Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.


Die Dampfturbine ist eine ausgereifte Technologie mit hohen Verfügbarkeiten und guten Wirkungsgraden. Elektrischer Strom aus biogenen Festbrennstoffen wird üblicherweise erzeugt, indem die aus der Verbrennung der Biomasse gewonnene Wärme auf eine Dampfturbine geleitet wird, welche einen Generator antreibt. Auf diese Weise lassen sich elektrische Leistungen von 2 MW und mehr erzielen. Die elektrischen Wirkungsgrade von Biomasseheizkraftwerken mit einer elektrischen Leistung von 20 MW und einer Dampfturbine zur Stromerzeugung liegen zwischen 20 und 25 %.

Die Dampfturbine arbeitet nach dem Prinzip der Strömungsmaschinen und kommt bei größeren Dampfdurchsätzen zur Anwendung. Zur Vermeidung von Erosion an den Turbinenschaufeln darf eine bestimmte Dampfnässe nicht überschritten werden; der Dampf wird dazu überhitzt. Man unterscheidet Gegendruckturbinen, Anzapf- und Entnahmeturbinen, Kondensationsturbinen. Die Regulierung der Turbine erfolgt im Fest- oder im Gleitdruckbetrieb, ggf. auch im modifizierten Gleitdruck. Eine Wirtschaftlichkeit ist bei hohen Vollbetriebsstunden gegeben.

 

Betriebsweise von Wärmekraftwerken mit Dampfturbine

Wärmekraftwerke arbeiten im Kondensationsbetrieb, wenn ausschließlich Strom erzeugt wird. Erfolgt eine Kraft-Wärme-Kopplung, also eine Nutzung der anfallenden Niedertemperaturwärme, arbeitet die Anlage entweder im Gegendruckbetrieb oder im Entnahme-Kondensations-Betrieb.

Kondensationsbetrieb

Kondensationskraftwerke, die ausschließlich Strom erzeugen und die Abwärme nicht nutzen, sondern z.B. in einem Kühlturm herunterkühlen, arbeiten im Kondensationsbetrieb.

Gegendruckbetrieb

Beim Gegendruckbetrieb folgt die Stromerzeugung der Wärmenachfrage. Die relativ starre Kopplung von Strom- und Wärmebereitstellung kann sinnvoll sein, wenn eine sehr gleichmäßige Wärmenachfrage besteht, z.B. wenn Prozesswärme geliefert wird, nicht jedoch bei stark schwankender Wärmenachfrage, wie sie bei der Nutzung der Niedertemperaturwärme für die Raumbeheizung auftreten kann.

Entnahme-Kondensations-Betrieb

Beim Entnahme-Kondensations-Betrieb ist die Stromerzeugung teils von der Wärmebereitstellung entkoppelt; es ist teilweise oder vollständiger Kondensationsbetrieb möglich. Die Betriebsart macht Sinn, wenn die Wärmenachfrage jahreszeitlich schwankt, z.B. bei der Lieferung von Wärme an Haushalte. Sie ist allerdings mit einer relativ hohen Investition verbunden.

 

Möglichkeiten der Effizienzsteigerung

Die Steigerung der Effizienz von Biomasseheizkraftwerken hatte in der Vergangenheit vor allem das Auffangen von gestiegenen Brennstoffkosten zum Ziel. Bei Heizkraftwerken mit Dampfkraftprozess und Dampfturbine wird auf Maßnahmen zurückgegriffen, die bei Großkraftwerken bekannt und erprobt sind, z.B. Vorwärmung der Verbrennungsluft, Erhöhung der Frischdampftemperatur, Reduzierung der Abgastemperatur.

 

 


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