Мини-ТЭЦ электростанции на базе турбин ORC или ОЦР-технологии

Группа «УГК-Энергетика» разрабатывает, производит и поставляет контейнерные электростанции ОЦР (ORC) по технологии органического цикла Ренкина (ОРЦ-цикл, Organic Rankine Cycle) под брендом «Нейтрон-ORC» российского производства.

Выпуск производства ОЦР-турбин, мощностью от 1000 кВт до 100 МВт, обеспечивают выработку электроэнергии из различных источников тепла на следующих видах топлива: природный и попутный нефтяной газ, газовый конденсат, свалочный газ, жидкое топливо, органическое топливо, низкокаллорийный уголь (угольная пыль), биомассу, тепло от промышленных процессов, а также геотермальные источники и другие виды топлива.

Электростанции ОЦР марки «Нейтрон-ORC» бывают двух типов:

1. Низкотемпературные ОЦР (ORC)-модули для утилизации теплоносителей с температурой от 80°C до 250°C, с мощностью от 1000 до 2500 кВт.
2. Высокотемпературные ОЦР (ORC)-турбины для работы с теплоносителями от 260°C до 350°C, с мощностью от 1,5 до 25* МВт.

* Стационарные ОЦР (ORC) — установки мощностью до 100 МВт состоят из высокотемпературных ОЦР (ORC)-турбин, установленных в каскаде.

3D-обзор электростанции «Нейтрон-ORC»:

Технические характеристики электростанции ОЦР марки «Нейтрон-ORC» 

Электростанции ОЦР марки «Нейтрон-ORC» работают по принципу органического цикла Ренкина (ORC) и используют двухконтурную систему, включающую тепловой насос на хладоне R600a и контур турбины с рабочим телом Элегаз. Данная конструкция позволяет избежать сброса тепла в атмосферу за счет внутренней конденсации рабочего тела, что повышает эффективность процесса. Крутящий момент, создаваемый турбиной, передается на вал асинхронного генератора через соединительную муфту.

Электростанции поставляются в виде готовых модулей, включающих турбогенератор на базе ОЦР, систему управления, автоматический выключатель для параллельной работы с другими агрегатами или сетью, а также теплообменники с циркуляционными насосами. Весь комплекс управляется промышленным контроллером, обеспечивающим согласованную работу всех элементов. Количество тепла, необходимое для работы установки, регулируется с помощью электронного насоса, контролирующего подачу теплой воды на теплообменник.

Установки ОЦР марки «Нейтрон-ORC» широко применяются в различных отраслях, включая стратегические объекты, промышленность, сельское хозяйство, нефтегазовую отрасль, телекоммуникации и муниципальное хозяйство. Эти электростанции отличаются высокой экологичностью, эффективностью и экономичностью, что делает их конкурентоспособными по сравнению с традиционными газопоршневыми и газотурбинными генераторами. Возможность использования разнообразных видов топлива повышает их универсальность и надежность в производстве электроэнергии.

Параметры энергоустановки ОЦР «Нейтрон-ORC»:

Электростанции ОЦР марки «Нейтрон-ORC» предназначены для выработки трехфазной электроэнергии переменного тока напряжением 0.4, 6 и 10.5 кВ с частотой 50 Гц. Они обеспечивают первичную коммутацию, позволяя подключать установку к нагрузкам потребителя и использовать ее как автономный источник электроснабжения.

Электростанции ОЦР марки «Нейтрон-ORC» оснащаются генераторами марки TDPS*, которые обеспечивают высокую надежность и стабильную работу. Генераторы TDPS отличаются высокой эффективностью, компактными размерами и адаптивностью к различным условиям эксплуатации. Они способны работать с широким диапазоном нагрузок, поддерживая стабильное напряжение и частоту выходного тока, что делает их идеальным выбором для автономных и резервных систем энергоснабжения.

*Электростанция марки «Нейтрон-ORC» может быть доработана и адаптирована для использования генераторов отечественного и зарубежного производства.

Универсальность энергоустановок «Нейтрон-ORC» позволяет надежно запускаться и стабильно функционировать в самых разных климатических и географических условиях. Установка адаптирована для эксплуатации в широком диапазоне температур и обладает высокой устойчивостью к внешним факторам, что делает ее эффективным решением для автономного и резервного электроснабжения в различных регионах.

Рис. 1 — Нейтрон-ORC 2,5 МВт

Экономические показатели энергоустановки ОЦР «Нейтрон-ORC» 1 МВт:

Таблица сравнения ГТУ, ГПУ и электростанции марки «НЕЙТРОН-ORC»:

Электростанции ORC (Нейтрон-ORC) электрической мощностью 1 МВт оказываются наиболее выгодным вариантом благодаря высокому КПД (58,6%), низкому расходу газа (197 куб.м/час) и минимальной себестоимости 1 кВт электроэнергии (1,9 руб.). Установка также требует меньших затрат на годовое обслуживание по сравнению с ГТУ и ГПУ. Возможность регулировки мощности и расхода топлива делает её более гибкой и универсальной. В то время как ГТУ и ГПУ уступают по экономичности, ORC выделяется своей высокой экологичностью и долговечностью.

Источники энергии для электростанций марки «НЕЙТРОН-ORC»:

Сравнение технологии ОЦР (ORC) с классическими паровыми турбинами:

Технология турбин ОЦР с органическим циклом Ренкина (ORC) и классические паровые турбины (противодавленческие, конденсационные, теплофикационные) различаются в основном по рабочим средам, условиям эксплуатации и эффективности в разных температурных диапазонах. Давайте сравним их основные характеристики и выделим преимущества турбин ОЦР (ORC).

1. Рабочие среды

• Классические паровые турбины используют воду в качестве рабочей среды, которая превращается в пар для работы турбины. Вода имеет высокую температуру кипения и требует значительных температурных перепадов для эффективной работы.
• ORC турбины используют органические рабочие жидкости (Элегаз и т.д.), которые имеют более низкую температуру кипения по сравнению с водой. Это позволяет им работать при более низких температурах.

2. Диапазон рабочих температур

• Классические паровые турбины эффективны при высоких температурах (обычно выше 300 °C), таких как на тепловых электростанциях или крупных промышленных объектах.
• ORC турбины работают эффективно в диапазоне низких и средних температур (80-300 °C). Это делает их подходящими для использования с источниками тепла низкого потенциала, такими как отходящее тепло промышленных процессов, геотермальные источники и др.

3. Эффективность

• Классические паровые турбины имеют высокую эффективность при высоких температурах, особенно если используются конденсационные схемы.
• ORC турбины эффективны при преобразовании низкопотенциального тепла в электроэнергию, где классические турбины показывают низкую эффективность или вовсе не могут быть применены.

4. Техническая сложность и требования к оборудованию

• Классические паровые турбины требуют сложной и дорогой инфраструктуры, включая высокотемпературные котлы, системы подачи воды и конденсации пара. Это делает их сложными в эксплуатации и обслуживании.
• ORC турбины могут использовать более простое оборудование, так как работают при более низких давлениях и температурах. Это упрощает их эксплуатацию и уменьшает капитальные и эксплуатационные затраты.

5. Экологичность и гибкость в применении

• Классические паровые турбины зависят от крупных источников энергии и обычно требуют сжигания топлива, что может приводить к выбросам углекислого газа и других загрязнителей.
• ORC турбины более экологичны, так как могут использовать возобновляемые источники энергии и вторичное тепло, снижая потребление топлива и выбросы.

6. Размеры и масштабируемость

• Классические паровые турбины обычно применяются на крупных энергетических установках. Они требуют значительных объемов пара и больших сооружений.
• ORC турбины масштабируемы и могут использоваться в более компактных системах, что делает их идеальными для распределенных энергетических систем и маломасштабных проектов.

Таким образом, ОЦР (ORC) турбины представляют собой перспективную технологию, особенно в областях, где невозможно или неэффективно использовать классические паровые турбины.

Преимущества ОЦР марки «Нейтрон-ORC»:

• Окупаемость инвестиций в среднем 1-3 года, доходность проектов свыше 30%, себестоимость выработки электроэнергии ниже сетевых тарифов ~ от 1,2 руб за 1 кВт (в зависимости от источника тепла, либо от стоимости газа).
• Получение максимального коэффициента КПД 50,3-58,6% за счет наличия двух контуров: Контур теплового насоса на хладоне R600a и контур ОРЦ-турбины (Рабочее тело – Элегаз). Такая конструкция позволила не иметь необходимости охлаждения рабочего тела 2-го контура через сброс тепла конденсации в атмосферу, т.к. конденсация рабочего тела происходит внутри специальной конденсационной турбины.
• Потребность в сервисном обслуживании не чаще 1 раза в 8000 часов, ресурс до капитального ремонта – 40 000 часов.
• Средний срок ввода электростанции в эксплуатацию от 4 месяцев, в зависимости от мощности, от момента оплаты аванса и заключения договора.
• Компактные и экологически чистые контейнерные электростанции, требующие минимального обслуживания и обеспечивающие высококачественную электроэнергию.
• Возможность использования для основного, дополнительного или резервного энергоснабжения, как в автономном режиме, так и в параллели с сетью.
• Возможность объединения нескольких установок в единый комплекс для повышения надежности энергоснабжения.
• Широкий спектр используемых топлив, включая отходящее тепло и различные углеродные источники, что снижает затраты на производство электроэнергии.

Рис. 2 — 3D модель турбины ОЦР марки «Нейтрон-ORC»

Малая и средняя энергетика сегодня — это 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.

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

По всем вопросам обращайтесь к нашим инженерам: