NEO MAKİNA ve MÜHENDİSLİK A.Ş. проєктує енергостанції ORC (органічний цикл Ренкіна), що виробляють електроенергію зі скидного тепла, геотермальних і біомасових джерел у діапазоні 90–300 °C, і монтує їх під ключ у вигляді модульних блоків на рамі. За низьких температур, коли парові турбіни малоефективні, системи ORC, що працюють без споживання води та без оператора, перетворюють скидне тепло на цементних, металургійних, скляних, геотермальних і біогазових підприємствах на дохід.
Як працює ORC
ORC ґрунтується на тому самому термодинамічному принципі, що й паровий цикл; відмінність у тому, що замість води використовується органічне робоче тіло з низькою температурою кипіння.
- Випарник: гарячий газ, вода або термальна олива проходить крізь теплообмінник; органічне робоче тіло випаровується за 80–150 °C і набуває тиску.
- Турбіна / детандер: органічна пара під тиском обертає радіальну або осьову турбіну; підключений генератор виробляє електроенергію.
- Конденсатор: відпрацьована пара з турбіни конденсується в конденсаторі з повітряним або водяним охолодженням.
- Циркуляційний насос: рідке робоче тіло подається назад до випарника; замкнений цикл забезпечує безперервне виробництво.
Галузі застосування та джерела тепла
- Цемент і вапно: димові гази обертової печі та повітря охолоджувача клінкеру (250–400 °C).
- Чорна металургія і скло: димові гази дугових печей, печей відпалу та плавильних печей.
- Геотермальна енергетика: свердловинні води низької та середньої ентальпії 90–150 °C (бінарний цикл).
- Біомаса і біогаз: перегріта олива котла на біомасі; тепло вихлопу та сорочки охолодження біогазового двигуна.
- Вихлоп двигунів і газових турбін: застосування як надбудова (bottoming cycle) для дизель-генераторів і газових турбін.
Технічна архітектура
Турбогенератор
- Турбіна з радіальним входом: профіль лопаток, оптимізований методом CFD; ізоентропічний ККД 85–90 %, пристосування до змінної витрати.
- Гвинтовий детандер: надійний низькообертовий варіант для джерел із низьким тиском і коливаннями параметрів (геотермія), де потрібна допустимість вологої пари.
- Підшипники та ущільнення: опційно підшипники з масляним мащенням або магнітні підшипники; герметичний корпус або механічне ущільнення виключають витік робочого тіла.
Робоче тіло
- Вибір за температурою джерела: R245fa, R134a або робочі тіла HFO 4-го покоління (R1233zd(E), R1234ze; ODP = 0, GWP < 1).
- Нетоксичні, негорючі робочі тіла (клас A1); безпека установки без вимог ATEX.
Теплообмінники та конденсатор
- Кожухотрубні випарники за стандартом TEMA або компактні паяні пластинчасті випарники, розраховані за результатами пінч-аналізу.
- Конденсатор повітряного охолодження з EC-вентиляторами з інверторним керуванням; адіабатичне попереднє охолодження в жаркому кліматі; варіант із водяним охолодженням.
Електрообладнання та автоматика
- Синхронний або асинхронний генератор (IP54); підключення на низькій (400 В) або середній напрузі (6,3–34,5 кВ), захисні реле відповідно до мережевих норм.
- Опція острівного режиму; автоматична оптимізація за часткового навантаження, дистанційний моніторинг.
Модульна конструкція на рамі
- Турбіна, генератор, насос і шафи керування монтуються на заводі на єдиній сталевій рамі або всередині контейнера ISO.
- Трубна обв’язка (ASME B31.3), випробування під тиском і FAT завершуються на заводі; монтаж на місці займає лічені дні.
Типовий діапазон застосування
- Електрична потужність: 100 кВт(е) – 5 МВт(е) (на модуль); більше за паралельної роботи модулів
- Температура джерела тепла: 90 – 300 °C (з термальною оливою до 350 °C)
- Чистий електричний ККД: 8–20 % залежно від температури джерела
- Стандарти: PED 2014/68/EU, ASME B31.3, IEC 60034, CE
Експлуатаційні переваги
- Електроенергія з низьких температур: тепло, що викидається через димар або охолоджується з витратами енергії, перетворюється на дохід.
- Немає споживання води: замкнений цикл; немає продувки, водопідготовки та витрат на хімікати.
- Автономна робота: визначає зміну джерела тепла, автоматично переходить на часткове навантаження; не потребує оператора 24/7.
- Довгий строк служби: завдяки розширенню сухої пари немає ерозії лопаток; строк служби понад 20 років за низьких обертів і тиску, низькі витрати на обслуговування.
- Додатковий дохід: окрім економії електроенергії, потенціал отримання сертифікатів зі скорочення викидів вуглецю (VCS/Gold Standard).
Поширені запитання
Яке мінімальне джерело тепла потрібне для ORC?
Для економічно виправданого застосування зазвичай потрібно щонайменше 1–2 МВт(т) безперервного тепла та температура понад 90 °C. Наприклад, із димових газів 250 °C у кількості 10 т/год можна отримати близько 150–250 кВт(е).
ORC чи парова турбіна?
За температур нижче 300 °C і потужності менше 5 МВт(е) ORC забезпечує вищий ККД, менші витрати на обслуговування та роботу без води. За високих температур і великих потужностей переважні парові турбіни.
Який строк окупності інвестицій?
Залежно від сталості джерела тепла та ціни на електроенергію зазвичай 3–6 років; техніко-економічне обґрунтування готується на етапі пропозиції за даними процесу.
Щоб дізнатися, яку електричну потужність можна отримати з вашого джерела скидного тепла, і отримати пропозицію, зв’яжіться з нами.