biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)
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KAPITEL 8. EXERGETISCH-ÖKONOMISCHE OPTIMIERUNG<br />
8.1 Spezifische Exergiekosten<br />
In Abbildung 8.1 sind die Funktionsgruppen eines Vergasungsheizkraftwerkes und die auftretenden<br />
Exergieströme dargestellt.<br />
1<br />
Biomasse<br />
Biomasse−<br />
aufbereitung<br />
2<br />
Vergasungs−<br />
reaktor<br />
3<br />
Rohgas<br />
4<br />
Gasauf−<br />
bereitung<br />
Strom<br />
5<br />
Stromerzeugung<br />
Reingas<br />
6<br />
7<br />
Wärme<br />
Verlust<br />
Verlust<br />
4’<br />
7’<br />
Abbildung 8.1: Funktionsgruppen und Exergieströme eines Vergasungsheizkraftwerkes<br />
Für die in Abbildung 8.1 dargestellten Funktionsgruppen FG gilt jeweils die Exergiebilanz:<br />
� ˙Eaus, FG = � ˙ Eein, FG − ˙ EV erl, FG . (8.1)<br />
Dementsprechend kann für jede Funktionsgruppe ein exergetischer Wirkungsgrad ζFG berechnet<br />
werden:<br />
ζFG =<br />
� ˙Eaus, FG<br />
� ˙Eein, FG<br />
Verlust<br />
. (8.2)<br />
Werden Exergieströme aus einer Funktionsgruppe ausgekoppelt und zurück in eine vorgeschaltete<br />
Funktionsgruppe geführt, wird die zurückgeführte Exergie aus der Differenz des exergieabgebenden<br />
Fluids berechnet. Wird beispielsweise in der Gasaufbereitung das Rohgas ausschließlich<br />
gekühlt und die gesamte, dabei abgeführte Wärme zurück in den Vergasungsreaktor gefördert,<br />
wird die dem Vergasungsreaktor zugeführte Exergie durch die Differenz ˙ E4 ′ = ˙ E3 − ˙ E5<br />
berechnet. Die bei der Rohgaskühlung durch die Grädigkeit des Wärmetauschers auftretenden<br />
Exergieverluste sind daher im Exergiestrom ˙ E4 ′ enthalten. Durch diese Vorgehensweise werden<br />
die bei der Erzeugung des zurückgeführten Exergiestromes auftretenden Verluste jener Funktionsgruppe<br />
zugeordnet, welcher der Exergiestrom zugeführt wird.<br />
In Abbildung 8.2 sind neben der Exergiebilanz die in eine Funktionsgruppe eintretenden ( ˙ Cein, FG<br />
und ˙ ZFG) und austretenden ( ˙ Caus, FG) Kostenströme dargestellt.<br />
Jeder in Abbildung 8.1 dargestellte Exergiestrom ˙ Ei trägt einen Kostenstrom ˙<br />
Ci. Folglich lassen<br />
sich für die Exergieströme spezifische Exergiekosten ci = ˙ Ci/ ˙ Ei berechnen.<br />
Werden einer Funktionsgruppe mehrere Exergieströme zugeführt, können die spezifischen Exergiekosten<br />
dieser Ströme unterschiedlich hoch sein. Die gemittelten, der Funktionsgruppe zugeführten<br />
spezifischen Exergiekosten betragen dann:<br />
54<br />
Wärme / Teer 4’’<br />
Verlust
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