Kobling | Sammensatt Varme- og Krafteproduksjon

Kobling av varme og strøm kalles også kombinert varme- og kraftproduksjon. Som navnet indikerer, produserer koblingen to forskjellige former for energi ved hjelp av én enkelt kilde for drivstoff. Av disse to formene må den ene være varme eller termisk energi, mens den andre er enten elektrisk eller mekanisk energi.

Kobling av varme og strøm er den mest optimale, pålitelige, rene og effektive måten å bruke drivstoff på. Drivstoffet kan være naturgass, olje, diesel, propane, tre, bassage, kull osv. Det fungerer på et veldig enkelt prinsipp, altså at drivstoffet brukes til å generere elektrisitet, og denne elektrisiteten produserer varme, som igjen brukes til å koke vann for å produsere damp, for romoppvarming og selv i kjøling av byggninger.

I en konvensjonell kraftverk, brennes drivstoffet i en gryte, som igjen produserer høytrykkdamp. Denne høytrykkdampen brukes til å drive en turbine, som igjen er koblet til en alternator, og dermed driver en alternator for å produsere elektrisk energi.

Avslippsdampen sendes deretter til kondensatoren, hvor den blir kjølt ned og omgjort til vann, og dermed returneres til gryten for å produsere mer elektrisk energi. Effekten av denne konvensjonelle kraftverken er bare 35 %. I en koblingsanlegg brukes ikke lavtrykkdampen fra turbinen til å danne vann, men den brukes i stedet til oppvarming eller kjøling i bygg og fabrikker, da denne lavtrykkdampen fra turbinen har høy termisk energi.

Effekten av et koblingsanlegg er rundt 80 – 90%. I India er potensialet for kraftproduksjon fra koblingsanlegg over 20 000 MW. Det første kommersielle koblingsanlegget ble bygd og designet av Thomas Edison i New York i 1882.

Som vist i diagrammet ovenfor, i et tradisjonelt kraftverk, når vi gir drivstoff som inngang, får vi elektrisk energi og tap som utgang, men i tilfelle kobling med drivstoff som inngang, er utgangen elektrisk energi, varme eller termisk energi og tap.

I et konvensjonelt kraftverk, med 100 % energiinngang, brukes bare 45 % av energien, og resten 55 % spilleres, men med kobling, er totalenergien brukt 80% og energispillet er bare 20%. Dette betyr at med kobling er drivstoffutiliseringen mer effektiv og optimalisert, og dermed mer økonomisk.

Nødvendighet for kobling av varme og strøm

• Kobling av varme og strøm bidrar til å forbedre anleggets effektivitet.

• Kobling av varme og strøm reduserer luftutslipp av partikler, kvæveoksid, svoveloksid, kvikksølv og karbondioksid, som ellers ville ført til drivhuseffekt.

• Det reduserer produksjonskostnader og forbedrer produktiviteten.

• Koblingssystemet bidrar til å spare på vannforbruk og vannkostnader.

• Koblingssystemet er mer økonomisk sammenlignet med konvensjonelle kraftverk.

Typer av koblingskraftverk

I et typisk kombinert varme- og kraftanlegg er det en damp- eller gasturbine som tar imot damp og driver en alternator. Et avfallsvarmeveksler er også installert i koblingsanlegget, som gjenopptar overskuddsvarme eller avgass fra den elektriske generator for å generere damp eller varmt vann.
Det er grunnleggende to typer koblingskraftverk, som:

• Topping cycle kraftverk

• Bottoming cycle kraftverk

Topping Cycle Kraftverk

I denne typen kombinert varme- og kraftanlegg genereres først elektrisitet, og deretter brukes avfallsdampen eller avgassen til oppvarming av vann eller bygg. Det er grunnleggende fire typer topping cycles.

1. Kombinert syklus topp CHP-anlegg- I dette type anlegg brennes først drivstoffet i en dampgryte. Dampen som produseres i gryten brukes til å drive en turbine, og dermed en synkron generator, som igjen produserer elektrisk energi. Avslippsgassen fra denne turbinen kan enten brukes til å gi bruksbar varme, eller kan sendes til et varmegjenopptakelsessystem for å generere damp, som kan brukes til å drive en sekundær dampgenerator.

2. Dampgenerator topp CHP-anlegg- Her brennes drivstoffet for å produsere damp, som genererer strøm. Avslippsdampen brukes deretter som lavtrykkprosessdamp for å oppvarme vann til ulike formål.

3. Vanngenerator topp CHP-anlegg- I dette type CHP-anlegg kjøres en kjølevannsjakke gjennom et varmegjenopptakelsessystem for å generere damp eller varmt vann for romoppvarming.

4. Gasturbine topp CHP-anlegg- I dette toppanlegget brukes en naturlig gassdrivd turbine til å drive en synkron generator for å produsere elektrisitet. Avslippsgassen sendes til en varmegjenopptakelsesgryte, hvor den brukes til å omforme vann til damp, eller til å lage bruksbar varme for oppvarmingsformål.

Bottoming Cycle Kraftverk

Som navnet indikerer, er bottoming cycle akkurat motsatt av topping cycle. I dette type CHP-anlegg brukes overskuddsvarmen fra en produksjonsprosess til å generere damp, og denne dampen brukes for å generere elektrisk energi. I denne typen syklus er ingen ekstra drivstoff nødvendig for å produsere elektrisitet, da drivstoffet allerede er brennt i produksjonsprosessen.

Konfigurasjon av koblingsanlegg

• Gasturbine kombinert varme- og kraftanlegg som bruker avfallsvarme i avgassen fra gasturbiner.

• Dampgenerator kombinert varme- og kraftanlegg som bruker oppvarmingsystemet som jetdampkondensator for dampgeneratoren.

• Smeltekarbonatbrenselle har en varm avslippsgass, veldig egnet for oppvarming.

• Kombinerte syklus kraftverk tilpasset for kombinert varme- og kraftproduksjon.

Erklæring: Respekt for originaliteten, god artikkel verdt deling, ved krænking kontakt for sletting.