Технологии энергосбережения

Органический Цикл Ренкина: концепция

Органический Цикл Ренкина — это термодинамический цикл который состоит из двух изобарных и двух адиабатных процессов преобразования энергии и использует органическоe рабочее тело.

Принцип действия основан на классической схеме паротурбинного цикла, в ходе которого происходит преобразования потенциальной энергии рабочего тела в механическую энергию вращения ротора и далее в электрическую энергию посредством электрогенератора. Вместо водяного пара в ОЦР используется пар органической жидкости, который характеризуется большим молекулярным весом, что позволяет работать турбине на низких оборотах, при низких значениях давления и избежать эрозии металлических частей и лопаток.

Эффективность: Входящий тепловой поток трансформируется в электричекую энергию (до  25-26%) и тепло (до 80%), с черезвычайно низкими тепловыми потерями – всего 2% , которые включают в себя потери через изоляцию, радиацию и потери в генераторе. Электрический КПД в обычном цикле (без когенерации) существенно выше и составляет более 24% от входящего теплового потока.

Органический цикл Ренкина обладает значительными преимуществами по сравнению с паром

 Сравнение свойств воды и рабочей жидкости с высокой молекулярной массой

Конфигурация ОЦР электростанции на базе бросового тепла

Примечание:

  1. Возможность использования нескольких источников тепла
  2. Контур теплоносителя может быть заполнен различной средой, например, термомаслом, насыщенным паром, водой под давлением, или может быть заменен на систему прямого обмена между выхлопными газами и органической жидкостью
  3. Градирня, конденсатор с водяным охлаждением, конденсатор с воздушным охлаждением и пр.

Области применения ОЦР в нефтегазовой промышленности

  1. Выхлопные газы газовых турбин
    Компрессорные станции газа, установки сжижения газа, нефтеперекачивающие станции и пр.
  2. Горячая вода из старых/неиспользуемых нефтяных скважин
  3. Попутный нефтяной газ (ПНГ)
  4. Горячие потоки на НПЗ
    Ректификационные колонны, производство мазута / бензина / керосина и т.д.

Применение в нефтегазовой сфере

А. Выхлопные газы газовых турбин

 

 

Использование прямого обмена

Компрессорные станции природного газа: большие возможности для утилизации бросового  тепла

  • Десятки ГВт мощности требуются на сжатие для транспортировки природного газа из мест производства до потребителей
  • Годовое мировое потребление природного газа: около 3 000 млрд м3
  • Компрессорные станции располагаются, как правило, вдоль трубопроводов на расстоянии от 40 до 100 км друг от друга
  • Большая часть компрессорных станций функционирует без утилизации тепла дымовых газов (КПД около 30–35 %)

Десятки ГВт тепловой энергии в виде горячих выхлопных газов выбрасываются в атмосферу!