ГК ЭнергоКомплекс

Системы утилизации тепла с получением электроэнергии.

Данная технология позволяет использовать подлежащее утилизации (лишнее) тепло​ для производства электроэнергии.

Это тепловой электрогенератор, принцип работы которого использует органический цикл Ренкина (ORC).

Основным элементом данного теплового электрогенератора является ORC-турбина. Принцип действия, физические основы и аспекты применения данной технологии хорошо описаны в статье Белова Г.В. и Дорохова М.А. (МГТУ им. Н.Э. Баумана.​), которую можно скачать для ознакомления на нашем сайте.

Системы генерации электроэнергии на основе Органического Цикла Ренкина могут быть успешно использованы во многих случаях, где необходимо утилизировать лишнее тепло получаемое в результате производственной деятельности предприятия например:

- утилизация тепла при сжигании растительной биомассы;

- утилизация тепла при сжигании древесных отходов лесопильного производства;

- утилизация теплоизбытков промышленного предприятия;

- утилизация тепла получаемого солнечными коллекторами;

- утилизация "лишнего" тепла от традиционных и когенерационных котельных (особенно в летнее время)

Мы предлагаем конкретное инженерное решение, проектирование и поставку соответствующего оборудования для реализации данной технологии на вашем предприятии с учетом ваших конктертых условий и особенностей реализации проекта.

Получение или использование  тепла всегда связано с проблемой выброса неиспользованной части тепла в атмосферу. Так, например, на некоторых химических предприятиях температура отходящих газов превышает - 800С. В настоящий момент используются котельные на газообразном,  жидком и  твёрдом (дерево, уголь, щеп, лузга и т.д.) топливе, где температура на выходе от 110С и выше, в зависимости от эффективности котла. 

          ​

Котельные, работающие на торфе,  лузге, древесных отходах, биотопливе, мазуте  и другом утилизируемом топливе

                            Цементные, химические, фармацевтические, мусоросжигательные заводы

             Как правило, на энергоёмких предприятиях часть тепловой энергии используется, по возможности,  для обеспечения теплом как зданий и сооружений самого предприятия так близь лежащих населённых пунктов. Однако достаточно большое количество тепла выбрасывается в атмосферу, либо утилизируется через градирни разной конструкции.

                                                                                     Градирни

            Используя предлагаемые современные технологии, утилизируемые тепловые выбросы можно превращать в электроэнергию. В этом случае, предприятие может значительно снизить затраты на электроэнергию, тем самым снизив себестоимость продукции.  При выработке тепла, сжигая различного рода отходы – щепу, лузгу, лигнин, бытовой,  промышленный мусор и др. на выходе получается  достаточно низкопотенциальное тепло – не более  +300С. Однако этого достаточно для использования электрогенераторов на ORC-турбинах. В этом случае наиболее эффективны генераторы, использующие органический цикл Ренкина, схема которого представлена на рисунке №1.

                                            Рис.1

            Если кратко, то принцип использования тепла заключается в следующем. Внутри герметичного контура находится, например  хладагент R -134, такой же, как в промышленном кондиционере. При нагреве внешним  источником тепла с помощью теплообменника разделяющего среды, происходит  кипение и  превращение в газ жидкого  хладогента. Газ расширяется и устремляется в турбину. Проходя через турбину и отдав свою тепловую энергию, газ поступает в конденсатор (охладитель), где конденсируется, превращаясь в жидкость. Насосом жидкость подаётся обратно в зону нагрева. Газ, проходящий через турбину, раскручивает ее и энергия вращения турбины преобразуется в электрическую энергию с помощью электрогенератора.  Все как в чиллере, но наоборот. Если в чиллере с помощью электроэнергии подаваемой  на мотор компрессора происходит сжатие хладогента (R -134) и доведение его до жидкого состояния с последующей выработкой  холода и тепла, то в генераторе использующего цикл Ренкина, вместо компрессора стоит турбина, а электромотора - электрогенератор. Что касается размеров установок использующих цикл Ренкина, то как видно ниже на фото, чиллер и ORC-генератор  с  виду очень похожи и имеют примерно одни и те же размеры.

      Генератор ORC с винтовой турбиной                                        Чиллер с винтовым компрессором.

Генераторы ORC имеют разную конструкцию, используют как газообразный, так и жидкий источник тепловой энергии, как правило, с температурой выше 80С.  Долголетний срок службы  - 20 лет и более обусловлен тем,  что турбина работает в герметичной и относительно низкотемпературной среде с чистым газом.

Генераторы ORC не требуют обслуживания, практически замена масла и подшипников в турбине и генераторе - раз в два года.

Ресурс генератора  ORC превышает  100 000 часов и выше.

            Единственный недостаток   генератора  ORC – это его низкий электрический  КПД, который находится в пределах – 8-25%. Однако общий КПД (электичество+ выработка тепла) достигает 85% и более. 

            Но если посмотреть с практической точки зрения, например:  теплогенератор на щепе тепловой  мощностью  1000 кВт  обеспечит выработку 100 кВт электроэнергии и порядка 680 кВт горячей воды с температурой  90/70С и выше. Это позволит, запитать все электрические насосы, системы управления, освещения и т.д.  Таким, образом,  практически отказаться от подвода дополнительной электроэнергии со стороны.

 Так же если, вместо котла утилизатора, на выхлопе газопоршневой когенерационной установки электрической мощностью 1000 кВт  установить  генератор ORC,  то общий электрический  КПД  достигнет  38+10=48%, при сохранении теплового КПД – около 50%.  

 Генераторы ORC  производятся во многих странах мира. Наша компания готова Вам предложить реализацию данной технологии "под ключ" (проект, поставка, монтаж, пусконаладка, сервисное и постгарантийное обслуживание), для наиболее успешного решения задач энергоэффективности  Вашего предприятия, жилого комплекса и т.д.