流速
雖然產生的可用於轉換的熱量對系統性能起著重要作用,但熱源的流速也起著同樣重要的作用。更高的流速會增加提供給 ORC 的熱能。流量較大的低溫熱源可達到最大輸出,流量較小的熱源則反之。
系統 Delta T
現場條件,例如係統溫差(受環境空氣溫度以及加熱水和冷卻水之間的溫差的影響)也會影響 ORC 性能。
系統 delta T 是熱源和冷凝源之間的 ΔT 溫差,也是 ORC 系統效率提升的主要驅動力。低品位熱 ORC 系統通常在 TH 和 TC 的溫度範圍內運行,由於熱源溫度 TH 較高,其效率將低於高品位熱 ORC 系統。由於液態水的物理特性,Power+ 系統受到 delta T 溫度的限制。
ORC 系統的位置會影響環境空氣溫度條件。在非洲和赤道等氣候炎熱的地方,即使在相同的熱水輸入溫度下,淨功率輸出也會低於安裝在北歐等氣候寒冷的地方的機器產生的淨功率輸出。這種差異是由於炎熱氣候下的系統溫差(熱水輸入和冷凝溫度之間的差異)低於寒冷氣候下的系統溫差所致。
熱機範例
熱機是一種將熱能轉換為機械功的簡單引擎。熱機的運作方式是,從熱庫中提取熱量,並將其轉移到冷庫,從而在此過程中產生功。
為了讓熱機能最大限度地做功,需要盡可能提高熱庫的溫度,而降低冷庫的溫度。