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KAPITEL 11. BEWERTUNG DER OPTIMIERTEN VHKW
der Vergasung zugeführten Exergie. Daher entstehen die hohen Exergieverluste von 15,8 % in der
Funktionsgruppe der Vergasung des FICFB-VHKW.
Exergetischer Wirkungsgrad der Funktionsgruppe der Gasaufbereitung ζGA
In der Gasaufbereitung des FICFB-VHKW wird ein Wirkungsgrad von ζGA = 94,9 % erreicht.
Bei der Kühlung des Rohgases ( ˙ ERohgas = 14631,1 kW) von 1120 K auf 423 K zur Erzeugung
von Frischdampf für die ORC-Anlage werden 1798,6 kW aus dem Rohgas ausgekoppelt. In der
anschließenden Gaswäsche wird die Exergie des Rohgases um weitere 1596,5 kW reduziert. In
den abgeschiedenen Teeren sind 720,0 kW Exergie gebunden, die mit dem RME der Brennkammer
zugeführt werden. Durch die Kühlung des Rohgases gehen 776,5 kW Exergie verloren, die
ungenutzt an die Umgebung abgeführt werden.
Die Funktionsgruppe der Gasaufbereitung des Carbo-V-VHKW erreicht einen Wirkungsgrad
von ζGA = 94,7 %. Das Rohgas ( ˙ ERohgas = 28699,9 kW) wird bei der Wärmeauskopplung zur
Frischdampferzeugung von 1193 K auf 533 K abgekühlt. Dabei werden 4625,1 kW Exergie aus
dem Rohgas ausgekoppelt. Bei der anschließenden Entspannung des Rohgases in der Turbine,
die den Vergasungsluftverdichter antreibt, sinkt die Exergie des Rohgases um weitere 1528,1 kW.
Mit 444 K tritt das Rohgas in die Gaswäsche ein und wird auf 310 K gekühlt. Die dabei aus dem
Rohgas abgeführte Exergie von 1514,8 kW wird an die Umgebung abgegeben, sodass 5,3 % der
Rohgasexergie in der Funktionsgruppe der Gasaufbereitung des Carbo-V-VHKW verloren gehen.
Beim Viking-VHKW gehen 5,9 % der Rohgasexergie (6945,0 kW) in der Funktionsgruppe der
Gasaufbereitung verloren. Das Rohgas tritt mit einer Temperatur von 1070 K aus dem Vergasungsreaktor
aus. Die hohe Temperatur des Rohgases wird zunächst genutzt, um die Pyrolysezone zu
beheizen und die Vergasungsluft auf 563 K vorzuwärmen. So werden 794,0 kW Exergie aus dem
Rohgas genutzt. Anschließend wird das Rohgas zur Nutzwärmeauskopplung auf 353 K abgekühlt,
wobei 230,4 kW Exergie aus dem Rohgas ausgekoppelt werden. Bedingt durch die Grädigkeit des
Wärmetauscher werden jedoch nur 45,9 kW im Heißwasser des Fernwärmekreislaufes gebunden.
Bei der anschließenden Kondensation des im Rohgas vorhandenen Wasserdampfes gehen weitere
224,6 kW verloren.
Im Gegenstrom-VHKW treten in der Funktionsgruppe der Gasaufbereitung die höchsten spezifischen
Exergieverluste auf. Wie in Kapitel 11.2.3 beschrieben, sind 21,8 % der Rohgasexergie
in den im Rohgas vorhandenen Teeren gebunden. Diese werden in der Gasaufbereitung abgeschieden
und in der Abwasseraufbereitung bzw. zur Nutzwärmeerzeugung verbrannt. Auch
wenn die Verbrennung der Teere zur Nutzwärmeerzeugung während der Heizperiode und
daher diskontinuierlich erfolgt, wird bei der Berechnung von ζGA von einer kontinuierlichen
Verbrennung ausgegangen und die im Spitzenlastkessel erzeugte Exergie der Nutzwärme im
Zähler der Gleichung 8.2 berücksichtigt. Die Exergie des Rohgases beträgt 9416,1 kW. Mit den
Teeren werden 2057,4 kW Exergie aus dem Rohgas entfernt. Teere mit weniger als 10 C-Atomen
(782,1 kW) werden in der Abwasseraufbereitung verbrannt und decken den Wärmebedarf der
Abwasseraufbereitung. Durch die Verbrennung der Teere mit mehr als 10 C-Atomen (1275,3 kW)
im Spitzenlastkessel wird eine über die Betriebsdauer von 7600 Stunden gemittelte Exergie
der Nutzwärme von 258,5 kW erzeugt. Mit der Exergie des Reingases von 6759,6 kW wird
ein exergetischer Wirkungsgrad dieser Funktionsgruppe von ζGA = 74,5 % berechnet. Somit
entstehen im Vergleich zu den drei anderen untersuchten Vergasungsheizkraftwerken in dieser
Anlage die höchsten spezifischen Exergieverluste der Funktionsgruppe der Gasaufbereitung.
Durch eine Verbrennung der schweren Teere im Vergasungsreaktor würden die Verluste in dieser
Funktionsgruppe vermindert werden, da dann die Kohlenwasserstoffe zur Wärmeerzeugung auf
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