Produktionsintegrerad ORC / kraftvärme i ett småskaligt befintligt fjärrvärmesystem

Sammanfattning: Som ett led i att minska växthuseffekten och den globala uppvärmningen gäller det att minskautsläppen av koldioxid. En stor del av den koldioxid som släpps ut inom energisektornkommer från elproduktion i kolkondenskraftverk. Dessa utsläpp kan minskas genomutbyggnad av kraftvärme, det vill säga samtidig produktion av värme och el. Ett sätt att göradet är att komplettera befintliga, småskaliga värmeverk med elproduktion via enproduktionsintegrerad ORC-krets (Organisk Rankinecykel). Syftet med den här studien är attge en uppfattning om de tekniska och ekonomiska förutsättningarna, vid installation av enproduktionsintegrerad ORC-krets. Syftet är också att jämföra dessa förutsättningar medförutsättningarna vid installation av den alternativa flashtekniken.En Organisk Rankinecykel (ORC) fungerar som en konventionell Rankinecykel(ångkraftcykel), med en ångturbin och generator som genererar el. Skillnaden är attarbetsmediet i kretsen är organiskt, istället för vatten. Exempel på arbetsmedier är olikafreoner, köldmedier, ammoniak och kolväten. Vilket arbetsmedium som väljs är beroende avtemperaturer och flöden.Studien har baserats på ett typiskt fjärrvärmesystem av storleken 20 MW, med enbiobränslepanna på 10 MW, en rökgaskondensor med storleken 20 % av biobränslepannanseffekt samt en oljespetspanna för att täcka resterande behov.Tre systemkoncept har studerats.Lastintegrerad ORC: Är det traditionella inkopplingssättet av ORC-enheter (kondensdrift),där den i det här fallet ansluts som en vanlig fjärrvärmekund. Nackdelen med detta koncept, äratt en stor mängd värme försvinner till omgivningen via ORC-enhetens kylning.Produktionsintegrerad ORC: Tanken här är att ORC-enheten installeras direkt efter systemetspanna. Restvärmen från ORC-enheten matas sedan tillbaka till systemet och kan användassom betald fjärrvärme istället för att kylas bort.Flashtekniken: I detta koncept produceras vattenånga från hetvatten i en ånggenerator. Ångangår sedan genom en enkel ångturbin med generator och el genereras. Efter turbinen användsångan till att värma vattnet till fjärrvärmenätet.Studien har visat att lastintegrerad ORC genererar en förlust varje år och är ett koncept sominte är lönsamt. Produktionsintegrerad ORC och flashtekniken genererar båda en vinst varjeår. Flashtekniken är dock mer lönsamt, främst för att verkningsgraden är aningen högrejämfört med ORC. Vidare verkar flashtekniken ha lägre investeringskostnader dåkomponenterna är färre och enklare. Detta ger en indikerande pay-off tid mellan 8 och 12 årför ORC, respektive mellan 5 och 9 år för flashtekniken.