ORC模块将废热转化为清洁电力
Dürr技术使克朗的分散式电力供应更加可持续
避免温室气体排放，降低能源成本，最大限度地降低运营成本:Bernard Krone GmbH & Co. KG (Krone)通过修改其现有的分散能源生产系统，已经接近所有三个目标。为此，农业机械制造商采用了两个最先进的ORC系统，由Dürr系统公司生产和调试。他们生产有限公司2免费电力结合现有的固定燃气发动机作为联合热和动力单元，并且不需要修改现有的热概念。
所有行业的公司都面临着提高CO的重大挑战2长期的足迹。因为温室气体是气候变化的主要原因之一。几乎每一个超过热能临界值的工业生产过程都可以通过有机朗肯循环(ORC)变得更加环保。ORC是一种将热能转化为清洁电力和(如果适用的话)有用热量的技术。
家族企业克朗(Krone)总部位于德国埃姆斯兰的斯贝尔(Spelle)，生产各种绿色饲料收获用的农业机械。一段时间以来，一套发电834千瓦、热900千瓦的天然气热电联产机组已在现场运行。这些热量主要用于喷涂线，它是阴极电泳和顶涂的现代组合，流动温度约为95°C，用于控制罐体温度。生产采用三班制模式，这就是为什么热电联产机组在周末没有运行，尽管电力基础负荷很高。
克朗想从DürrCyplan®ORC的概念是降低一次能源成本，减少一次能源购买，并增加联合热动力单元的正常运行时间。为了能够充分利用热能的潜力，Dürr将联合热能和动力单元与两个新的ORC系统配对。“我们的目标是整合ORC系统，而不需要克朗对其主要流程和现有的热概念进行任何修改。这绝不是一项琐碎的任务，因为新的解决方案必须完全适应所有现有的体积和热流，”Dürr的项目经理Davide Pitta在解释挑战时说。
闭路发电
·杜尔的Cyplan®ORC技术覆盖的温度范围从90°C到500°C以上。高温ORC模块的工作原理类似于发电热交换器，利用余热产生额外的电力并提供有用的热量。这一过程与传统电厂的水/蒸汽循环类似。然而，与汽轮机的开路不同，ORC系统的回路是封闭的，并汽化低沸点的有机工作流体，而不是水。通常使用碳氢化合物或制冷剂。
对于不同的热源具有高度的灵活性
的Cyplan®Dürr开发的ORC模块是市场上最灵活和技术先进的系统，在< 500千瓦功率范围。它们可以在低温范围内使用热水和蒸汽作为传热介质，在高温范围内使用热油和热气体作为传热介质。在第一步中，Krone固定热电联产机组的烟气热量直接流入ORC模块。接下来，利用烟气的热能将工作流体汽化，然后将蒸汽泵入汽轮发电机。Dürr专利的涡轮发电机是每个ORC模块跳动的心脏。
蒸汽在涡轮中膨胀，产生机械能，驱动与涡轮相连的发电机。在发电机中，一些热能被转换成电能，操作员可以自己使用，也可以输入公共电网。两者都有经济效益，要么运营商无需支付电费，要么在绿色电力上赚取收入。接下来，蒸汽通过提取热量而冷凝，并作为工作流体泵回蒸发器，再次开始蒸发过程。此时电路关闭，冷凝器中提取的热能在高达95°C的温度下可用。
同样的投入，更多的产出
对克朗来说，目标是从可用的废热中产生尽可能多的热量，并且尽可能经济。Dürr的团队使用标准化的ORC模块实现了这一点，这些模块被紧密地安装在滑道上，便于运输和集成。产品范围包括50千瓦和500千瓦之间的各种增量的涡轮发电机。克朗选择了一个Cyplan®以热电联产为热气体界面的orc70高温系统Cyplan®热水回路选用orc70低温系统。“因此，我们在两个层面上开发了一种解决方案，在不需要更多输入的情况下实现更高的电力输出，并有可能延长热电联产机组的运行时间。这将使我们自己的发电速率(使用热电联合发电单元)提高了22个百分点，与上一代发电组合相比，我们的一次能源需求降低了4.5%，”斯贝尔市Krone运营技术主管Sebastian Schulte说。
到目前为止，考虑到高效率的标准，克朗还不能让热电联产24小时运行，因为工厂在周末的热量消耗不够高。连接的高温ORC确保了电力与有用热量的比率增加。此外，低温ORC在采暖系统的热峰值利用中也发挥了作用。
这种创新的系统概念可以显著延长热电联产机组的运行时间。克朗的好处是，该公司可以以低得多的成本生产更多的自产电，而不是购买电力，然后使用热电联产装置产生热量。此前周末热负荷采用冷凝锅炉。这意味着ORC系统最迟将在四年后得到回报。
对碳足迹的积极影响
ORC系统不仅从经济角度来看是有利可图的，而且从生态角度来看也是如此。一个70千瓦的标准模块每年运行8000小时，15年的发电量约为7500兆瓦时。这相当于200多个家庭的平均消费量。由于电力完全由废热产生，没有任何一次能源，这节省了约6500吨的CO2．德国提供资金用于规划、安装、安装和组装节能ORC系统。以补助金的形式支付30%(中小企业40%)或项目费用。资助的数额是根据节省的碳量而定的。ORC的负责人Timm Greschner估计:“ORC技术已经在任何相应的消耗和产生超过500千瓦电力的天然气热电联合装置的现场取得了成功。Cyplan®ORC在Dürr网站上发布，关注的是电力购买成本和生产成本之间的差异、补贴和税收优惠。“如果CO的成本进一步增加2未来的证书将使该系统更具吸引力。”Dürr现在已经安装了大约70个Cyplan®ORC系统在德国-作为一个垫脚石走向气候中性生产。
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