Kogeneráció biogáz motorokkal Elıadó: Sándor László HUNTRACO Zrt. Energetika Üzletág ENERGOEXPO 2007. szeptember 27.
Biogáz motorok Biogáz tüzelıanyagú gázmotorral a kapcsolt hı- és villamosenergia termelés lényegében ugyanúgy történik, mint földgáz üzemő motorral. Különbség: - gázösszetétel -motor szerkezeti kialakítása
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 : 55 70 % 85 95 % C2 C8: 0 % 0 5 % CO 2 : 30 45 % 3 6 % N 2 : 0 35 % 0 3 % főtıérték: 18 22 MJ/Nm³ 33 36 MJ/Nm³ metánszám: 130 75 85
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.
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.)
Üzemi paraméterek a biogáz főtıértéke: 18 22 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.
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
Minta biogáz motor fı mőszaki adataira
1 MW villamos teljesítményő biogáz motor és hozzá kapcsolt generátor (Caterpillar G3516 LE típus)
Biogáz motoros kogeneráció sémája Füstgáz hıcserélı Kilépı füstgáz 150 C Kilépı víz 90 C Generátor Gázmotor 110 C JW Főtési vízkör 70 C
Az 1 MW villamos teljesítményő kogenerációs biogáz erımő gépészeti kapcsolási rajza
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
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
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
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
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 1500-2000 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.
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.
KÖSZÖNÖM MEGTISZTELİ FIGYELMÜKET További információk: Sándor László HUNTRACO Zrt. a kiállítás idején: A/8-as stand e-mail: laszlo.sandor@huntraco.hu tel: 06-23-504-235 fax: 06-23-504-291 mobil: 06-30-977-5549