NEO MAKİNA ve MÜHENDİSLİK A.Ş., 90–300 °C aralığındaki atık ısı, jeotermal ve biyokütle kaynaklarından elektrik üreten ORC (Organik Rankine Çevrimi) enerji santralleri projelendirir ve kızaklı modüler üniteler halinde anahtar teslim kurar. Buhar türbinlerinin verimsiz kaldığı düşük sıcaklıklarda, su tüketmeden ve operatörsüz çalışan ORC sistemleri; çimento, demir-çelik, cam, jeotermal ve biyogaz tesislerinde atık ısıyı gelire dönüştürür.
ORC Nasıl Çalışır?
ORC, buhar çevrimiyle aynı termodinamik prensibe dayanır; farkı, su yerine düşük kaynama noktalı organik bir akışkan kullanmasıdır.
- Evaporatör: Sıcak gaz, su veya termal yağ eşanjörden geçer; organik akışkan 80–150 °C'de buharlaşarak basınçlanır.
- Türbin / genleştirici: Basınçlı organik buhar radyal veya eksenel türbini döndürür; bağlı jeneratör elektrik üretir.
- Kondenser: Türbin çıkış buharı hava veya su soğutmalı kondenserde yoğuşur.
- Sirkülasyon pompası: Sıvı akışkan evaporatöre geri basılır; kapalı çevrim sürekli üretim sağlar.
Uygulama Alanları ve Isı Kaynakları
- Çimento ve kireç: Döner fırın baca gazı ve klinker soğutucu havası (250–400 °C).
- Demir-çelik ve cam: Ark ocağı, tav ve ergitme fırını baca gazları.
- Jeotermal: 90–150 °C düşük/orta entalpili kuyu suları (binary cycle).
- Biyokütle ve biyogaz: Biyokütle kazanı kızgın yağı; biyogaz motoru egzoz ve ceket suyu ısısı.
- Motor ve gaz türbini egzozu: Dizel jeneratör ve gaz türbini bottoming cycle uygulamaları.
Teknik Mimari
Turbo-jeneratör
- Radyal girişli türbin: CFD ile optimize kanat profili; %85–90 izentropik verim, değişken debiye uyum.
- Vidalı genleştirici: Islak buhar toleransı gereken düşük basınçlı, dalgalı kaynaklar (jeotermal) için sağlam, düşük devirli seçenek.
- Yataklama ve sızdırmazlık: Yağlı rulman veya manyetik yatak opsiyonu; hermetik gövde ya da mekanik salmastra ile akışkan kaçağı yok.
Çalışma Akışkanı
- Kaynak sıcaklığına göre seçim: R245fa, R134a veya 4. nesil HFO akışkanları (R1233zd(E), R1234ze; ODP = 0, GWP < 1).
- Toksik olmayan, alev almaz (A1 sınıfı) akışkanlar; ATEX gerektirmeyen tesis güvenliği.
Eşanjörler ve Kondenser
- Pinch-point analizi ile boyutlandırılmış TEMA standardı gövde-borulu veya kompakt lehimli plakalı evaporatörler.
- İnverter kontrollü EC fanlı hava soğutmalı kondenser; sıcak iklimlerde adyabatik ön soğutma; su soğutmalı seçenek.
Elektrik ve Otomasyon
- Senkron veya asenkron jeneratör (IP54); AG (400 V) veya OG (6,3–34,5 kV) bağlantı, şebeke yönetmeliğine uygun koruma röleleri.
- Ada modu çalışma opsiyonu; kısmi yükte otomatik optimizasyon, uzaktan izleme.
Kızaklı Modüler Tasarım
- Türbin, jeneratör, pompa ve panolar tek çelik şasi veya ISO konteyner içinde fabrikada monte edilir.
- Borulama (ASME B31.3), basınç testleri ve FAT fabrikada tamamlanır; saha kurulumu günler mertebesindedir.
Tipik Uygulama Aralığı
- Elektrik gücü: 100 kWe – 5 MWe (modül başına); paralel modüllerle daha yüksek
- Isı kaynağı sıcaklığı: 90 – 300 °C (termal yağ ile 350 °C'ye kadar)
- Net elektrik verimi: kaynak sıcaklığına göre %8–20
- Standartlar: PED 2014/68/EU, ASME B31.3, IEC 60034, CE
İşletme Avantajları
- Düşük sıcaklıktan elektrik: Bacadan atılan veya soğutmak için enerji harcanan ısı gelire dönüşür.
- Su tüketimi yok: Kapalı çevrim; blöf, su şartlandırma ve kimyasal gideri yoktur.
- Otonom çalışma: Isı kaynağındaki değişimi algılar, kısmi yüke otomatik geçer; 7/24 operatör gerektirmez.
- Uzun ömür: Kuru buhar genleşmesi sayesinde kanat erozyonu yoktur; düşük devir ve basınç ile 20+ yıl ömür, düşük bakım.
- Ek gelir: Elektrik tasarrufunun yanında karbon azaltım sertifikası (VCS/Gold Standard) potansiyeli.
Sık Sorulan Sorular
ORC için minimum ısı kaynağı nedir?
Ekonomik uygulama için genellikle en az 1–2 MWt sürekli ısı ve 90 °C üzeri sıcaklık gerekir. Örneğin 10 t/h, 250 °C baca gazından yaklaşık 150–250 kWe üretilebilir.
ORC mi buhar türbini mi?
300 °C altı ve 5 MWe altı uygulamalarda ORC daha yüksek verim, daha düşük bakım ve susuz çalışma sunar. Yüksek sıcaklık ve büyük kapasitede buhar türbinleri tercih edilir.
Yatırım geri dönüş süresi nedir?
Isı kaynağının sürekliliğine ve elektrik fiyatına göre tipik olarak 3–6 yıl; fizibilite proses verileriyle teklif aşamasında hazırlanır.
Atık ısı kaynağınız için üretilebilir elektrik gücü ve teklif için bizimle iletişime geçin.