توليد الطاقة بدورة رانكين العضوية (ORGANIC RANKINE CYCLE، وتُختصر بـ ORC) هو عملية امتصاص الحرارة من الحرارة المهدورة (مثل الماء الساخن، والبخار، وبخار الماء، وغيرها) عبر مبادل حراري، ثم تمددها في التوربين لإنتاج شغل ميكانيكي، مما يدفع المولد الكهربائي لتوليد الكهرباء.
أنظمة توليد الطاقة من الحرارة المهدورة بتقنية ORC من فئة 125kW و315kW و500kW، التي طورتها شركة شيانغتان للكهرباء (Xiangtan Electric) وتمتلك حقوق الملكية الفكرية الكاملة والمستقلة لها، أكملت اختبارات التشغيل الصناعي وتعمل بشكل مستقر في توليد الكهرباء، حيث بلغت كفاءة التحويل الحراري-الكهربائي مستوى متقدماً بين مثيلاتها، مما سدّ فراغاً تقنياً في مجال استرداد واستغلال الحرارة المهدورة صناعياً في الصين.
المزايا التقنية
تقنية المحامل الخطية عالية السرعة
تعتمد تصميماً مبتكراً للمحامل الخطية عالية السرعة، مع تصميم يجمع بين الضبط في الحالة الباردة والحالة الساخنة، حيث تتكيف المحامل ذاتياً أثناء التشغيل، مما يرفع الكفاءة بنحو 20%، وتصل سرعة الدوران إلى 12000 دورة/دقيقة، وتتحمل القوى عبر المحامل عالية السرعة.
تقنية التوليد المغناطيسي الدائم بالدفع المباشر لعجلة التمدد التوربينية عالية السرعة
يستخدم هذا التوربين التمددي خمس مراحل أو أكثر، وقد خضع تصميم عجلة التمدد التوربينية عالية السرعة الجديدة لتحسينات متكررة وفقاً لظروف التشغيل المختلفة، مما حقق كفاءة إيزنتروبية عالية وتشغيلاً مستقراً ومعدل استفادة مرتفعاً من الكفاءة. يتم دمج محامل التوربين وعجلة التمدد والوحدة ككل والمولد المغناطيسي الدائم في نمط الدفع المباشر.
تقنية المبادلات الحرارية عالية الكفاءة لنقل الحرارة عند درجات الحرارة المنخفضة
من خلال دراسة أداء الانخفاض في نقل الحرارة لعوامل وسائط ذات معاملات مختلفة، ودرجة حرارة مدخل المبادل الحراري، والفرق الحراري بين مائع نقل الحرارة والمائع العامل، وكذلك الضغط، وتقنية تحقيق أقصى كفاءة لاسترداد الحرارة، يتم تقليل فقدان حرارة المائع العامل بشكل أكبر، وتحقيق أقصى تحسين لكفاءة التبادل الحراري في النظام.
تقنية التصميم المتكامل للمولد المغناطيسي الدائم عالي السرعة مع محول التردد
تم تحسين التصميم الداخلي للمولد، واعتماد تصميم المحامل المغناطيسية WH والتصميم مع محرك تعديل السرعة، مما يحل مشكلة تعديل السرعة بمحول التردد من منظور النظام، بما في ذلك الدوار والأجزاء الثابتة الرئيسية وهيكل التجميع. تعتمد تقنية التكامل بين مولد WH التوربيني ومحول التردد، مع وحدات قدرة محول التردد المتقدمة، مما يقلل بشكل كبير من ضوضاء التشغيل والإشعاع الكهرومغناطيسي، ويقلل من المساحة التي تشغلها ملحقات المحرك. محول التردد محكم الإغلاق تماماً، مع تدابير مقاومة الغبار والماء.
الفوائد الاقتصادية
بعد استثمار المالك في هذا النظام، يمكنه استغلال موارد الحرارة المهدورة التي كانت تُطلق سابقاً في البيئة الجوية، وتحويلها إلى طاقة كهربائية عالية الجودة لاستخدام المالك، مما يقلل من نفقات الكهرباء، ويخفض مؤشر استهلاك الطاقة لكل وحدة منتج، ويزيد من تنافسية المنتج.
في الظروف العادية، بعد الاستثمار في هذا النظام، يمكن للمالك استرداد التكلفة خلال 3-5 سنوات.
تقليل نفقات الكهرباء
خفض مؤشر استهلاك الطاقة لكل وحدة منتج
زيادة تنافسية المنتج
نطاق التطبيق
الحديد والصلب والمعادن
الزجاج ومواد البناء
البترول والصناعات الكيميائية
يمكن استخدام نظام ORC بتقنية المحامل الكهرومغناطيسية عالية السرعة على نطاق واسع في استرداد الحرارة المهدورة وتوليد الكهرباء في الصناعات عالية استهلاك الطاقة مثل صناعة الحديد والصلب والمعادن، والزجاج ومواد البناء، والبترول والصناعات الكيميائية. الحد الأدنى لدرجة حرارة مصدر الحرارة المطبق: الماء الساخن تحت ضغط التصريف ≥120℃؛ بخار الماء ≥120℃؛ البخار ≥220℃.
