Kogeneráció biogáz motorokkal

Átírás

1 Kogeneráció biogáz motorokkal Elıadó: Sándor László HUNTRACO Zrt. Energetika Üzletág ENERGOEXPO szeptember 27.

2 Biogáz motorok Biogáz tüzelıanyagú gázmotorral a kapcsolt hı- és villamosenergia termelés lényegében ugyanúgy történik, mint földgáz üzemő motorral. Különbség: - gázösszetétel -motor szerkezeti kialakítása

3 A biogáz és földgáz fı jellemzıinek összehasonlítása A biogáz éghetı alkotórésze a metán (CH 4 ), hıtartalmát befolyásoló nem éghetı összetevıje a CO 2. biogáz földgáz tipikus összetétel: CH 4 : % % C2 C8: 0 % 0 5 % CO 2 : % 3 6 % N 2 : 0 35 % 0 3 % főtıérték: MJ/Nm³ MJ/Nm³ metánszám:

4 A biogázmotor számára szükséges gázösszetétel és metánszám Nem lehetnek a gázban C4+ nehéz összetevık (pentán, hexán, heptán, oktán, ) Metánszám: 130 CO 2 45 % CH 4 > 55 % H 2 S < 57mg/m³ Cl < 19mg/ m³ NH 3 < 2,81mg/ m³ Olajszármazék < 1,19mg/ m³ Szilikon származék < 0,56mg/ m³ Kondenzvíz tartalom < 0,3 % Nyomelem < 1 % legyen.

5 Általános irányelv a biogázmotor kiválasztásához Mivel minden biogáz összetétele egyedi, ezért minden biogázról egy komplett térfogatszázalékos gázanalízist kell készíteni, amely alapján a metánszám meghatározható. A kapott metánszám értékétıl függıen a gyár megadja, hogy az adott gázösszetételhez választott motor mőszaki adatai hogy módosulnak, ill. a motort milyen egyedi kialakítással, módosítással kell legyártani. (Caterpillar biogázmotorok kiválasztási módszere.)

6 Üzemi paraméterek a biogáz főtıértéke: MJ/Nm³, igényelt gáznyomás: min. 100 mbar, kompresszióviszony: 11:1 hőtıvíz hımérséklet: 110ºC (Caterpillar típus specialitás) A magas hőtıvíz hımérséklet és magas keverékhőtési hımérséklet a gáz szennyezı, korrozív összetevıi miatt szükséges, amelyek a hengerfalon vagy a keverék hőtıben egyébként kondenzálódhatnának. turbó fokozat hőtés (keverék visszahőtési hımérséklet) 54ºC közös hıcserélı körön van a kenıolaj- és a motor hőtıvíz hőtés, külön körön van a turbó hőtése.

7 Szerkezeti eltérések a földgázüzemő motortól (Caterpillar típusnál) speciális hengerfej kopásálló henger hüvely speciális kartergáz szellızés magas hőtıvízhımérsékletnek megfelelı motorblokk tömítések korrózióálló füstgáz győjtıcsı korrózióálló turbó korrózióálló turbó hőtı

8 Minta biogáz motor fı mőszaki adataira

9 1 MW villamos teljesítményő biogáz motor és hozzá kapcsolt generátor (Caterpillar G3516 LE típus)

10 Biogáz motoros kogeneráció sémája Füstgáz hıcserélı Kilépı füstgáz 150 C Kilépı víz 90 C Generátor Gázmotor 110 C JW Főtési vízkör 70 C

11 Az 1 MW villamos teljesítményő kogenerációs biogáz erımő gépészeti kapcsolási rajza

12 A biogáz forrástípusai - elıállítási technológia és fı szennyezı elemei szerint csoportosítva biogáz elıállításra valamennyi szerves anyag (kivéve a szerves vegyipar termékeit) alkalmas Trágya, állati és növényi hulladékok fermentációs technológia / kéntartalom Kommunális szennyvizek szennyvíziszap erjesztési technológia / nehézfémek, kéntartalom Szeméttelepek (depónia gáz) gáznyerı kutak / kéntartalom, szilikon származék

13 Biogáz motorok alkalmazhatósági területei ott ahol rendelkezésre áll biogáz termelésére alkalmas alapanyag és villamos fogyasztó ill. hálózat - állattartó telepek - húsüzemek,vágóhidak - gyümölcs és zöldség feldolgozó élelmiszeripari üzemek - növénytermesztı és feldolgozó üzemek - szennyvíztelepek - kommunális szeméttelepek

14 Az alkalmazhatóság nehézségei az egyes területeken a hı hasznosítása (főtés, hőtés) megfelelı hálózati kapacitás a biogáz gyártás alapanyagának folyamatos biztosításával a motor folyamatos gázellátása szeméttelepi depónia gáznál egy idı után (10 15 év) a gázforrás kimerülése

15 Mire figyeljünk oda a biogázmotor kiválasztásánál a biogázmotor napi gázigénye ne legyen kevesebb és sokkal több sem, mint a naponta megtermelhetı biogáz a biogázmotor villamos teljesítményének megfelelı hálózat álljon rendelkezésre hıhasznosítás hiányában is mőködtethetı legyen a biogázmotor, olyan mértékben, ami a gazdaságosságot nem veszélyezteti a biogázmotorok karbantartási idejére vagy esetleges meghibásodásukkor lehetıleg megoldható legyen a biogáz tárolása vagy ennek hiányában a kényszerő elfáklyázás a biogázmotor a bigáz elıállító üzem közelében legyen telepíthetı

16 Tanpélda A dániai Hodsager falu energiaellátását olyan erımővel oldották meg, amely a termelt energia 56 százalékát biogázból, 43 százalékát faaprítékból, 1 százalékát pedig olajból nyeri. Az erımő napi m3 biogáztermelése és felhasználása mellett évente 1200 MWh áramot és 2240 MWh hıt termel. A 141 épületet ellátó rendszer a kistelepülés lakosságának tulajdonában van, akik az áram- és hıellátásért cserébe bizonyos mennyiségő szerves trágya beszállításával, illetve pénzzel fizetnek. Az erımőben termelt és a lakosság által fel nem használt elektromos áramot az országos hálózaton keresztül értékesítik, ezzel is csökkentve a befektetés megtérülési idejét. A biogáztermelı és hasznosító berendezések, a fa- és olajtüzeléső kazánok és a megvásárolt földterület 10 millió dán koronába (140 millió Ft-ba) került 1993-ban.

17 Hazai példa egyenlıre csak kogeneráció nélküli Sok próbálkozás után, 2005 ıszén adták át Pornóapátiban az elsı magyarországi biomassza tüzeléső falufőtımővet. Az alapvetıen osztrák minta alapján létrehozott főtımő a falu főtését és használati melegvíz ellátását képes teljesen biztosítani, vagyis a falu ezen energiákat saját forrásból képes elıállítani. A főtımő a falu súlypontjában helyezkedik el egy az önkormányzat tulajdonában lévı beépítetlen telken. Fı mőszaki adatok: Az összes hıteljesítmény igény: 1150 kw, A tervezett tüzelıanyag felhasználás: 1220 t/év A tervezett éves hıleadás: 8215 GJ A faluban jelenleg 86 háztartás és 11 közület igényelte ezt a fajta főtést.

18 KÖSZÖNÖM MEGTISZTELİ FIGYELMÜKET További információk: Sándor László HUNTRACO Zrt. a kiállítás idején: A/8-as stand laszlo.sandor@huntraco.hu tel: fax: mobil: