Biomasse Kraft-Wärmekopplung Leoben mit ORC- Prozess ...
Biomasse Kraft-Wärmekopplung Leoben mit ORC- Prozess ... Biomasse Kraft-Wärmekopplung Leoben mit ORC- Prozess ...
somit dem ORC-Prozess zugeführt wird und somit eine Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades der Gesamtanlage erzielt wird. Nach dem Thermoöleconomiser folgt ein Warmwassereconomiser (Taus = 220°C), dem ein Verbrennungsluftvorwärmer (Taus = 160 °C) nachgeschaltet ist. Der Thermoölkessel ist in stehender Bauweise auf der Feuerbox angebracht. Der Thermoölkreislauf selbst ist ein offenes Primärkreissystem mit je zwei Umwälzpumpen, sodass bei Ausfall einer Pumpe, die zweite Pumpe die Umwälzung des Wärmeträgers übernimmt und der Betrieb der Anlage normal weiter geführt werden kann. Der Volumensausgleich in den verschiedenen Temperaturbereichen erfolgt über ein Ausdehnungsgefäß mit offener Außenluftverbindung welches sich an der höchsten Stelle des Thermoölkreislaufes befindet. Die Thermoölsammelgefäße befinden sich in einem ummauerten Öllagerraum. Die Thermoölerhitzer selbst sind ein Zwangsdurchlaufsystem in 3-Zugbauweise in stehender Ausführung. Die Erhitzung des Thermoöls erfolgt in einem Rohrschlangensystem welches zylindrisch ausgeführt ist. Zur Vorentstaubung wird der Rauchgasstrom nach dem Verbrennungsluftvorwärmer durch einen Multizyklon und anschließend durch einen Elektrofilter geleitet. Somit werden Reststaubgehalte im Rauchgas von kleiner 25 mg/Nm_ (bezogen auf trockenes Rauchgas und 13 Vol.% O2) erreicht. Die abgeschiedene Elektrofilterasche wird vom Boden des Elektrofilters mittels einer Zellradschleuse ausgetragen und von der übrigen Asche getrennt gesammelt. Abbildung 3: Anlagenschema ORC Prozess Zur Erzeugung von elektrischer Energie ist ein ORC-Prozess (Organic Rankine Cycle) mit einer elektrischen Bruttonennleistung von je 1.490 kWel vorgesehen. Der elektrische Strom wird ins öffentliche Netz des lokalen Elektrizitätsunternehmens Steweag Steg (SSG) eingespeist. Das Prinzip der Stromerzeugung mittels eines ORC-Prozesses entspricht dem des konventionellen Wasser-Dampf-Prozesses, mit dem Unterschied, dass statt Wasser ein organisches Arbeitsmittel verwendet wird. Im ORC-Prozess, welcher als geschlossener Kreislauf ausgeführt ist, wird das organische Arbeitsmittel (in diesem Fall DOW CORNING ® 200 FLUID, 1 CST) durch Wärmeaustausch mit dem Thermoöl in einem Verdampfer (heiße Seite des ORC) verdampft und anschließend über eine Turbine entspannt. Die Turbine treibt einen Generator an, mit dem elektrischer Strom erzeugt wird. Das aus der Turbine austretende dampfförmige Arbeitsmittel wird in einem Regenerator soweit abgekühlt, dass es gerade noch nicht kondensiert. Im nachgeschalteten Kondensator erfolgt durch Wärmeaustausch mit dem Wasser des Prozesswärmenetzes (kalte Seite des ORC) die vollständige Kondensation. Die gesamte im Kondensator abgegebene Kühlwärme steht als Nutzwärme für die Trocknungsprozesse zur Verfügung. Das kondensierte Arbeitsmittel wird anschließend mittels einer Umwälzpumpe wieder auf das für den Turbinenbetrieb notwendige
Druckniveau gebraucht. Danach wird das Arbeitsmittel zur Vorwärmung durch den Regenerator geleitet und gelangt anschließend wieder zum Verdampfer. Zusammenfassung Die derzeit am Markt befindlichen ORC-Anlagen erreichen eine maximale elektrische Leistung von rund 1,5 MW. Das Projekt Biomasse-KWK-Leoben stellt durch den Einbau dreier derartiger ORC-Module mit einer elektrischen Gesamtleistung von 4,5 MW das derzeit größte realisierte Projekt unter Verwendung der ORC-Technologie dar. Die Entscheidung für das modulare Anlagenkonzept wurde primär aus Gründen der Betriebssicherheit bzw. Anlagenverfügbarkeit gewählt. Der Baubeginn für diese Anlage erfolgte Anfang Juni 2004. Nach nur sechseinhalb Monaten Bauzeit ging am 2. Dezember der erste Kessel planmäßig in Betrieb und nahm am 17. Dezember bereits den Leistungsbetrieb auf. Kessel 2 und 3 werden planmäßig Ende Jänner in Betrieb gehen. Mit der Öko-Stromeinspeisung wird ab Mai 2005 begonnen. Abbildung 4: Gesamtansicht KWK-Anlage aus Richtung Nord Durch den weitgehend automatisierten Betrieb der Brennstoffbeschickung der Verbrennungs- und ORC-Anlagen, wird ein Industriekraftwerk realisiert das mit minimalem Aufwand an Betriebspersonal eine Auslastung von rund 8.000 Volllaststunden erreichen wird.
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- Seite 3: Jahreswärmeproduktion gesamt 192 G
so<strong>mit</strong> dem <strong>ORC</strong>-<strong>Prozess</strong> zugeführt wird und so<strong>mit</strong> eine Steigerung des elektrischen<br />
Wirkungsgrades der Gesamtanlage erzielt wird. Nach dem Thermoöleconomiser folgt ein<br />
Warmwassereconomiser (Taus = 220°C), dem ein Verbrennungsluftvorwärmer (Taus = 160 °C)<br />
nachgeschaltet ist. Der Thermoölkessel ist in stehender Bauweise auf der Feuerbox angebracht.<br />
Der Thermoölkreislauf selbst ist ein offenes Primärkreissystem <strong>mit</strong> je zwei Umwälzpumpen,<br />
sodass bei Ausfall einer Pumpe, die zweite Pumpe die Umwälzung des Wärmeträgers übernimmt<br />
und der Betrieb der Anlage normal weiter geführt werden kann. Der Volumensausgleich in den<br />
verschiedenen Temperaturbereichen erfolgt über ein Ausdehnungsgefäß <strong>mit</strong> offener<br />
Außenluftverbindung welches sich an der höchsten Stelle des Thermoölkreislaufes befindet. Die<br />
Thermoölsammelgefäße befinden sich in einem ummauerten Öllagerraum. Die Thermoölerhitzer<br />
selbst sind ein Zwangsdurchlaufsystem in 3-Zugbauweise in stehender Ausführung. Die<br />
Erhitzung des Thermoöls erfolgt in einem Rohrschlangensystem welches zylindrisch ausgeführt<br />
ist.<br />
Zur Vorentstaubung wird der Rauchgasstrom nach dem Verbrennungsluftvorwärmer durch einen<br />
Multizyklon und anschließend durch einen Elektrofilter geleitet. So<strong>mit</strong> werden Reststaubgehalte<br />
im Rauchgas von kleiner 25 mg/Nm_ (bezogen auf trockenes Rauchgas und 13 Vol.% O2)<br />
erreicht. Die abgeschiedene Elektrofilterasche wird vom Boden des Elektrofilters <strong>mit</strong>tels einer<br />
Zellradschleuse ausgetragen und von der übrigen Asche getrennt gesammelt.<br />
Abbildung 3: Anlagenschema <strong>ORC</strong> <strong>Prozess</strong><br />
Zur Erzeugung von elektrischer Energie ist ein <strong>ORC</strong>-<strong>Prozess</strong> (Organic Rankine Cycle) <strong>mit</strong> einer<br />
elektrischen Bruttonennleistung von je 1.490 kWel vorgesehen. Der elektrische Strom wird ins<br />
öffentliche Netz des lokalen Elektrizitätsunternehmens Steweag Steg (SSG) eingespeist. Das<br />
Prinzip der Stromerzeugung <strong>mit</strong>tels eines <strong>ORC</strong>-<strong>Prozess</strong>es entspricht dem des konventionellen<br />
Wasser-Dampf-<strong>Prozess</strong>es, <strong>mit</strong> dem Unterschied, dass statt Wasser ein organisches Arbeits<strong>mit</strong>tel<br />
verwendet wird.<br />
Im <strong>ORC</strong>-<strong>Prozess</strong>, welcher als geschlossener Kreislauf ausgeführt ist, wird das organische<br />
Arbeits<strong>mit</strong>tel (in diesem Fall DOW CORNING ® 200 FLUID, 1 CST) durch Wärmeaustausch <strong>mit</strong><br />
dem Thermoöl in einem Verdampfer (heiße Seite des <strong>ORC</strong>) verdampft und anschließend über<br />
eine Turbine entspannt.<br />
Die Turbine treibt einen Generator an, <strong>mit</strong> dem elektrischer Strom erzeugt wird. Das aus der<br />
Turbine austretende dampfförmige Arbeits<strong>mit</strong>tel wird in einem Regenerator soweit abgekühlt,<br />
dass es gerade noch nicht kondensiert. Im nachgeschalteten Kondensator erfolgt durch<br />
Wärmeaustausch <strong>mit</strong> dem Wasser des <strong>Prozess</strong>wärmenetzes (kalte Seite des <strong>ORC</strong>) die<br />
vollständige Kondensation. Die gesamte im Kondensator abgegebene Kühlwärme steht als<br />
Nutzwärme für die Trocknungsprozesse zur Verfügung. Das kondensierte Arbeits<strong>mit</strong>tel wird<br />
anschließend <strong>mit</strong>tels einer Umwälzpumpe wieder auf das für den Turbinenbetrieb notwendige
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