ОЦР-технология (органический цикл Ренкина, Organic Rankine Cycle) - это альтернатива традиционной паротурбинной технологии.
В ОЦР-технологии в качестве рабочего тела используется не пар, как в традиционной паротурбинной технологии, а низкокипящие рабочие тела (НРТ) - органические или синтетические вещества с низкой температурой кипения.
Распространенным НРТ является органическая жидкость пентан С5Н12.
В жидком состоянии пентан находится до температуры +36˚С (при атмосферном давлении), в газообразном - при температуре выше +36 ˚С.
В качестве НКТ могут быть использованы углеводороды (бутан, пропан), хладоны (R11, R12, R114, R123, R245+а), аммиак, толуол, дифенил, силиконовое масло, а также СО2, при высоком давлении, или синтетическое вещество Novec 649 компании 3М, которое в отличие от пентана является негорючим, инертным, неэлектропроводным и экологичным.
Электростанция с системой утилизации тепла (СУТ) на основе ОЦР-технологии состоит из термомасляного утилизационного котла, турбодетандера с электрогенератором и теплообменных блоков, в тч испарителя, подогревателя, рекуператора и воздушного конденсатора.
Выхлопные газы от газоперекачивающего агрегата (ГТА) через переключающий шибер -дивертор поступают в термомасляный котел.
Дивертор позволяет не останавливать работу газовой турбины при необходимости прекращения работы СУТ.
В первичном контуре СУТ используется термическое масло, которое более устойчиво к высоким температурам.
Большинство НРТ - горючие вещества, а температура выхлопных газов у современных газотурбинных установок (ГТУ) достигает 500 ˚С.
Температура термического масла на входе в утилизационный котел составляет 90-130˚С, на выходе - 280-310˚С.
Нагретое масло передает тепло НРТ в подогревателе и испарителе, где происходит процесс парообразования - из жидкого состояния органическая жидкость переходит в газообразное, и по трубопроводу направляется в турбодетандер.
Расширяющийся газ в турбодетандере вращает генератор со скоростью 1500 об/мин, который вырабатывает электроэнергию.
Отработавшее после турбины НРТ поступает в рекуператор и затем в воздушный конденсатор, после чего насосами направляется в пароперегреватель, где подогревается до 220-250˚С и потом опять направляется в турбину.
В случае с использованием в основном контуре CO2 на сверхкритических параметрах промежуточный термомасляный контур не требуется,
CO2 напрямую подается в котел.
С целью снижения рисков взрывов и для пожаробезопасности оборудование СУТ размещается на открытом воздухе, что исключает образование взрывоопасной концентрации паров даже при утечке.
Преимущества ОЦР технологии утилизации тепла:
- не нужны охлаждающие устройства (градирни) для паровой турбины, деаэраторы, система водоподготовки, питательные, конденсатные и циркуляционные насосы,
- существенное снижение КИПиА и запорной арматры в связи со снижением протяженности и количества трубопроводов,
- требуется меньше персонала для работы,
- СУТ работает надежнодо температуры наружного воздуха - 50˚С,
- не требуется здание для СУТ,
- не требуется большого количества технической воды.
