Wirtschaftlich effiziente Biomasse Heizkraftwerke. Kraftwerkstechnisches Kolloquium Dresden 2013
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- Jens Gert Bäcker
- vor 6 Jahren
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1 Wirtschaftlich effiziente Biomasse Heizkraftwerke
2 Wirtschaftlich effiziente Biomasse HKW Inhalt Basiskonzept Potentiale Anlagenkonzept für hohe Gesamteffizienz 2
3 Biomasse Kraftwerke Basiskonzept Brennstoff Altholz / Frischholz Frischdampf 70bar, 470C / 90bar, 510C P el 20 MW Feuerung Wanderrost Wirkungsgrad Brutto 30,8 bzw. 31,3% 3
4 Biomasse Heizkraftwerk Basiskonzept 4
5 Biomasse Heizkraftwerk Basiskonzept Kessel Wanderrost Blastischaufgabe Frischdampf 470C, 70 bar Naturumlauf-Dampferzeuger 3 Überhitzerstufen und nachgeschalteter Eco Zünd und Stützfeuerung (Öl/Erdgas 2 x 24 MW) Dampfluftvorwärmung 5
6 Biomasse Heizkraftwerk Basiskonzept Dampfturbine 20MW 6
7 Biomasse Heizkraftwerk Basiskonzept Leistungsdaten Brennstoff Parameter Einheit Altholz Frischholz Altholz Mix 50% Pellets, 50% Waldrestholz Brennstoff Hu kj/kg Feuerungswärmeleistung kj/s Abgastemperatur C Verbrennungsluft Vorwärmung C Kesselwirkungsgrad Hu % 92,0 91,4 Frischdampf Druck DT bar Frischdampf Temperatur DT C Frischdampfmenge t/h 77,3 73,7 Speisewassertemperatur C Kondensationsdruck bar 0,100 0,100 Elektrische Leistung Brutto kw Elektrischer Eigenbedarf kw Gesamtwirkungsgrad Brutto % 30,8 31,3 Gesamtwirkungsgrad Netto % 28,6 29,1 7
8 Biomasse Heizkraftwerk Potentiale Potentiale zur Steigerung der Effizienz Carnot Wirkungsgrad: Wärmezufuhr bei möglichst hohen Temperaturen Kondensation bei möglichst tiefen Temperaturen Hoher interner Wärmetausch Weitere Potentiale Quelle: Wikipedia Volker Sperlich
9 Biomasse Heizkraftwerke Potentiale Bewertung Parameter Änderung Wirkung auf elektrische Leistung Wirkung auf Invest Frischdampftemperatur C +0,6% Moderat Frischdampfdruck bar +0,3% Moderat Zwischenüberhitzung Zwischenüberhtzung % Hoch Verbrennungsluft Vorwärmung Speisewassertemperatur Abdampfdruck Regenerative Speisewasser- Vorwärmung Luftvorwärmung mit DampfLuVo auf 100 C Steigerung C Abgastemperatur C Senkung des Abdampfdrucks mbar Kondensat Vorwärmung mit NDV zusätzlich zum Speisewasser Behälter +1,8% Gering +3,0% Moderat +1% Moderat +1,0% Sehr gering Regenerativer Wärmetausch zwischen Rauchgas und Verbrennungsluft Abgastemperatur Brennstofffeuchte Abgastemperatur C +1,0% Gering Reduzierung der Abgastemperatur C Reduzierung des Feuchtegehalts 37 29% +0,7% Gering +0,3% Moderate Einsparung 9
10 Biomasse Heizkraftwerke Potentiale Kessel Thermodynamik 10
11 Biomasse Heizkraftwerke Potentiale Wasser-/Dampfkreislauf Thermodynamik 11
12 Biomasse Heizkraftwerke Potentiale Anlagenkonzept für hohe Gesamteffizienz 12
13 Biomasse Heizkraftwerke Anlagenkonzepte im Vergleich Parameter Einheit Basis Hohe Effizienz Basis Hohe Effizienz Ohne Prozessdampf Mit Prozessdampf Mix 50% Pellets, Mix 50% Pellets, Brennstoff 50% Waldrestholz 50% Waldrestholz Brennstoff Hu kj/kg Feuerungs-Wärmeleistung kj/s Abgastemperatur C Verbrennungsluft Vorwärmung C Kesselwirkungsgrad Hu % 91,4 89,8 91,4 89,2 Frischdampf Druck DT bar Frischdampf Temperatur DT C Frischdampfmenge t/h 73,7 78,1 73,7 77,6 Speisewasser Temperatur C Kondensationsdruck bar 0,100 0,100 0,060 0,060 Prozessdampf (4bar Sattdampf, kj/s % Rücklauf bei 80 C) Elektrische Leistung Brutto kw Elektrischer Eigenbedarf kw Gesamtwirkungsgrad Elektrisch Brutto % 31,3 32,4 25,3 26,7 Gesamtwirkungsgrad Elektrisch Netto % 29,1 30,1 22,9 24,3 13
14 Wirtschaftlich effiziente Biomasse HKW Zusammenfassung Potentiale zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit sind vorhanden Rangfolge der Anwendbarkeit ist abhängig von den Randbedingungen Anwendbarkeit auch bei KWK Anwendungen gegeben 14
15 aus Erfahrung Vorteile gewinnen enpros consulting GmbH enpros systems GmbH Bahnhofstrasse Nürnberg info@enpros.de
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