軸流式渦輪結合異步發電機的半密式渦輪ORC機組

渦輪ORC發電機

產品技術(Technologies)

漢力掌握渦輪ORC機組研發及製造技術,依據用戶提供的設計參數,研製、供應高性價比產品。漢力渦輪ORC主要元件有:渦輪發電機組、殼管式(或板式)蒸發器、殼管式冷凝器、工質泵及電力/控制系統;機組裝配於橇裝底盤上,方便運送及安裝。因應冷熱源溫度、流量等參數變化,以PLC控制器為樞紐,監測、調適主要元件工況,產生最大發電功率且以不影響現場製程運作為設計、運轉準則。

 

機組配置

漢力渦輪ORC主要元件有:渦輪發電機組(包含:軸流式渦輪機、減速齒輪組、異步發電機、潤滑油系統等)、殼管式(或板式)蒸發器、殼管式冷凝器、工質泵及電力/控制系統;機組裝配於橇裝底盤上,方便運送及安裝。

 

 

軸流式渦輪發電機組

植基於漢鐘精機(股)公司的旋轉機械研製能量,漢力/漢鐘公司開發、設計高效率的渦輪發電機組系列產品作為漢力渦輪ORC的核心引擎,渦輪轉子轉速有8,000RPM、9,000RPM及12,000RPM。渦輪轉子齒輪(pinion)直接耦合發電機轉子齒輪(bull),發電機轉子降速到運轉轉速後,輸出電功率。本渦輪轉子與發電機轉子安裝 在同一機匣內,設計成半密式結構,轉子-軸系具備高強度、高效能、低振動、低噪音等機械特性

 

 

發電機

本渦輪機搭配異步(感應式)發電機,頻率有50Hz或60Hz、電壓有AC220V、AC380~480V、AC3kV、AC6kV、AC10kV等選項,以符合用戶端的現場電力需求。若發電容量大於500kW,建議採用高壓電,可降低電力傳輸、配送成本。

 

蒸發器

考慮熱源的清潔度、化學特性、蒸發器容量等因素,漢力公司設計、選配板式熱交換器或設計、開發殼管式熱交換器做為蒸發器用途。

 

冷凝器

水冷式冷凝器:以冷卻水排熱。設計、開發殼管式熱交換器做為冷凝器,並兼做為工質迴路系統的儲液槽

氣冷式冷凝器:以空氣排熱。設計、開發散熱管排(鰭片管或裸管)做為冷凝器,空氣直接經由散熱管排帶走熱量,需額外配置工質儲液槽。

蒸發式冷凝器:以冷卻水排熱。設計、開發散熱管排(鰭片管或裸管)做為冷凝器,冷卻水澆注於管排蒸發散熱,需額外配置工質儲液槽。

 

型式 工質填充量 冷卻效果 補充水量 維修保養
水冷式 次之 冷卻水塔定期保養,維修需求少
氣冷式 最多 不需要
蒸發冷 次之 最好 最多 鰭片易受腐蝕、結垢,維護需求多

 

一般建議採用水冷式冷凝器,以減少工質填充量,且可獲得好的排熱效果、維修需求少、使用壽命長等優點。

 

工質泵

依照ORC迴路系統工質壓力及流量需求,選配多級離心式工質泵升壓液態工質,並導入蒸發器

 

控制/電力系統

依照ORC系統運作及現場環控需求,漢力公司以PLC為控制樞紐,提供全自動智能控制系統,達到ORC機組無須專人照料及操作的目的;同時,也可配合現場的需求,透過通訊協議將機組的參數訊號傳給上位的DCS、SCADA或中央控制室。

產品特性(Features)

漢力供應150kW~1,500kW的渦輪ORC產品系列。依據用戶的熱源、冷源、電力參數,設計、開發ORC機組各主要元件,研製符合現場冷熱源工況的最適機組,讓用戶達到最好的節能方案及最佳的經濟效益。本渦輪ORC採用高轉速設計,機組體積小、結構簡單、重量輕、佔地面積小;而且,渦輪發電機組設計成半密式構型,無工質洩漏及轉軸對心問題,發電機也不需要配備散熱風扇,產品具備高熱效率、高可靠度、低維修需求及低維護成本的要求。產品特性說明如下:

 

產品系列

依據用戶端冷源、熱源及電力設計參數,篩選適用工質,設計、開發最適化ORC機組,達到經濟、節能及環保等多重效益。

●100% 掌控研發及自製技術,供應高性價比渦輪ORC產品。

●依據現場冷、熱源及電力設計參數,量身打造最適化機組,供應發電量150kW ~1,500kW渦輪ORC產品系列。

●配備異步(感應式)發電機,可選配50Hz或60Hz頻率、AC220/380~480V/3kV/6kV/10kV電壓。

●操作範圍寬廣 ,發電量40%~120%額定發電量內順暢運行 。

●體積小、重量輕,佔地面積不到螺桿ORC機組的1/2。

●產品壽期超過20年,維修少、維修成本低。

 

半密式渦輪ORC異步(感應式)發電機組

半密式渦輪ORC發電機的渦輪轉子齒輪(pinion)直接嚙合發電機轉子齒輪(bull),渦輪及發電機裝配於同一機匣內。渦輪轉子及發電機轉子的轉動件完全密封於機匣內,轉動件及機匣間不需要裝配機械軸封,工質直接冷卻發電機,發電機不需要風扇散熱。因此,半密式渦輪ORC具備下列產品特性:

●不需要機械軸封、無工質洩漏問題。

●不需要聯軸器,無轉子對心及振動問題。

●不需冷要卻風扇,發電機效率高。

 

半密式渦輪ORC配備異步發電機,發電機定子直接利用電網的無功功率激磁;因此,產生的電力特性完全相同於電網電力,直接倂網,供廠區用電。在1分鐘內,ORC完成啟動到併網供電的程序,具備:電力併網迅速、電機可靠度高、維修少及不需要額外併網設備的產品特性。

 

全自動智能化控制系統

以PLC作為ORC機組的控制樞紐,接受ORC機組各站位的控制參數及物理參數,即時監視、回饋、判斷ORC的運轉狀態,具備:

 

●全自動化的ORC機組操作、運轉保護、健康狀態診斷,無須專人照料及操作。

●因應冷熱源變動,自動調整ORC運轉參數,平穩輸出電功率,操作範圍寬廣 ,40%~120%額定發電量內都可順暢運行。 。

●配合現場環控及監視需求,透過通訊協議將機組的參數訊號傳給上位的DCS、SCADA或中央控制。