GET Turbinengenerator

Transkript

1 Schraubtechnik Automation Druckluftmotoren Druckluftwerkzeuge GET Turbinengenerator... eine Innovation, die sich lohnt! n höchster Wirkungsgrad n klein, kompakt und robust n wartungsarm n niedriger Invest Die Einheit aus Entspannungsturbine und Generator ist das optimale dezentrale Energierückgewinnungssystem für den Leistungsbereich zwischen 1 kw und 120 kw. Der kleine, robuste und kompakte Turbinengenerator - nicht viel größer als ein Schuhkarton - kann dezentral überall dort eingesetzt werden, wo auch kleine Mengen Restenergie bisher ungenutzt den industriellen Prozess verlassen. Dabei ist die innovative Technologie für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzbar, um Prozessgase zu verstromen oder auch ungenutzte Abwärme zu verwerten. Green Energy D

2 2 IHR NUTZEN n höchster Wirkungsgrad Die Turbineneinheit wird genau auf die gewünschten Prozessbedingungen ausgelegt. Der Wirkungsgrad kann bis zu 80 % erreichen und ist dadurch deutlich höher als bei der Verwendung von Standardmaschinen wie Kolbenmotoren oder Schraubenexpandern. n klein, kompakt und robust Ohne die dazugehörige Rückspeiseeinheit ist der Turbinengenerator nicht viel größer als ein Schuhkarton. n wartungsarm Der Turbinengenerator kommt ohne Getriebe zwischen Turbine und Generator aus. Der Rotor des Generators sitzt direkt auf der Welle mit dem Laufrad und wird dadurch angetrieben. n niedriger Invest Durch unsere eigenen Berechnungsprogramme ist eine schnelle Auslegung der Turbineneinheit möglich. Bei den Generatorkomponenten greifen wir auf einen Standardbaukasten zurück. 5 kw Turbine DAS FUNKTIONSPRINZIP Unsere Turbinen sind Strömungsmaschinen, die einstufig axial oder radial ausgeführt werden. Das Gas wird in den Düsen entspannt und erfährt dadurch eine starke Beschleunigung. Wenn es auf die Beschaufelung der Turbine trifft und umgelenkt wird, gibt es seine kinetische Energie ab. Die Axialturbine zeichnet sich zudem durch einen hohen Wirkungsgrad auch außerhalb der Nennbetriebsbedingungen aus. Dies ermöglicht einen sehr wirtschaftlichen Betrieb auch bei Teillast. Im Gegensatz dazu erreicht die Radialturbine direkt im Auslegungspunkt einen noch höheren Wirkungsgrad. Hier wird das Gas in den Düsen nur teilweise entspannt. Die übrige Entspannung und die Umlenkung erfolgen im Laufrad. Der Wirkungsgrad beim Teillastbetrieb ist im Vergleich zur axialen Bauform niedriger. NUTZUNGSPRINZIPIEN Direkte Nutzung Bei der direkten Nutzung wird die Energie aus einem Druckgefälle gewonnen und in elektrische Energie umgewandelt. Indirekte Nutzung Bei der indirekten Nutzung wird bisher ungenutzte Abwärme mit Hilfe eines geschlossenen Prozesses (z.b. ORC) in elektrische Energie umgewandelt. p 1, T 1, ṁ DEPRAG GET DEPRAG GET p 2, T 2, ṁ

3 TECHNISCHE DATEN TURBINENGENERATOR 3 Leistungsbereich Baugrößen Prozesse Medien Austrittstemperatur Voraussetzungen 1 kw 120 kw elektrisch 5 kw, 25 kw, 50 kw, 120 kw - offener Prozess - geschlossener Prozess Druckluft, CO2, Kältemittel z.b. R245fa, SES36, R134fa, NOVEC 649, Siloxane, Cyclopentan u. a. max. 150 C (abhängig vom Medium) - Trocken - Frei von Verunreinigungen 25 kw Turbine Alle unsere Turbinen werden auf den jeweiligen Einsatzfall (Medium, Drücke, Temperaturen, Massenstrom) ausgelegt und gebaut. Für die Angebotserstellung ist es daher notwendig, das Anfrageformular auf der letzten Seite auszufüllen. 120 kw Turbine massblatt 5kW 25kW Eintrittsflansch DN Austrittsflansch DN100 Eintrittsflansch DN50 Austrittsflansch DN100 50kW 120kW Eintrittsflansch DN Eintrittsflansch DN bmessungen in mm Abmessungen in mm Austrittsflansch DN100 Austrittsflansch DN400 P P106816

4 4 ZUBEHÖR Nachschmiereinheit für die Turbinenlager Die Nachschmiereinheit wird zur automatischen Nachschmierung der Turbinenlager benötigt. Damit wird eine Verlängerung des Wartungsintervalls erreicht. Die benötigte Fettmenge ist so gering, dass eine anschließende Abscheidung des Schmierstoffes nicht erforderlich ist. Technische Daten Nachschmiereinheit Betriebsspannung 24 VDC Steuerungsanschluss Stecker; M 12x1, 4-polig Schutzart IP65 Gewicht kg 1,12 Abmessungen (HxBxT) max. mm 196 x 112 x 94 (ohne Anschlüsse) Rückspeiseeinheiten Die Rückspeiseeinheit stellt eine Komplettlösung dar. Sie beinhaltet den Frequenzumrichter und den dazugehörigen Netzwechselrichter, der die Einhaltung der gültigen VDE-Anwendungsregel VDE-AR-N 4105 gewährleistet. Mit ihrer ausgezeichneten Regelleistung ermöglicht die Rückspeiseeinheit sowohl den generatorischen als auch den motorischen Betrieb. Sie ist optimal auf die bei schnelllaufenden Generatoren erforderlichen hohen Frequenzen (> 400 Hz) ausgelegt. Die sensorlose Drehzahlregelung reduziert Kosten und erhöht die Verfügbarkeit des Systems. Eine Anbindung zur übergeordneten Steuerung erfolgt mittels analogem Sollwert und 24 V- I/Os oder CAN-Bus. Die Rückspeiseeinheit ist in folgenden Leistungsklassen verfügbar: 15 kva; 40 kva und 100 kva Die Parametrierung erfolgt in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, um optimale Leistung auch im Teillastbereich zu ermöglichen. Technische Daten Rückspeiseeinheit Nennleistung kva Nennspannung V AC 400 (3 Ph) 400 (3 Ph) 400 (3 Ph) Nennstrom A eff Gewicht kg Abmessungen (HxBxT) mm 430 x 580 x x 595 x x 595 x 470 Bauform, Schutzart Kompaktgehäuse, IP20 Montageplatte, IP00 Montageplatte, IP00 Kühlung der Leistungselektronik luftgekühlt wassergekühlt, max. 40 C, min. 6 l/min wassergekühlt, max. 40 C, min. 10 l/min Umgebungstemperatur max. 40 C max. 40 C max. 40 C Die Wasserkühlung selbst ist im Lieferumfang nicht enthalten.

5 ANWENDUNGSBEISPIELE ZUR ENERGIERÜCKGEWINNUNG 5 Bei der Schmelze von Metallen beispielsweise Aluminium oder Kupfer werden die Schmelzwannen durch Druckluft gekühlt. Die Druckluft strömt durch Kühlkanäle und nimmt dabei Wärme auf. Anschließend wird sie normalerweise ungenutzt in die Atmosphäre entlassen. Der neue Turbinengenerator macht die aus der Wärme aufgenommene Energie nutzbar: Mit der Mikroexpansionsturbine und dem integrierten Generator wird diese in elektrischen Strom umgewandelt und ins Stromnetz eingespeist. Schmelzwerke Anwendungsbeispiel Druckluft: Medium: Druckluft Eingangsdruck p1 = 5 bar (abs.) Ausgangsdruck p2 = 1 bar (abs.) Eingangstemperatur T1 = 120 C Massenstrom: m = 0,15 kg/s Erzielte elektrische Leistung = 13,6 kw In großen Biogasanlagen kann bereits Restenergie verstromt werden, allerdings mit einem Leistungsbereich der Anlagen von 200 bis kw. Die DEPRAG Technologie macht nun die Energierückgewinnung auch in kleinen Anlagen möglich. Biogasanlagen Zur weiteren Effizienzsteigerung von Biogasanlagen kann Methan in das Erdgasnetz eingespeist und damit auch Energie gespeichert bzw. transportiert werden. Biogas besteht zum großen Teil aus Methan und Kohlendioxid. Voraussetzung für die Einspeisung ist daher, dass der Kohlendioxidanteil aus dem Biogas entfernt wird. In der Regel geschieht das in verfahrenstechnischen Anlagen, bei denen das Kohlendioxid am Ende mit relativ hohem Druck- und Temperaturniveau vorliegt. Die darin enthaltene Energie kann mit Hilfe unserer GET zum großen Teil zurück gewonnen werden. Erdgas wird über tausende von Kilometern mit hohem Druck durch Pipelines aus den Förderländern zum Verbraucher gepumpt. Zur Einspeisung in regionale Netze, in denen ein geringerer Druck herrscht, muss der Druck herabgesetzt, das Gas entspannt werden. Auch die heimischen Stadtwerke vermindern noch einmal den Gasdruck, bevor das Erdgas in die privaten Haushalte zum Endverbraucher gelangt. Bei der Transformation von Drücken in Gasleitungen geht dabei in der Ferngastechnik wertvolle Energie verloren. Erdgasnetz Der DEPRAG GET Turbinengenerator wandelt diese Energie kostengünstig und ohne großen Aufwand in elektrischen Strom um. Durch die Expansion in der Turbine kühlt Erdgas stark ab. Erdgas muss meist vorgeheizt werden, wenn nach der Turbine die Gastemperatur über dem Gefrierpunkt liegen soll. Wärmeenergie kann von natürlichen Vorkommen (Geothermie), industriellen Prozessen (z.b. Gießereien) oder von stationären bzw. mobilen Verbrennungsmotoren (z. B. Blockheizkraftwerke, Schiffsmotoren, LKWs...) stammen. Beim Verbrennungsmotor gehen etwa 60 % der eingesetzten Energie über Verlustwärme im Kühler und im Abgasstrom verloren! Um diese verschwendete Energie nutzbar zu machen, bietet sich der GET Turbinengenerator zum Einbau z.b. in ORC-Anlagen an. Die ungenutzte Wärmeenergie wird in elektrischen Strom umgewandelt und steht zur eigenen Verwendung oder zur Einspeisung ins Stromnetz zur Verfügung. Anwendungsbeispiel Kältemittel: Medium: R245fa Eingangsdruck p1 = 7,4 bar (abs.) Ausgangsdruck p2 = 1,6 bar (abs.) Eingangstemperatur T1 = 80 C Massenstrom: m = 1,9 kg/s Erzielte elektrische Leistung = 37,3 kw Wärmeenergie Gesamtenergie Mechanische Energie Abwärme Kühlung/Öl Abgas Nutzenergie Umgebung ungenutzte Energie

6 6 anfrageformular Turbinengenerator Benötigen Sie Unterstützung bei der Auslegung eines Turbinengenerators zur Energierückgewinnung für Ihre Anwendung? Teilen Sie uns Ihre Einsatzbedingungen mit, unsere Anwendungsberater helfen Ihnen gerne weiter: GET...the future Ihre Anwendung / Prozessbeschreibung: Medium (Art des Gases, Fluides): Eingangsdruck (absolut) Ausgangsdruck (absolut) Eingangs- oder Ausgangstemperatur Massenstrom oder gewünschte elektrische Leistung Einsatzbedingungen: Einschaltdauer in Stunden/Jahr Bedarf: Jahresbedarf Preisvorstellung Persönliche Daten: Name Firma Straße PLZ / Stadt Land Telefon Webseite / URL Pflichtangabe

7 notizen 7

8 DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. Postfach 1352, D Amberg Carl-Schulz-Platz 1, D Amberg Tel. ( ) 371-0, Fax ( ) ZERTIFIZIERT NACH DIN EN ISO 9001 DEPRAG. Alle Rechte und technischen Änderungen vorbehalten Fri