Aufrufe
vor 3 Jahren

9 | 2012

  • Text
  • Unternehmen
  • Umweltmagazin
  • September
  • Deutschen
  • Deutschland
  • Energien
  • Anforderungen
  • Leistung
  • Entwicklung
  • Deutsche

Special Erneuerbare

Special Erneuerbare Energien Grafik: Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V. Grafik 1: Energieeinsparung durch KWK tungsregelung über die Drehzahl. Der hochfrequente Wechselstrom wirdüber die Leistungselektronik gleichgerichtet und anschließend in Wechselstrom 50 Hertz gewandelt. Mit Hilfe der Rekuperatortechnik lassen sichelektrische Wirkungsgrade von bis zu33Prozent erzielen. Durch die Vorwärmung der Luft wird in der Brennkammer weniger Brennstoff zum Erreichender Betriebstemperatur benötigt. Daher sindhöhereelektrische Wirkungsgrade erreichbar. Der Gasbrenner Der Erdgasbrenner stellt die zur Dampferzeugung zusätzlich benötigte Wärme zur Verfügung. Als Sauerstoffträger für die Verbrennung können alternativ Turbinengas oder Frischluft verwendetwerden. Der Brennerist speziellfür den Betrieb mit Turbinenabgas mit einer Temperatur von 280 °C und einem O 2 -Gehalt von18Prozentausgelegt. DasTurbinenabgas wird in jedem Betriebszustand vollständig über den Brenner geleitet. Eine Zumischung von Frischluft ist nicht erforderlich. Der Brenner ist in dieser Betriebsart auf möglichst geringen Druckverlust optimiert. Bei Stillstand der Turbine lässt er sich mit Frischluft betreiben. Durch ein Klappensystem lassen sichdie Querschnitte im Brenner bedarfsgerecht reduzieren. Optional kann er mit einem Lanzenund Armaturensystem für Heizöl Extra Leicht (EL) versehen werden. Der Betrieb damit ist aber nur als Notbetrieb zusammenmit Frischluftmöglich. Anwendung in der Baustoffindustrie In einem kleineren Werk in Süddeutschland werden Dämmstoffe hergestellt. Für die Produktion werden in einem Industriekessel kontinuierlich etwa fünf Tonnenpro StundeSattdampf erzeugt. Als Brennstoff dient Heizöl EL. DieProduktionist saisonalvon der Bautätigkeit abhängig. Pro Jahr lassen sich daher nur rund 5000 Betriebsstunden des Kessels erreichen. Da in diesem Fall der Dampf direkt mit dem Produkt in Berührung kommt, kann das entstehende Kondensat nicht in den Kessel zurückgeführt werden. Das zur Versorgung des Dampfkessels aufbereitete Frischwasser wirddem Speisewassersystem mit einer Temperatur von 20bis 30 °C zugeleitet. Der Kessel ist bereits mit einem Economiser zur Vorwärmung des Speisewassers ausgestattet. Aufgrund des Schwefelgehalts im Heizöl EList es allerdings notwendig, diesen mit erhöhter Abgastemperatur zu betreiben.Der Wirkungsgradder Kesselanlage liegt insgesamt bei etwa 91 Prozent. Im Rahmen der Umstellung der Kesselanlage auf den Brennstoff Erdgas schlägt der Erdgasversorger neben dem Austauschdes Brenners die Installation einer Mikro-Gasturbine vor. Diese ist mit einer elektrischen Leistung von 200 Kilowatt so ausgelegt, dass sich der Bedarf des Werks mit elektrischer Energie vollständig abdecken lässt. Die Abwärme der Turbine findet inder Kesselanlage Verwendung. Mithilfe des Gasbrenners lässt sich die Dampfleistung flexibel anden Bedarf der Produktion anpassen. Da der Kessel inder Regel im Leistungsbereich zwischen 80und 100 Prozent betrieben wird,kann derSauerstoffgehalt der Turbinenabgase energetisch optimal ausgenutzt werden. Durch die Vorwärmung des Frischwassers imBrennwertwärmetauscher wird der Gesamtwirkungsgrad der Anlage durch Ausnutzung der Abgaskondensation gegenüber dem Ursprungszustand um rund 14 Prozent gesteigert. Das Er- 26 UmweltMagazin September 2012

TC TI TI M TI Brennwert-Kreislauf M M Sattdampf Speisewasser TI TI PZAH PC PI LSAL LSAH LC LSAL M TI QIC M M PZAL M Erdgasübergabestation PI FIC PC PZ PI HZ PZAH M Abschlammung Absalzung M Rückgas mit Vordruckregelung M M Bypass bzw. Notkamin M G Grafik: TIG Grafik 2: Kraft-Wärme Kopplung: GWK mit GTA-Feuerung und Abgasnutzung gebnis ist die kombinierte Erzeugung des Eigenbedarfs an elektrischer und thermischer Energie mit einem Wirkungsgrad von etwa 105 Prozent bezogenauf den unteren Heizwert desErdgases. Zusammenfassung Durch Einsatz von Mikrogasturbinen lassen sich auch kleinere Industriedampfkessel mit Kraft-Wärme-Kopplung ausrüsten. Dies ist sowohl bei neu zu installierenden Kesseln als auch bei der Nachrüstung bereits vorhandener Kesselmöglich. Gegenüber der konventionellen Erzeugung von elektrischer undthermischer Energie in getrennten Angaben lässt sich der Nutzungsgrad der Primärenergie um rund 35 Prozent steigern. Zur Optimierung der Gesamtanlage solltenneben derInstallation einer Mikrogasturbine Maßnahmen zur Wärmerückgewinnung und dadurch Absenkung der Abgastemperatur getroffen werden. Insbesondere die Abgaskondensation ergibthierbeieinendeutlichenzusätzlichenökonomischenund ökologischenNutzen. Dipl. Ing. Dietmar Cordts, Bereichsleiter Energie, TIG Group GmbH, Husum, dietmar.cordts@tig-group.com UmweltMagazin September 2012 27

Ausgabenübersicht