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ORC 地熱 / 廢熱冷能回收系統


大儀攜手 Nikkiso 引領卓越 ORC 地熱、廢熱冷能技術

台灣目前廣泛應用有機朗肯循環(Organic Rankine Cycle;ORC)技術於工業餘熱回收、再生能源利用與冷能,如地熱發電及海洋溫差發電。透過提高能源效率,降低電力成本,並減少碳排放, ORC 已成為節能減碳的重要技術。一般 ORC 系統利用渦輪機或螺桿膨脹機等設備,將氣體膨脹能量轉換為機械功,再驅動發電機,發電容量多介於 10 kW 至 2,000 kW 之間,適合多種能源場景。

在這一領域,Nikkiso 推出的 Radial Inflow Turbine(徑向流入渦輪機) 脫穎而出,其產品針對小型至中型系統的高效發電需求進行優化,容量範圍擴展至 0.5 MW 至 25 MW,且能以單一或多組機組方式實現靈活開發。相比傳統膨脹機,Nikkiso 的徑向流入渦輪機具備以下明顯優勢:

1. 高效能設計

  • 可變幾何設計(Variable Geometry):通過動態調整渦輪機的幾何結構,在不同操作條件下保持最佳性能。
  • 可調進氣導流葉片(Adjusting Variable Inlet Guide Vanes):有效控制進氣流量與角度,優化能源利用效率。

2. 優越的適應性

  • 內部動態調節機制(Internal Actions to Meet Variations):針對不同工況需求,實現運行參數的靈活調整,確保穩定運行和高效發電。
  • 適用於溫度低至 80°C,高達 250°C(175°F 至 500°F)之間的熱源。
  • 適合從中小型(0.5 MW)到大型(25 MW)的廣泛應用場景,並支持單機或多機組靈活配置。

3. 可採用孤島模式操作

  • 在沒有外部電力網支持的情況下,能夠單獨運行並提供電力給特定負載。

4. 穩定與可靠性

  • 結構設計簡潔高效,運行穩定且維護成本低。
  • 尤其適合處理中高壓差的工質條件,顯著提升發電效率。

5. 廣泛應用範圍

  • Nikkiso 的徑向流入渦輪機可用於地熱發電、廢熱回收、海洋溫差發電等領域,特別適合中高溫資源的回收利用,為用戶提供高效且靈活的綠色能源解決方案。其中,地熱發電是台灣最具發展潛力的領域,透過模組化、靈活配置的渦輪機系統,能有效對應台灣多變的地質條件與中小型開發場域的需求。

Nikkiso 的創新設計成功結合靈活性與高效率,讓徑向流入渦輪機成為有機朗肯循環(ORC)應用中不可或缺的關鍵技術,更是您最佳的選擇!

ORC 地熱 / 廢熱冷能回收系統的發電原理是什麼?

ORC(英文全稱:Organic Rankine Cycle;中文全稱:有機朗肯循環)系統是一種利用有機流體代替水蒸氣的熱力學循環,用於從低溫熱源(如廢熱、地熱或太陽能)中提取能量並轉化為電能。與傳統的蒸汽循環相比, ORC 系統使用的有機流體具有較低的沸點,能在較低的溫度下高效運行,適用於低溫差的熱能回收。通過膨脹機驅動發電機發電, ORC 系統在清潔能源和節能領域有廣泛應用,如地熱發電、工業餘熱回收等。

簡而言之,ORC(有機朗肯循環)發電原理是通過利用熱源與冷源之間的溫度差,使低沸點的有機介質在蒸發器中蒸發,然後膨脹驅動渦輪機發電,從而有效轉換低溫熱能為電能。

ORC 地熱 / 廢熱冷能回收技術核心

ORC有機朗肯循環技術核心
  • 類似於水蒸氣朗肯循環,但使用的是有機介質
  • 包括冷媒、戊烷、丁烷和丙烷等
  • 適合於 80°C 至 250°C(175°F 至 500°F)之間的熱源
  • 低溫熱源下具有效率優勢
  • 無需使用淡水
  • 相較於水蒸氣系統更簡單且效率更高

ORC 技術應用:中低地熱來源​

  • 適合於 80°C 至 250°C(175°F 至 500°F)之間的熱源
  • 可透過單一或多組發電機組進行開發,容量範圍在 0.5 至25 Mw,亦可根據需求調整更高或更低的功率
  • 可選擇空氣冷卻或水冷卻系統

ORC 技術應用:廢熱回收​

  • 燃氣渦輪機排氣​
  • 燃氣發動機排氣​
  • 工業製程中的熱能

ORC 技術應用:冷能

  • 可將 LNG 冷能作為冷凝中間介質
  • 中間介質隨後利用海水的熱量汽化
  • 飽和蒸氣進入渦輪膨脹機膨脹至冷凝器壓力
  • 液態中間介質再被泵送回蒸發器

ORC 地熱發電廠實績

ORC有機朗肯循環地熱發電廠實績

Enda Tuzla 地熱發電廠 – 2010

• 地點:土耳其,恰納卡萊

• 發電容量 7.5 MW,年產電量 51,000,000 kWh

• BOP(廠區平衡)電氣與自動化系統

• 系統軟體與 SCADA、工程設計、組裝、生產與調試

Gurmat Efeler 2 地熱發電廠 – 2014

• 地點:土耳其,艾登省蓋爾門哲克鎮

• 總計 22.5 MW 生產容量

• BOP(廠區平衡)能源 SCADA 自動化、過程自動化(配置冗餘功能 PCS7 CPU 416 -5H)

• PCS7 系統及 PCS7 軟件與網絡總成

• MV 配電櫃網絡集成,Sivacon S8 配電面板

• 工程設計、安裝、監督及調試

Celikler Pamukoren 3 & 4 地熱發電廠 – 2015

• 地點:土耳其,艾登

• 總計 2×24 MW 的生產容量

• 154 kV 70 MVA 變壓器供電線路主從設施安裝、測試與調試

• BOP(廠區平衡)能源 SCADA 自動化、過程自動化

• 6×800 kW 690 VAC Sinamics G130 驅動系統

• 製程控制設備

• ORC MCC 控制面板

• 進料泵控制面板

• MV 配電櫃網絡總成

• 工程設計、安裝、監督與調試

• 獲得能源部門對項目的批准

Maspo Energy – Ala-1 地熱發電廠 – 2016

• 地點:土耳其,馬尼薩

• 1×10 MW 地熱發電廠電氣化與安裝

• 接地設計、材料採購與安裝

• 低壓(LV)與中壓(MV)開關設備的製造、安裝與調試

• 3x560kW 中壓開關設備的製造、安裝與調試

• BOP(廠區平衡)、能源 SCADA 自動化、過程自動化(PCS7 CPU 410-5H)及安裝

• MV 配電櫃網絡總成

• 工程設計、安裝、監督與調試

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