INFO HighBio 45 CHP alternativ för energikooperativ

8/8/2019 INFO HighBio 45 CHP alternativ fr energikooperativ

1/5

INFO frn projektet 45

CHP alternativ fr energikooperativDet finns ett kat intresse hos energikooperativ fr att utveckla och byggaupp mindre CHP anlggningar som producerar bde vrme och el. (CHP =Combined Heat and Power). I Finland vntar man p att f eltariffer frsmskaliga och mindre CHP enheter eller kraftvrmeanlggningar.

EltarifferMed eltariffer garanteras ett minimipris fr levererad el till ntet. Det viktigamed eltariffer r att dessa ppnar nya mjligheter fr att man i byar ochkommuner p landsbygden kan bygga upp lokala CHP enheter. I dessakan man nyttja de lokala rvarorna frn skogen och lantbruket sombrnsle, genom detta tryggas arbetsplatser och man kan minskar p detlokala oljeberoendet. Speciellt stort intresse fr mindre anlggningar p

landsbygden finns hos lokala energikooperativ, energientreprenrer samtjord- och skogsbrukare.

Flera alternativDet finns flera olika tekniska alternativ att vlja p fr mindre CHPanlggningar. De kan bygga p en direkt eller indirekt frbrnning avbiomassan. Man ska utg bl.a. frn om den befintliga vrmeanlggningen

kan konverteras, eller om vrmepannan helt mste bytas ut. Det gller attfrska vlja en lmplig utrustning som bst passar fr de egnafrutsttningarna och den egna anlggningen.

T.h. en versiktsbild med exempel p de tv huvudprinciperna fr CHP, direkt- ochindirekt frbrnning.

Hgfrdlade bioenergiprodukter via frgasning EUROPEAN UNIONEuropean Regional Development Fund

HIGHBIO - INTERREG NORD2008 - 2011


2/5

Under de senaste ren har utvecklingen av tekniken som r lmplig frmindre CHP anlggningarna tagit fart, och nya alternativa lsningar ochmodifieringar av tidigare teknologi har dykt upp.En av de nya lsningarna r att anvnda en s.k. hetluftsturbin som drivergeneratorn. Det alternativet har blivit av strre intresse efter att frgas-

ningstekniken fr biomassa utvecklats och att t.ex. trgasen frbrnnsdirekt efter frgasningen. Det alternativet ger frhllandevis rena rkgasersom minskar p problemet med belggningar p vrmevxlaren frhetluftsturbinen i rkgaskanalen. Med mindre belggningar, betyder detlgre underhll och en bttre vrmeverfring.

CHP anlggningar

Fr energikooperativ finns ett antal olika koncept att vlja mellan nr manplanerar att bygga upp en lokal kraftvrmeenhet. Det frsta valet r mellanen anlggning med,- Direkt frbrnning av biomassa

- Indirekt frbrnning av biomassa

Direkt frbrnning av biomassa

Vid en direkt frbrnning av skoglig biomassa, frbehandlas biorvaran polika, fr att frmst anvnds i form av trflis, trpellets eller trpulver. Ettled i frbehandlingen r ofta att nyttja den naturliga torkning i flt. Denmest vanliga metoden fr snderdelningen r flisning. En eftertorkning geralltid ett hgre brnslevrde vid frbrnningen.

Exempel p ngra typer av teknisk utrustning fr kraftvrmeproduktion,

o ORC, (Organic Rankine Cycle) frmst i storlekar mellan 200 kWe - 2 MWeo Stirling motor, under 100 kWe, sm och mikro CHP (kWe = kilowatt el)o ngturbin 1-100 MWe, nyutvecklade sm ngturbiner finns frn 100 kWeo ngmotor 5 500 kWe, en ny generation av mindre ngmotorer harutvecklats fr sm- och mikro CHP-enheter.o Hetluftsturbin (HAT=Hot air turbine) Sm enheter har utvecklat och finnsmellan 500 kWe - 2 MWe (Observera att Hetluftsturbinen krver rena rkgaserfr vrmevxlarens funktion, drfr br utrustningen helst vara i kombination medfrgasning av biomassa)

Lngst t.h., Biomassa fr direkt fr-brnning kan vara i form av pulver, flis eller pellet.Stora CHP enheter har av tradition anvnt den sk. ng-cykeln, med en eller flera ng-turbiner som driver generatorer fr elproduktion. Ett 150-tal CHP enheter som anvnderORC tekniken, r idag i drift i Mellaneuropa..


3/5

Lngst t.h., En versiktlig bild ver principen fr en CHP anlggning fr produktion av el ochvrme. Alternativ ett; via Gasmotor, Mikroturbin (eller i framtiden Brnslecell).Alternativ tv; frbrnning av Bio-Syngasen som ger vrmeenergi till ngturbin, ORC,Hetluftsturbin eller Stirling.

Stirling

Ett intressant alternativ fr sm- eller mikro- CHP anlggningar kan varaen Stirling enhet. De passar frmst fr integrering med vrmepannor ivillor, bostadshus och jordbruk. Stirling enheten kan vara monterad tillpannans eldstad eller rkgaskanal. Finns i storlekar mellan 1-100 kWe.Frbrnningsprocessen br vara bra fr att undvika belggningar pStirling enhetens vrmevxlare som snabbt frsmrar funktionen.

ORC

Ett mycket intressant alternativ fr CHP anlggningar i Mellaneuropa r attanvnda en s.k. ORC-modul, (Organic Rankine Cycle). Den fungerar i slutnasystem med termoolja och organisk vtska som via vrmevxlare verfrvrmeenergin frn pannan eller rkgaserna till turbinenheten som rfrsedd med en generator. I Mellaneuropa finns ver 150 st. ORC enheter idrift. Det r enheter mellan 200 kWe-2 MWe, de finns frmst i Tysklandoch sterrike dr man haft eltariffer fr smskaliga CHP-enheter undermnga r.


4/5

ngturbin

Idag finns ocks sm ngturbiner p marknaden, frn 100 kWe - 2 MWe.ngturbinen kan vara ett alternativ i vissa CHP anlggningar frn 1-2 MW.

Hetluftsturbin (HAT=Hot air turbine)

Det allra senaste alternativet fr mindre anlggningar, frn 2-3 MW kanvara en hetluftsturbin fr elproduktion. Tekniken kommer bl.a. frn storas.k. CAT-Cycle Plant (CAT=coal-fired air turbine). Dessa koleldade hetlufts-turbinenheter har idag anpassats fr biomassa, och fr tekniken anvndsofta frkortningen HAT.

I mindre enheter med frgasning av biomassa dr Bio-Syngasen frbrnnseffektivt, r det vrmevxlaren som frn de heta rkgaserna skapar denkomprimerade hetluften fr hetluftsturbinen. Hetluften har temperaturermellan 800-950 C nr den gr till turbinen.

Indirekt frbrnning av biomassa

Med en indirekt frbrnning av biomassa avses att biomassan i frsta

steget genomgr en termisk omvandling med vrme. Det kan ske genomFrgasning som ger Bio-Syngas, Frvtskning som ger pyrolysolja ellergenom karbonisering fr trkolsframstllning.

Frgasning av biomassa

Frdelarna med frgasning av biomassa r att trgasen/produktgasen efterrening r en anvndbar Bio-Syngas som kan anvndas som brnsle till en

gasmotor eller mikroturbin som r integrerad med en generator frkraftvrmeproduktion.

Ett annat alternativ r att Bio-Syngasen frbrnns i en vrmepanna ochvrmeenergin i rkgaserna, via vrmevxlare, anvnds fr en ORC moduleller en hetluftsturbin. Andra alternativ r en mindre ngturbin eller enstrre Stirling enhet. Genom att det r en ren Bio-Syngas som frbrnns rocks underhllet och belggningarna p vrmevxlarna mindre.

Lngst t.h., En versiktlig bild ver principen fr en CHP anlggning fr produktion av el ochvrme som r frsedd med Frgasning av biomassa vid indirekt frbrnning. Men hrfrbrnns Bio-Syngasen i en vrmepanna som integrerats med en Hetluftsturbin enhet medvrmevxlare fr vrmeverfring frn rkgaserna fr Hetluftsturbinens drift.


5/5

Principbild frgasning i en medstrmsfrgasare (Downdraft) i en integrerad frgasning ochfrbrnning i CHP enheter. Nr rvaran r trflis som frtorkats till lmplig fukthalt kanocks funktionen fr frgasningsreaktorn garanteras. Bilden visar ngra alternativ avenheter fr elproduktion, ngturbin, ORC, Hetluftsturbin, ngmotor och Stirling.

Ulf-Peter GranTel.: 00-358-6-8294239

Gasmotor eller Mikroturbin

Alternativa motorenheter fr Bio-Syngasen r en gasmotor (ofta en stordiesel som byggts om och frsetts med tndstift) eller en mikroturbin.Fortfarande r priset p en mikroturbin rtt hgt i frhllande till en

kolvmotor, men den kade efterfrgan medfr p sikt att prisskillnadenminskar.

Frgasning och Bio-syngas fr direkt frbrnning i CHP enhet

Fr mindre vrmeanlggningar som idag saknar en rkgasrening kan bl.a.stoftutslppen vara ett problem nr anlggningen kr p lg effekt och viduppstart. Genom frgasning av biomassan innan frbrnningen kan man

reducera stoftutslppen till en brkdel. Intresset och dagens utveckling avfrgasare fr biomass gr snabbt framt med utvecklingen av frgasaresom ocks klarar av fuktig biomassa.

GasEk tillverkar CHP moduler monterade i en container, t.h. Flissilo med transportskruvupp till frgasaren i containern. Trflisen kan flisas direkt i flissilon (flishuggensutloppsrr syns uppe t.h.

Frgasning med en integrerad CHP enhet

Sm och mindre CHP enheter som bygger p frgasning av biomassa iform av trflis finns idag p marknaden. Ett av de fretag som utvecklarsm CHP enheter, som en modul monterad i en container, r GasEk Oy i

Reisjrvi, Finland. Under Farmari mssan 2009 i Karleby visades enenhet p 50 kWe och 100 kWth i praktisk drift.

Mindre belggning p vrmevxlaren

Genom frbrnning av Bio-Syngas frn en

frgasare, blir rkgaserna klart bttre. Detminskar p belggningarna p vrmevxlaresom placeras i rkgaskanalen, t.ex. I en CHPenhet med en hetluftsturbin. (se fregende sidor).

Documents

INFO HighBio 45 CHP alternativ för energikooperativ