Biostrom und Wärme Ainring

System und Technik

Holzhackschnitzelkessel mit ORC-Anlage zur Wärme- und Stromerzeugung

Die Kraftwärme-Kopplung, also die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme, ist bei Holzhackschnitzelanlagen in unserer Größe bisher noch mit wenigen Ausnahmen vertreten. Mit der ORC-Technik steht, nun auch für kleinere und dezentrale Anlagen, der Königsweg der Energieerzeugung (Strom und Wärme) offen. 


Holzhackschnitzelkessel

Die Beschickung des Holzhackschnitzelkessels mit Brennstoff erfolgt aus dem Tagessilo, über Schubbodenaustragung vollkommen automatisch, je nach Leistungsbedarf des Kessels.
 


Thermoölkessel

Die von der Biomasse-Feuerung erzeugte Wärme erhitzt den Thermoölkreislauf auf ca. 300C. Gegenüber herkömmlichen Wasserdampfturbinen ist hiermit ein praktisch druckloser Kesselbetrieb (kein Dampfkesselwärter erforderlich) möglich. Die Hitze des Thermoöls wird über einen Wärmetauscher an das Silikonöl der ORC-Turbine übertragen und verdampft dort.

Filteranlagen

Das aus der Hackschnitzelfeuerung austretende Rauchgas, wird in einem Multizyklon vorentstaubt und dann in einem Elektrofilter nachbehandelt, sodass die austretenden Abgase weiter unter den vorgeschriebenen Grenzwerten gereinigt werden.


Technische Daten

Versorgungsgebiet 
   

ca. 3.200 Einwohner
   
ca. 1/3 der gesamten Gemeinde

Hausanschlüsse 
   

ca. 300, davon
   
200 Einfamilienhäuser
100 Mehrfamilienhäuser
Gewerbe, Polizeischule
Seniorenwohnheim, etc.

Anschlusswert

gesamt ca. 20.000 kW

Wärmeabsatz gesamt 
   

ca. 26.000 MWh/a


Wärmeleitung gesamt 
   

ca. 11 km



Altbau Heizhaus


2 Heizkessel - Erdgas/Öl 
à 5.800 / 9.300 kW 
4

BHKW-Module - Erdgas (1991/1995) 


Elektrische Leistung 
   
gesamt 930 kW 

Thermische Leistung 
   
gesamt 1.520 kW 

Wärmeerzeugung 
   
ca. 6.000 MWh/a

Neubau Holzheizkraftwerk (2007)


Biomassekessel, mit Thermoölaufsatz 
   
3.940 kW 

Thermoöl / Rauchgas Economiser 1 
   
550 kW 

Thermoöl / Rauchgas Economiser 2 
   
375 kW 

Gesamtleistung thermisch 
   
4.865 kW 

Wärmeerzeugung aus Biomasse 
   
ca. 20.000 MWh/a 

Abgasreinigung 
   
Multizyklon und Elektrofilter 

ORC-Anlage kW-elektrisch 
   
943 kW Stromerzeugung 
   
ca. 4.800 MWh/a 

Holzbedarf 
   
ca. 8.000 t/a = 30.000 m³ 

Rostasche 
   
ca. 120 t/a

Tagessilo - Hackschnitzel 
   
ca. 200m3 

Hackschnitzel-Lagerhalle 
   
ca. 1.200m3 



Die Stromerzeugungsanlage

ORC-Prozess (Firma Turboden)

Der ORC-Prozess („Organic Rankine Cycle“) besteht aus einem Dampfprozess, mit organischem Medium (Silikonöl). Durch die Wärmeübertragung des Thermoöls verdampft das Silikonöl des ORC-Prozesses. Dieser Dampf entspannt sich in einer Turbine und erzeugt dadurch mechanische Arbeit, die wiederum mit dem gekoppelten Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Ein nachgeschalteter Regenerator und Vorerwärmer erhöht den elektrischen Wirkungsgrad durch Wärmerückgewinnung. Anschließend gelangt der Silikonöldampf in den Kondensator, von dem die abgeführte Wärme in den Fernwärmekreislauf eingespeist wird.
 



Der Gesamtwirkungsgrad der Anlage ist sehr hoch, da die Wärmeströme alle weitgehend genutzt werden und durch die zusätzliche Vorerwärmung im Silikonkreislauf nochmals die Stromleistung um 10% gesteigert werden konnte. Mit dem Splittsystem werden zwei zusätzliche Wärmetauscher im Silikonöl- und Thermoölkreislauf eingebunden. Durch eine weitere Rauchgasabkühlung im Wärmetauscher des ECO₂ wird ein Teilstrom des Thermoölkreislaufes erhitzt und dem Vorerwärmer zugeführt. Im Vorerwärmer wird auf der Turbinenseite ein Teilstrom des Silikonöls erhitzt und der Turbine als Leistungssteigerung zugeführt. Gegenüber herkömmlichen ORC-Anlagen steigt damit der elektrische Wirkungsgrad von 7% auf 19,4%.
 



Die Anlage arbeitet weitgehend selbständig, ist einfach zu bedienen und hat nur einen geringen Wartungsaufwand. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die ORC-Technik nahezu mit konstantem Wirkungsgrad im Leistungsbereich von 25% bis 100% betrieben werden kann.


Besonders gute Energiebilanz im Heiz-Kraftwerk Ainring

Ein Splittsystem als neueste Technologie der ORC-Anlagen steigert den elektrischen Wirkungsgrad auf fast 20% bei ganzjähriger 100%iger Wärmenutzung im vorhandenen Fernwärmenetz.

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