Снижение выбросов CO 2 за счет повышения общей эффективности те рмодинамич еского цикла газотурбинной установки Андреа Буррато

2 GE Proprietary Information GE © 2010 – All Rights Reserved Зачем нам терять тепло? ГТУ прямого цикла Воздух Выхлопные газы Топливо Тепловые эмиссии Вариант 2 Утилизация: Производство электроэнергии: прибыль за счет продаж электроэнергии Повышение эффективности использования энергии газа (продуктов сгорания) на эксплуатирующихся установках Обеспечение соответствия нормам по атмосферным выбросам СО2 Повышение общего КПД Газовая турбина ORegen TM + = Получение максимальной прибыли от эксплуатации ГТУ за счет роста КПД установок Вариант 1 Выброс в атмосферу... нулевая выгода 77% эксплуатирующихся установок работают по прямому циклу сбросное тепло * ORegen is a trademark of Nuovo Pignone Spa and is available in selected markets

3 GE Proprietary Information GE © 2010 – All Rights Reserved «Органический» цикл Ренкина представляет собой циклический термодинамический процесс, основанный на классическом цикле Ренкина с использованием органической рабочей жидкости Энтропия [кДж/(кг°C)] Диаграмма T-S Температура [°C] Точка росы Точка кипения Рабочая температура при минимальном давлении Рабочая температура при максимальном давлении Нагреватели Детандер Регенератор Конденсатор Насос Концепция ORC

4 GE Proprietary Information GE © 2010 – All Rights Reserved Технологическая схема установки ГТУ MS5002B – суммарный КПД составляет 40,7% Газовая турбина Генератор Насос Выхлоп Нагрев. масла БОЙЛЕР КОНДЕНСАТОР Вентилятор Детандер Циклопентановый цикл Диатермический цикл Стандартная комплектация включает: Органическая жидкость – циклопентан (C5H10) Диатермическая масляная система Испаритель и теплообменники Турбодетандер Конденсатор Насосы

5 GE Proprietary Information GE © 2010 – All Rights Reserved Турбодетандер 2 отдельных рамы: простота перевозки снижение затрат на установку Система смазки Четырехполюсный синхронный генератор Редуктор Установка для работы на открытом воздухе с термоакустической изоляцией Длина x Ширина x Высота: 13 x 4 x 5,5 м

6 GE Proprietary Information GE © 2010 – All Rights Reserved Установка ORegen Дымовая труба Отводящее устройство Дымовая труба с системой ORegen Операторная Трубопровод диатермической системы Теплообменник системы утилизации тепла Турбодетандер Конденсатор Циклопентановый контур

7 GE Proprietary Information GE © 2010 – All Rights Reserved Тип ГТУ Мощность ( кВт ) Расход выхлопа ( кг/с ) Темп. выхлопа (°C) КПД ГТУ (%) Электр. мощность системыORC (MВт) Общий КПД (%) PGT25 (*) % % PGT25+ (*) % % PGT25+ G4 (*) % % MS5001 (*) % % MS5002B (*) % % MS5002C (*) % % MS5002D (*) % % MS6001B (*) % % LM6000 (**) % % Эталонные данные по стандарту ISO. 100% нагрузка ГТУ при стандартной конфигурации установки (*) Мощность на валу ГТУ (**) Мощность на клеммах генератора 60 Гц, для установки LM6000PC Эксплуатационные характеристики установки ORegen TM

8 GE Proprietary Information GE © 2010 – All Rights Reserved Компоновка системы ORegenTM Параллельная по маслу WHRU #1 ORC Condenser WHRU n GT#1 GT#n GT#1 WHRU ORC#1 Condenser #1 ORC #2 Condenser #2 Прямая ЦиклическаяПараллельная по газу Стандартный узел Возможно увеличение/уменьшение производительности в зависимости от требований заказчика Выбирается согласно требованиям заказчика в зависимости от условий эксплуатации WHRU ORC Condenser GT#1 WHRU ORC Condenser GT# GT#n

9 GE Proprietary Information GE © 2010 – All Rights Reserved Работа в автоматическом режиме Не требуется круглосуточное присутствие квалифицированного персонала Высокая эффективность Лучшее решение для ГТУ, работающих на режимах частичной нагрузки. 80% уровень регенерации тепла даже при 50% нагрузке ГТУ Основной элемент системы – турбодетандер с высокой степенью надёжности Незначительные потери теплоносителя Минимальные потери органической жидкости Низкое давление в циклопентановом контуре Чуть выше атмосферного, что обеспечивает высокую безопасность работы и предотвращает возможность попадания кислорода в контур Максимальное давление в циклопентановом контуре Ниже критического давления органической жидкости. Отсутствие сверхкритического режима. Обеспечение максимального уровния регенерации тепла Масло Рабочий диапазон температур от – 35 °С до +330 °C Высокоэффективный конденсатор Малогабаритный. Обеспечивает конденсацию циклопентана при давлении выше атмосферного Эксплуатационные качества

Технология ORegen TM обеспечивает производство до 17 МВт электроэнергии без дополнительных затрат топлива за счет рекуперации тепла выхлопных газов ГТУ Efficiency improvement 20% … CO 2 footprint 20% Carbon credits … singular enabler Cyclophentane as working fluid in a close loop … no water! 10 GE Proprietary Information GE © 2010 – All Rights Reserved