Электростанция на базе термомасляной системы (ОЦР)

В последнее время в различных энергетических комплексах, таких как системы утилизации бросового тепла, электростанции (мини-ТЭЦ) на газе, жидком топливе, а также твердом топливе (биомассе), находят применение установки, в которых в качестве теплоносителя применяется не водяной пар, как в традиционной паротурбинной технологии, а так называемые низкокипящие рабочие тела – НРТ.

Если в системе применить в качестве рабочего тела не водяной пар, а органическую жидкость (синтетический теплоноситель), то она будет работать по органическому циклу Ренкина (ОЦР, или ORC – «Organic Rankine cycle»). Применяемые органические жидкости могут быть разные: пентан С5Н12, углеводороды (бутан, пропан), хладоны (R134a, R245fа), аммиак, толуол, дифенил, силиконовое масло (силоксан), а также СО2, при высоком давлении.

ООО «УГК-Энергетика», известное по бренду «Нейтрон», разработала и поставляет термомасляные котлы, ОЦР-турбины (производство в России по лицензии PARSONS) и синтетические теплоносители на территории России и СНГ (замена дорогих импортных термомасляных котлов и высокотемпературных теплоносителей – качественное без полной замены на 6 лет).

Группа ООО «УГК-Энергетика» предлагает комплексное проектирование, изготовление, монтаж мини-ТЭЦ (электростанций) на базе термомасляной системы и ORC- или ОЦР-технологии PARSONS на всех видах топлива:

• Мини-ТЭЦ (ТЭС) на газе (ORC- или ОЦР-технология);
• Мини-ТЭЦ (ТЭС) на угле (ORC- или ОЦР-технология);
• Мини-ТЭЦ (ТЭС) на антраците (ORC- или ОЦР-технология);
• Мини-ТЭЦ (ТЭС) на щепе (ORC- или ОЦР-технология);
• Мини-ТЭЦ (ТЭС) на сырых древесных отходах (ORC- или ОЦР-технология);
• Мини-ТЭЦ (ТЭС) на торфе (ORC- или ОЦР-технология);;
• Мини-ТЭЦ (ТЭС) на лузге подсолнечника (ORC- или ОЦР-технология);
• Мини-ТЭЦ (ТЭС) на костре льна (ORC- или ОЦР-технология);
• Мини-ТЭЦ на твердых бытовых отходах (ТБО) (ORC- или ОЦР-технология);
• Мини-ТЭЦ (ТЭС) на отходах промышленного птицеводства. Утилизация и сжигание подстилочно-пометной массы (куриный помет) птицефабрик (ORC- или ОЦР-технология);

По выбору турбин ORC- или ОЦР-технологии PARSONS российского производства:*

1. Низкотемпературные ORC- или ОЦР-модули для утилизации теплоносителей с температурными параметрами от 85 С до 240 С. Выдаваемая электрическая мощность от 50 кВт до 500 кВт, тепловой график – 40/50 С.
2. Высокотемпературные ORC- или ОЦР –турбины – для работы с теплоносителями от 250 С до 350. Выдаваемая электрическая мощность – от 300кВт до 10 МВт, тепловой график  — 60/80 С. Может быть изменен с учетом проектных решений).

*Выбор конкретного типа турбин ORC — или ОЦР-технологии зависит от массового расхода и годового теплового баланса теплоносителя.

Мини-ТЭЦ на твердых видах топлива с применением ORC- или ОЦР-технологии:

Уникальный змеевик и современная конструкция термомасляных котлов серии Нейтрон-ТМК состоит из двух труб  — змеевик находится между двух обичаек, нагрев масла происходит через обичайки, поэтому это надежная и эффективная конструкция, что значительно увеличивает скорость потока термомасла в трубе и, следовательно, температуру конечного продукта.

Технология сжигания твердого топлива

Топливо сжигается в вихревой псевдо-кипящей топке марки «Нейтрон-PGS» термомасляного котла, и горячие газы нагревают термическое масло до 380 °С, которое в свою очередь поступает в теплообменники «масло-Нейтрон» подогреватель и испаритель, где нагревает пентан до 250 °С.

Нагрев пентана напрямую в котле не возможен из-за высоких температур, а в случае аварии может привести к пожару или взрыву. Термическое масло служит передаточным звеном, оставаясь жидкостью при высоких температурах и небольших давлениях, оно хорошо передаёт тепловую энергию. 

Нагретый до состояния газа (пара) Нейтрон вращает турбину PARSONS, на генераторе которой вырабатывается электроэнергия.

Для охлаждения и конденсации отработанного в турбине PARSONS применяется воздушный конденсатор-охладитель, что позволяет полностью отказаться от использования воды.

Ниже приведена схема ОЦР-электростанции (мини-ТЭЦ), работающей на твёрдом топливе. Топливом может быть коро-древесные отходы, щепа, уголь, ТБО, РДФ и т.д.

Преимущества ОЦР-электростанции (мини-ТЭЦ) перед паротурбинной

1. Мини-ТЭЦ (электростанция) работает в автоматическом режиме (обслуживающий персонал всего 2 чел).
2. Не требуется вода для технологии, вместо воды применяются незамерзающие высокотемпературные теплоносители (недорогие высокотемпературные теплоносители серии Нейтрон Н без полной замены на 6 лет).
3. Отсутствует сложное паротурбинное оборудование (паровые котлы, турбины, химводоподготовка, деаэраторы и т.д.);
4. Отсутствует главный корпус, так как все оборудование обычно устанавливается на открытом воздухе;
5. Все оборудование мини-ТЭЦ (электростанции) поставляется максимальной заводской готовности в комплектно-блочном исполнении;
6. Все системы работают надёжно до температуры наружного воздуха минус 50^оС;
7. Так как в ОЦР турбине PARSONS расширяется сухой пар, то при пониженных нагрузках и переходных процессах отсутствует опасность возникновении эрозии лопаток последних ступеней, что имеет место для паротурбинных электростанций.
8. С точки зрения экологии мини-ТЭЦ (электростанции) на базе ОЦР безотходные, так как отсутствует водоподготовка, нет необходимости в использовании различных химреагентов. Нет сброса сточных вод;
9. Пуск и останов проще и намного быстрее, чем у паротурбинной установки.
10. Срок службы оборудования ОЦР электростанции – 20…25 лет, так как применяются неагрессивные рабочие вещества и низкооборотные турбины. Турбина не требует капремонта.
11. Техническое обслуживание до 3 дней в год;
12. Сервисной обслуживание компанией-резидентом в РФ.

Оборудование ОЦР электростанции дороже паротурбинной. Но для корректного сравнения нужно учитывать стоимость  главного корпуса паротурбинной электростанции, мостового крана и т.п. Персонал для обслуживания паротурбинной электростанции должен быть квалифицированный, в то время как для обслуживания ОЦР электростанции требуются только обходчики, она работает в автоматическом режиме.

Компоновочные решения

Как отмечалось ранее, все элементы ОЦР мини-ТЭЦ (электростанции) можно разместить на открытом воздухе. Она не боится замерзания, так как все рабочие жидкости имеют температуры замерзания (загустевания) ниже минус 50 С°.

ОЦР-установки PARSONS небольшой мощности (до 1 МВт) размещаются в габаритах стандартного 40-футового контейнера (см. рис. ниже).

ОЦР-электростанция может размещаться и в здании (см. рисунок ниже).

Для более мощных вариантов турбина с генератором и насосным оборудованием размещаются в блок-модуле, воздушный конденсатор и рекуператор устанавливаются на открытом воздухе.

На рисунке ниже показаны компоновочные решения для установки мощностью 4…5 МВт. Габариты воздушного конденсатора и число секций показаны условно. Зависит от климата и  требований по мощности конкретной инсталляции.

Малая и средняя энергетика сегодня — это перспективное, актуальное, прибыльное и востребованное направление в бизнесе, которое позволит максимально защитить и приумножить Ваши инвестиции на долгие годы.

Если Вас заинтересовало наше предложение, мы готовы предоставить всю необходимую информацию и обсудить все возможные варианты сотрудничества.

В нашем лице Вы найдете надежного и компетентного партнёра для ведения бизнеса.

Для оформления заявки на мини-ТЭЦ (ТЭС) — ORC- или по ОЦР-технологии Вам необходимо заполнить онлайн-форму опросного листа.

По всем вопросам обращайтесь к нашим инженерам: