ООО «ТИКА ПРО» — официальный представитель компании Nanjing TICA ENERGY Technology Co., Ltd., являющейся одним из мировых лидеров в сфере производства, продажи и сервисного обслуживания ORC-установок, вырабатывающих экологически чистую электроэнергию из источников низко- и среднетемпературного тепла.

Мы предлагаем доказавшие свою эффективность бинарные энергоустановки, работающие в соответствии с органическим циклом Ренкина (Organic Rankine Cycle; ORC) и предназначенные для выработки дешевой электроэнергии из различных источников тепла. В качестве них могут применяться: геотермальные источники; подземные воды; сухие горные породы; уходящие газы, получаемые при сжигании любых видов топлива; отработанное тепло, получаемое после охлаждения технологического оборудования; энергия, полученная при сжигании биомассы и биометана; солнечная энергия.

Мы поставляем выпускаемые под брендом TICA ENERGY модульные ORC-установки мощностью 280—1000 кВт и стационарные ORC-установки мощностью 1—30 МВт.

Модульные ORC-установки

Преимущества модульных ORC-энергоустановок, выпускаемых компанией TICA ENERGY:

1. Интегрированная конструкция турбогенератора, минимальная вероятность утечки.
2. Короткие сроки изготовления и поставки (2—3 месяца) благодаря стандартизированному серийному производству.
3. Модульная конструкция с высоким уровнем интеграции элементов, размещение основных компонентов на прочной стальной раме, несложный монтаж.
4. Автоматическое отслеживание параметров электросети, простое подключение индукционного генератора к электросети.

ORC-энергоустановки PureCycle

TICA ENERGY наладила серийное производство модульных ORC-установок под брендом PureCycle (модель РС-280). Компания приобрела авторские права и запатентованные технологии на эти установки у американской компании Pratt & Whitney — одного из крупнейших в мире производителей авиационных двигателей для гражданской и военной авиации, входящего в состав холдинга Raytheon Technologies (ранее — United Technologies).

Стационарные ORC-установки

Стационарные ORC-установки мощностью 1—30 МВт проектируются, изготовляются и поставляются заказчику после тщательного анализа тепловых ресурсов, которые могут быть использованы для выработки электроэнергии. Каждый проект является уникальным и зависит от температуры источника тепла, его химического состава, глубины залегания и иных факторов. Мы осуществляем комплексные поставки оборудования под ключ, адаптированного под конкретные условия эксплуатации и тепловые ресурсы (геотермальные источники, сухие горные породы, солнечная энергия, энергия биогаза и др.). Наша цель — максимальная отдача от инвестиций благодаря использованию уникальных технологий, в частности турбины с радиальным оттоком (Radial Outflow Turbine), которая на 20% эффективнее стандартных осевых турбин вырабатывает электрическую энергию из источников тепла (вода, пар, термомасло и др.) температурой 90—340 °C.

Преимущества стационарных ORC-электростанций:

1. Высокоэффективная турбина с радиальным оттоком. Ее КПД на 20% выше, чем аналогичный показатель осевых турбин. На одном диске турбины с радиальным оттоком может размещаться до 9 ступеней.
2. Подача пара с высоким и низким давлением, благодаря чему повышается эффективность использования тепловых ресурсов.
3. Запатентованная механическая часть, несложное и быстрое техническое обслуживание.
4. Широкая доступность тепловых ресурсов, которые ранее было невозможно использовать для выработки электроэнергии.
5. Автоматизированная работа, отсутствие необходимости в операторах, непрерывно следящих за оборудованием и его характеристиками.

Проектирование, расчет характеристик и мощности ORC-установки, подбор рабочей жидкости, выбор схемы охлаждения выполняются проектным бюро компании TICA на основании предоставленных исходных данных и пожеланий заказчика.

Органический цикл Ренкина

Схема работы бинарной ORC-энергоустановки, работающей в соответствии с органическим циклом Ренкина (Organic Rankine Cycle), аналогична схеме работы самых распространенных тепловых электростанций, в качестве рабочего тела использующих водяной пар. Основным отличием ORC-установок является использование в качестве рабочего тела органического вещества — хладагента (фреоны R245fa и R1233zd) или иного углеводорода (н-пентан, изопентан, циклопентан и др.), имеющего низкую температуру кипения.

Проходя через кожухотрубный теплообменник (испаритель), органическое вещество (хладагент) в жидком агрегатном состоянии отбирает тепло у горячей воды, водяного пара или термомасла. В результате теплопередачи оно закипает и переходит в газообразное агрегатное состояние. Образовавшийся пар поступает в турбину.

В турбине пар расширяется и воздействует на лопатки, закрепленные на диске ротора. В результате он начинает вращаться. Ротор закреплен на одном валу с генератором, благодаря которому кинетическая энергия вращательного движения преобразуется в электрическую. В модульных ORC-установках, выпускаемых компанией TICA, используются асинхронные генераторы, в стационарных — синхронные.

Поскольку, проходя через турбину, пар расширяется, его давление и температура на выходе из нее снижаются. Для того чтобы органическое вещество снова вернулось в жидкое агрегатное состояние, используется конденсатор, в качестве которого применяется кожухотрубный теплообменник. В этом агрегате пар с низким давлением отдает свое тепло охлаждающей воде, поступающей из градирни, и вновь превращается в жидкость, после чего с помощью циркуляционного насоса закачивается в теплообменник-испаритель. Данный цикл непрерывно повторяется в течение всего срока службы ORC-энергоустановки

В свою очередь, вода, нагревшаяся в конденсаторе, возвращается в градирню, где охлаждается потоком атмосферного воздуха. После этого она снова поступает в конденсатор, в котором охлаждает органическое вещество (хладагент). Данный цикл также осуществляется непрерывно на протяжении всего срока службы энергоустановки.

Почему ORC-установки широко применяются во всем мире?

1. ORC-установки позволяют вырабатывать экологически чистую электроэнергию с помощью дешевых или бросовых источников тепла.
2. Энергоустановки, работающие в соответствии с органическим циклом Ренкина, имеют довольно простую конструкцию и характеризуются высокой надежностью. Они не нуждаются в частом техническом обслуживании, ремонтопригодны, при этом межремонтный интервал у них достаточно велик.
3. ORC-установки обеспечивают предприятия электроэнергией для собственных нужд или для продажи энергоснабжающим организациям (поступления в распределительную сеть).
4. Температура кипения рабочего тела (органического вещества, хладагента) в бинарной ORC-установке значительно меньше, чем воды. В случае использования низко- и среднетемпературных источников тепла при испарении органической жидкости образуется пар, давление которого существенно превышает давление водяного пара. Это дает возможность уменьшить габариты турбины и, как следствие, возвести компактную и простую в обслуживании энергоустановку.
5. Для выработки электроэнергии можно использовать множество разнообразных источников тепла, а не только средне- и высокотемпературное тепло, полученное при сжигании ископаемого топлива (нефти, газа и др.).
6. В некоторых режимах эксплуатации стандартных энергоустановок, в которых в качестве рабочего тела применяется вода, при расширении водяного пара в турбине может происходить конденсация. По этой причине образовавшиеся капельки воды могут на огромной скорости сталкиваться с лопатками турбины и быстро выводить их из строя. В бинарных ORC-установках такие повреждения невозможны, поскольку конденсация органического вещества (хладагента) в турбине не происходит. Благодаря этому значительно упрощается управление ею, а также существенно расширяется диапазон мощности, в котором может работать турбина без значительного снижения КПД.
7. Рабочее тело (органическое вещество, хладагент) выбирается таким образом, чтобы его термодинамические свойства наилучшим образом соответствовали источнику тепла. Это позволяет проектировщикам добиться более высокой эффективности энергоустановки.

Сферы применения ORC-энергоустановок TICA

С помощью энергоустановок, работающих в соответствии с органическим циклом Ренкина, экономически целесообразно вырабатывать электроэнергию, используя тепло, образующееся при сжигании низкокалорийного топлива, например биомассы, выхлопные газы поршневых и газотурбинных двигателей, дымовые газы, отработанное тепло, полученное при охлаждении технологического оборудования, а также такие источники тепла, как солнечные коллекторы. Наиболее часто ORC-установки применяются в геотермальной энергетике.

Переход к возобновляемым источникам энергии во всем мире способствует стремительному росту рынка ORC-систем. В конце 2020 года общая установленная мощность ORC-установок на планете достигла 4,5 ГВт. В настоящее время наблюдается бурный рост общей мощности установок — в среднем на 10% в год, при этом количество работающих электростанций увеличивается в среднем на 12% ежегодно.

Реализованные проекты — модульные ORC-установки