La generación de energía mediante el Ciclo Orgánico de Rankine (ORGANIC RANKINE CYCLE, abreviado como ORC) es un proceso en el que se absorbe calor de fuentes residuales (como agua caliente, vapor, vapor de agua, etc.) a través de un intercambiador de calor, y mediante la expansión en una turbina de expansión se realiza trabajo, accionando así el generador para producir electricidad.
Los sistemas de generación de energía con recuperación de calor residual ORC de 125 kW, 315 kW y 500 kW, desarrollados por Xiangtan Electric Manufacturing Co. (XEMC) con propiedad intelectual completamente independiente, han completado las pruebas de operación industrial y operan de manera estable generando electricidad. La eficiencia de conversión termoeléctrica alcanza un nivel líder en su clase, llenando un vacío tecnológico en el campo del aprovechamiento de calor residual industrial en China.
Ventajas técnicas
Tecnología de cojinetes lineales de alta velocidad
Se adopta una nueva tecnología de diseño de cojinetes lineales de alta velocidad, con un diseño combinado de regulación en frío y en caliente. Los cojinetes se adaptan automáticamente durante la operación, mejorando la eficiencia en aproximadamente un 20%, con velocidades de hasta 12.000 rpm. Las fuerzas soportadas por los cojinetes se gestionan mediante cojinetes de alta velocidad.
Tecnología de generación con imán permanente de accionamiento directo mediante rueda de expansión de turbina de alta velocidad
La turbina de expansión adopta cinco o más etapas. El diseño de la rueda de expansión de turbina de alta velocidad con nuevos álabes, mediante la optimización continua de las condiciones de operación e iteraciones, logra una alta eficiencia isoentrópica, un funcionamiento estable y un alto aprovechamiento de la eficiencia. Los cojinetes de la turbina, la rueda de expansión, el conjunto completo y el generador de imán permanente se integran en un modo de accionamiento directo.
Tecnología de intercambiadores de calor de alta eficiencia para transferencia de calor a baja temperatura
Mediante el estudio de las propiedades de los medios con diferentes parámetros de operación, la temperatura de entrada del intercambiador de calor, el rendimiento de disminución de la diferencia de temperatura en la transferencia de calor entre el fluido térmico y el fluido de trabajo, así como la presión y la tecnología de máxima eficiencia de recuperación de calor, se reduce aún más el calor del fluido de trabajo, maximizando la eficiencia de intercambio térmico del sistema.
Tecnología de diseño integrado de generador de imán permanente de alta velocidad y convertidor de frecuencia
Se optimiza el diseño interno del generador, adoptando el diseño de cojinetes magnéticos WH y el diseño integrado con el motor de velocidad variable, resolviendo el problema de regulación de velocidad por frecuencia desde la perspectiva del sistema, incluyendo el rotor y las partes clave del estator y la estructura de montaje. Se emplea la tecnología de integración del generador WH de turbina con el convertidor de frecuencia, aplicando módulos de potencia avanzados del convertidor, lo que permite reducir enormemente el ruido de operación y la radiación electromagnética, y reducir la superficie ocupada por los accesorios del motor. El convertidor de frecuencia está completamente sellado, con medidas de protección contra polvo y agua.
Beneficios económicos
Tras la inversión en este sistema, el propietario puede aprovechar los recursos de calor residual que antes se emitían a la atmósfera, convirtiéndolos en electricidad de alta calidad para su uso, reduciendo el gasto en electricidad, disminuyendo el índice de consumo energético por unidad de producto y mejorando la competitividad del producto.
Normalmente, tras la inversión en este sistema, el propietario puede recuperar la inversión en 3-5 años.
Reducción del gasto en electricidad
Disminución del índice de consumo energético por unidad de producto
Mejora de la competitividad del producto
Ámbito de aplicación
Siderurgia y metalurgia
Vidrio y materiales de construcción
Petroquímica
El sistema ORC con tecnología de cojinetes electromagnéticos de alta velocidad puede utilizarse ampliamente para la recuperación de calor residual y generación de energía en industrias de alto consumo energético como la siderurgia y metalurgia, el vidrio y los materiales de construcción, y la petroquímica. Temperatura mínima aplicable de la fuente de calor: agua caliente a presión de descarga ≥120 °C; vapor de agua ≥120 °C; vapor ≥220 °C.
