Flexible Fahrweise von BHKW – Status Quo und zukünftige Entwicklungen

Präsentation zum Thema: "Flexible Fahrweise von BHKW – Status Quo und zukünftige Entwicklungen"—  Präsentation transkript:

1 Flexible Fahrweise von BHKW – Status Quo und zukünftige Entwicklungen
Biogas Spezialberater/-innen – Modul Erfahrungsaustausch Linz, Okt. 2014

2 2 3 4 6 4 Baureihen BR BR BR BR Elektrische Leistung von 1800 - 4400kW
12/16/20 Zylinder 1,500U/min (50Hz) / 1,800U/min (60Hz) über Motoren geliefert Seit 1988 im Produktprogramm Elektrische Leistung von kW 12/16/20/24 Zylinder 1,500U/min (50Hz) über Motoren geliefert Seit 1989 im Produktprogramm Elektrische Leistung von kW 12/16/20 Zylinder 1,500U/min (50Hz) / 1,800U/min (60Hz) über Motoren geliefert Seit 2002 im Produktprogramm Elektrische Leistung von 250 – 330kW 8 Zylinder 1,500U/min (50Hz) / 1,800U/min (60Hz) über Motoren geliefert Seit 1976 im Produktprogramm Copyright 2012, General Electric Company

3 GE Jenbacher Produkte - 4 Baureihen - 11 Motoren Versionen

4 Beispiel Biogas Gosdorf J312GS Herausragende Verfügbarkeit
1% Punkt Verfügbarkeit ~ 1%Pkt Eta_el ~8.000€/a 500kWe/EEG 16c/kWhel/8500Bh/a Flottendurchschnitt 98+% Verfügbarkeit bei Biogas (~500 Anlagen) Biogas Gosdorf J kWe Erreichte Bh von möglichen Betriebsstunden (2005) 99.8% Verfügbarkeit bei Biogas

5 Wichtige Kriterien Optimierte Regelung und Kommunikation (Schnittstellen) sind der “enabler” für verbesserte -Performance -Bedienbarkeit -Verfügbarkeit Höher verfügbare Anlagen werden vom Poolbetreiber „belohnt“ und bevorzugt angefragt ->mehr Ertrag

6 GE Jenbacher Produktentwicklung Wirkungsgradoptimierung am Beispiel der BR 6

7 Kunden-/Produktanforderungen
Optimierte Verbrennung Klopffestigkeit (Miller-Steuerzeiten) Abmagerbarkeit NOx Emissionen Erhöhte spezifische Leistung Erhöhter Wirkungsgrad Reduzierte spezifische Kosten Produktflexibilität Umgebungstemperatur Aufstellungshöhe Feuchtigkeit Gas Motor Effizienz Elektrischer Wirkungsgrad Thermischer Wirkungsgrad Gesamt-Wirkungsgrad Investitionskosten Invest Betriebskosten Betriebs- und Wartungskosten Instandhaltungskosten Copyright 2012, General Electric Company

8 BMEP / Efficiency – Type 6
Spezifische Leistung/Wirkungsgrad BR 6 Mature technology, proven & validated spezifische Leistungssteigerung >100% in 20+ Jahren Wirkungsgradsteigerung ~30%rel in 20+ Jahren

9 Regelenergiemarkt (DEU)
Primary (PRL) Secondary (SRL) Tertiary (SRL) Ziel-Segment PrimärRL (PRL) SekundärRL (SRL) MinutenRL (MRL) Zeit/min Leistung 30sec/1MW 5min/5MWe 1st MWe <30sec 15min/15MW Aktivierung automatisch (∆f) elektronisch (Bus) telefonisch Pooling Ja Auktion wöchent./1 Tarif wöchentl./4 Tarife täglich/ 12 Tarife Verfügbarkeit 100%

10 Kriterien Regelenergiemarkt
Teillastbereich Teillastwirkungsgrad Startzuverlässigkeit Last Rampe Kommunikations-Schnittstellen ………

11 Kriterien Regelenergiemarkt
Teillast- Risiko Brennraumverschmutzung Teillastwirkungsgrad Kondensationsgefahr Start/Stopp- Risiko Startzuverlässigkeit Verschleiß

12 Teillastbetrieb Brennraumverschmutzung Abhilfe Risiko Schabering
eingeschränkter Teillastbetrieb Erweiterter Regelbereich Risiko Ölverbrauch Ablagerungen/Verschleiß Emissionen

13 Wirkungsgrad – Teillast/Volllast
J420 Elektrische Wirkungsgradeinbuße im Teillast kann zT. durch höheren therm. Wirkungsgrad kompensiert werden

14 Abgas-Kondensation (Biogas)
Erhöhte Kondensationsgefahr im Teillastbetrieb & Start/Stop Zyklus 10 20 30 50 40 70 90 130 150 170 110 Säurekonzentration im Abgas [mg SOx/m³] Säuretaupunkt [°C] Abgasabkühlung auf > 180°C empfohlen! ≈ 100 ppm H2S im Treibgas (Hu = 6,5 kWh/Nm³)

15 Typische Startzeiten Startzyklus BR 6 = 5 Minuten (vorgewärmter Motor)
Vorschmierung 60sec Synchronisierung ~20sec Nenndrehzahl ~25sec Start/Zündung Gasventil auf ~12-15sec Standard Lastrampe 180sec Startzyklus BR 6 = 5 Minuten (vorgewärmter Motor) Startzyklus BR 3/4 = ~4 Minuten (vorgewärmter Motor)

16 CH4-Signal/Startverhalten
Heizwertänderung/Startverhalten Spülleitung zur Fackel, Boiler oder Gasspeicher DIA.NE® XT3: 4 Gasarten Signal für Gasartenumschaltung bzw. Interpolation Gasspeicher CH4 Gasregelstrecke

17 Anforderungen an BHKW Kommunikation/Schnittstellen
Regelzeit 30 Sek. PRL Regelzeit <5min. SRL schnelle Lastrampen für PRL sicheres Startverhalten - SRL optimaler Wirkungsgrad im Teillastbereich Wartungsplan 14 Tage im Voraus Notkühlung Pmin <40% für Regelleistung Wärmegeführt Stromgeführt

18 Zusammenfassung Gasmotoren sind für Volllast im Dauerbetrieb optimiert
% Teillast ist ohne Einschränkungen möglich Regelenergiebetrieb ist eine neue Herausforderung Niedrige Lastpunkte oder häufiger Start/Stopp Zyklen können die Wartungskosten erhöhen Verschärfte Anforderungen hinsichtlich Startzuverlässigkeit und Lastrampe realisierbar Weitere Erfahrungen und Untersuchungen im Regelenergiebetrieb sind erforderlich Einfluss erweiterter Teillastbetrieb Start/Stopp Zyklus Kommunikations-Schnittstellen

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit