Hon za vyšší účinností kogenerace

15.06.2017 - 16:00
Kdy má smysl honit se za vyšší účinností plynové kogenerace?

Obrázky konkrétního technického řešení s využitím nízko potenciálního tepla včetně přídavného kondenzačního spalinového výměníku. V provozu od června 2017 v Nizozemsku. Pro lepší názornost jsou fotografie a modely bez protihlukové kapoty, která ve finále byla součástí dodávky. 

Obr.1 - Počítačový 3D model 

Obr.2 - Záběr z výroby zařízení 

 

Účinnost výroby energií je jedním z nejvíce citovaných témat energetiky. Kogenerace s plynovými motory nejsou v tomto ohledu výjimkou a výrobci jsou pod stálým tlakem trhu zlepšovat parametry účinnosti. Regulační opatření vlád akcentují zejména snižování emisí, ale emisní limity kombinují s požadavky na co nejvyšší účinnost. Ostatně podobnou situaci známe v regulaci automobilového průmyslu.

Téměř pro každý technologický proces platí, že maximální účinnost spotřeby primární energie je v technickém protikladu s požadavkem na minimalizaci ekologické zátěže. Pokud lze tato dvě protichůdná stanoviska propojit v politicky všeobecně přijatelný kompromis, většinou to stojí nemalé investice a často prodražuje i provoz. Kruh se uzavírá a extrémně přísné požadavky vedou ve skutečnosti ke zhoršování ekonomiky nových investic a vyčkávání na zastaralých technologiích, často přes limity jejich morální životnosti.

Zbývá již jen maličký krok k tragické úvaze, že pokud ekonomika zařízení postiženého technickou regulací nedává smysl, je třeba do systému zavést dotační nebo sankční schémata. Tato pokřiví ekonomické vztahy a vyvstává potřeba doplňovat další a další administrativní korekce.

Jaké jsou skutečně reálné možnosti dnešních plynových kogenerací?

 1.    Liberální řešení na úrovni nejčastějšího investičního optima

Obecně platný emisní limit pro NOx / CO = 500 / 650 mg/m3 @ 5%O2 ve výfukových plynech

S využitím tepla zchlazením výfukových plynů na 120 oC

Elektrický výkon = 211 kWe / Tepelný výkon pouze do okruhu 90/70 oC = 254 kWt

Elektrická účinnost = 39,8% / Celková účinnost = 87,8%

 

2.    Řešení s přísnými emisními limity a vysokopotenciálním tepelným výstupem

Polovina obecně platného limitu pro NOx / CO = 250 / 300 mg/m3 @ 5%O2 ve výfukových plynech

S využitím tepla zchlazením výfukových plynů na 120 oC

Elektrický výkon = 211 kWe / Tepelný výkon pouze do okruhu 90/70 oC = 261 kWt

Elektrická účinnost = 38,1% / Celková účinnost = 85,4%

 

3.    Řešení s maximální dosažitelnou účinností a obecně platnými emisními limity

Obecně platný emisní limit pro NOx / CO = 500 / 650 mg/m3 @ 5%O2 ve výfukových plynech

Dodatečné využití nízko potenciálního tepla z druhého stupně mezichladiče a z kondenzačního výměníku zchlazením na 49 oC. Nutnost dvou nezávislých tepelných okruhů.

Elektrický výkon = 211 kWe

Tepelný výkon @90/70 oC = 254 kWt

Tepelný výkon @40/50 oC = 47 kWt

Elektrická účinnost = 39,8% / Celková účinnost = 96,7%

Závěr

Řešení s obecně platnými emisními limity vykazuje při své jednoduchosti velmi slušné parametry účinnosti. Při požadavku na snížení emisí na polovinu, ztratí zařízení cca 2,4% na celkové účinnosti při velmi bolestivém snížení dílčí elektrické účinnosti o 1,7%. Řešení s maximalizací účinnosti je technicky složitější a v pořizovacích nákladech dražší, přináší však navíc 8,9% tepelné účinnosti. To může být ovšem zajímavé pouze pro toho, kdo umí efektivně využít nízko potenciální teplo. 

 

 

Autor: Vladan Švaňa

Aktuality
ico-date 11.05.2018
CHP-Container-100kW-Michigan-Marq
USA Michigan KGJ bioplynové kontejne ...
Poslední testy a příprava před odesláním do USA. Dvojice kontejnerů s motory MAN E0836LE302 na bioplyn. ...>>>
ico-date 22.11.2017
MGM80-60Hz-2
Objevování Ameriky
První kogenerační jednotka MOTORGAS je na cestě za svým zákazníkem za oceánem. ...>>>
Reference
České Budějovice ČOV

Detail...
kogenerační jednotky OUTdoor MGJ 999.3
1-Prachatice
Detail...
Uhy skládka

Detail...
Česká Lípa ČOV

Detail...
kogenerační jednotky OUTdoor MGJ 999.3
1-Prachatice
Detail...
kogenerační jednotka OUTdoor MGJ 999.3
MGJ999.3_3
Detail...
kogenerační jednotky OUTdoor MGJ 999.3
7-Prachatice
Detail...
Vysoká BPS

Detail...
Kogenerační jednotka MOTORGAS INdoor 70
Akcent_zasobniky_tepla
Detail...
Nitra Párovce 1MWe
Nitra líc od rozvodny
Detail...
České Budějovice ČOV

Detail...
kogenerační jednotky OUTdoor MGJ 999.3
1-Prachatice
Detail...
Uhy skládka

Detail...
Česká Lípa ČOV

Detail...
kogenerační jednotky OUTdoor MGJ 999.3
1-Prachatice
Detail...
kogenerační jednotka OUTdoor MGJ 999.3
MGJ999.3_3
Detail...
kogenerační jednotky OUTdoor MGJ 999.3
7-Prachatice
Detail...
Vysoká BPS

Detail...
Kogenerační jednotka MOTORGAS INdoor 70
Akcent_zasobniky_tepla
Detail...
Nitra Párovce 1MWe
Nitra líc od rozvodny
Detail...