9783486714920.265


Da funktioniert auch kein Angebot-Nachfrage richtig. Die maximal freisetzbare Wrme errechnet sich aus dem oberen Heizwert Brennwert des Brennstoffes. Aus diesem Grund werden in einem, dem Drehrohrofen nachgeschalteten Calcinator Brennstoffe mit einem hohen Anteil an flchtigen Bestandteilen zugegeben, die in kurzer Zeit den im Rauchgas enthaltenen Restsauerstoff aufbrauchen, eine reduzierende Atmosphre bilden und die zuvor gebildeten Stickoxide weitgehend reduzieren. Sonstige Risiken Genau wie durch das Genehmigungsrisiko entstehen auch Risiken durch langwierige Entscheidungsprozesse der Frdergeber [4.


Und Afrika auch nicht. Damit wird der Aufbau weiterer extremistischer Zentren dort unterbunden, und dass wird sich auch für uns günstig auswirken, da in Afrika noch Öl und Bodenschätze liegen. Und solange wir noch in Afghanistan sind brauchen die Djihadis nicht herkommen um Ungläubige unter maximaler Jungfrauenakquisition in die Luft zu ballern. Und irgendwann wird ein Teil der europäischen Energie ohnehin aus Nordafrika kommen.

Die haben eine riesige Wüste mit immer Sonnenschein, es wär ein jammer wenn man das nicht nutzen würde Nicht ganz Nordafrika ist eine Sandwüste und man kann die Kollektoren ja konzentrieren, man muss ja nicht die ganze Sahra zubauen.

Und genug Leute zum Schaufeln haben die doch da eh schon. Das einzige Problem, das sich aus der Umstellung ergab bei meinem alten Motor, war das ich erst einmal die Düsenstöcke neu machen und einstellen musste. Dann kam das Meckern der Nachbarn dazu, die es nicht so gerne hatten, wenn der ganze Hof nach Pommes riecht, wenn ich losfahre. Jede 5te Tankfüllung fahre ich den Tank leer, mache den Spritfilter und die Leitungen leer um dann 20 Liter Diesel zu fahren, weil da irgendwelche Zusätze drin sind, die die Technik unbedingt braucht.

Auch Tipp von Real ist nicht immer so gut. Das reicht dann meistens eine ganze Weile. Nicht ganz ernst gemeint, wäre aber eine Überlegung wert, die Idee. Umweltfreundlich ist das aber auch nicht. Wie bei diesen BonBons Ich setze die Flasche auf die Tanköffnung an und drücke die mit der flachen Hand dann vom Flaschenboden her Richtung Tankstutzen platt.

Die ist dann leer nur noch ca. Gelber Sack Der Salatöltanker. Salatöltanken ist übrigens schon eine ganze Weile Steuerhinterziehung. Da wäre ich vorsichtig, so etwas öffentlich in einem Forum preiszugeben. Ich habe immer meinen Schlauch und ein paar Handschuhe dabei. Hast Du dafür eine Quellangabe? Du hast bestimmt keinen Fernseher und bist stolz drauf nicht wahr?

Anders ist eine derartig fahrlässig gefährliche und unzutreffende Falschinformation nicht erklärbar. Du hast schon völlig recht wenn Du grübelst. Die hohe Steuerbelastung kann es nicht sein, denn diese wurde ja nicht erhöht. Die Rohölproduktionspreise sind, wie Du richtig bemerkt hast, gleich geblieben. Die Wahrheit pfeifen die Spatzen schon seit langem von den Dächern: Interessant ist der Umstand, das bei allen Politikern reihauf und reihab zwar bekannt ist das dieses Ungeziefer die Wirtschaft ruiniert, aber im Gegensatz zu dem Spekulanten der damals gegen das englische Pfund spekuliert hat und mit viel Geschelle verhaftet worden ist nuschelt die ganze Bande nur vor sich hin.

In diesem Jahr begnügt er sich noch mit 10 Cent je Liter; wird der volle Steuersatz von 45 Cent fällig. Das sind zwei Cent weniger als beim fossilem Diesel" Rüdiger Knörig wrote: Ganz so einfach ist das nun wieder auch nicht. Wie ich oben beschrieben habe, hängt der Spritpreis davon ab, wieviel bei welchem Preis noch verkauft wird.

Lass mal deine Lesefähigkeit nachschulen! In diesen Preisen ist die Ökosteuer enthalten, nicht aber die Mehrwertsteuer. Was denkt Ihr, wie lange können wir unsern energetischen Standard noch halten?

Ich schätz wir werden uns ganz schön umgucken und hoffe wir werden uns dann nicht alle die Köpfe einschlagen oder alles Natur als Rohstoff ansehen. Du willst doch nicht ernsthaft erzählen, dass Fernsehschauen bildet oder? Wenn man schon absolut keine Ahnung hat und bevor man Falschaussage schreit, sollte man sich bitte doch mal richtig informieren.

Wegen der steigenden Kosten werden ja viele Methoden zur Einsparung der Primärenergie erst rentabel. Gelber Sack Der Salatöltanker. Salatöltanken ist übrigens schon eine ganze Weile Steuerhinterziehung. Da wäre ich vorsichtig, so etwas öffentlich in einem Forum preiszugeben.

Ich habe immer meinen Schlauch und ein paar Handschuhe dabei. Hast Du dafür eine Quellangabe? Du hast bestimmt keinen Fernseher und bist stolz drauf nicht wahr? Anders ist eine derartig fahrlässig gefährliche und unzutreffende Falschinformation nicht erklärbar. Du hast schon völlig recht wenn Du grübelst. Die hohe Steuerbelastung kann es nicht sein, denn diese wurde ja nicht erhöht. Die Rohölproduktionspreise sind, wie Du richtig bemerkt hast, gleich geblieben.

Die Wahrheit pfeifen die Spatzen schon seit langem von den Dächern: Interessant ist der Umstand, das bei allen Politikern reihauf und reihab zwar bekannt ist das dieses Ungeziefer die Wirtschaft ruiniert, aber im Gegensatz zu dem Spekulanten der damals gegen das englische Pfund spekuliert hat und mit viel Geschelle verhaftet worden ist nuschelt die ganze Bande nur vor sich hin. In diesem Jahr begnügt er sich noch mit 10 Cent je Liter; wird der volle Steuersatz von 45 Cent fällig.

Das sind zwei Cent weniger als beim fossilem Diesel" Rüdiger Knörig wrote: Ganz so einfach ist das nun wieder auch nicht. Wie ich oben beschrieben habe, hängt der Spritpreis davon ab, wieviel bei welchem Preis noch verkauft wird. Lass mal deine Lesefähigkeit nachschulen! In diesen Preisen ist die Ökosteuer enthalten, nicht aber die Mehrwertsteuer. Was denkt Ihr, wie lange können wir unsern energetischen Standard noch halten? Ich schätz wir werden uns ganz schön umgucken und hoffe wir werden uns dann nicht alle die Köpfe einschlagen oder alles Natur als Rohstoff ansehen.

Du willst doch nicht ernsthaft erzählen, dass Fernsehschauen bildet oder? Wenn man schon absolut keine Ahnung hat und bevor man Falschaussage schreit, sollte man sich bitte doch mal richtig informieren. Wegen der steigenden Kosten werden ja viele Methoden zur Einsparung der Primärenergie erst rentabel.

Solange Heizen billig war, wurde halt nicht so viel in Wärmedämmung investiert - lohnte sich finanziell nicht. Abwärme wurde einfach an die Umgebung abgegeben, weil der Transport von Wärme über längere Strecken sich nicht rechnete etc. Wir werden uns unseren bisherigen Lebensstil Fernreisen, mal eben "ins Grüne" fahren sicher so wie bisher nicht mehr leisten können und unser Verhalten wird sich daher ändern.

Fernsehschauen bildet sehr wohl, denn dort wurde was ganz anderes erzählt als das was du behauptest Zitat Autor: Salatöltanken stellt bis heute keinerlei Steuerhinterziehung dar, also solltest du hier selber dich mal besser informieren. Das ist wieder einer der vielen typischen Foren-Märchen, die von Leuten verbreitet wird, die Fernseh-Bashing gerne als Hobby betreiben. Dann ist der Verwendungszweck doch richtig, oder?!?!? Da ich mich mit dem Thema schon länger theoretisch und praktisch befasse: Es stimmt, Pflanzenöle als Kraftstoff sind höher zu versteuern als Salatöl.

Das hat auch dem Biodiesel nahezu den Garaus gemacht. Man darf Salatöl fahren, muss das aber beim Zollamt nachversteuern. Den Leuten die das nicht glauben empfehle ich eine Selbstanzeige beim Zollamt. Der Nachweis der Steuerhinterziehung steht auf einem anderen Blatt ;-. Nach Aussage des Bundesfinanzministeriums ist das künftig Steuerhinterziehung. Glaube deswegen nicht, dass Salatöl tanken derzeit Steuerhinterziehung ist. Das wäre doch nicht deutsch. Bei uns wird doch alles mögliche und unmögliche staatlich geregelt.

Bei normalen Dampfkraftprozessen kann die im Abgas enthaltene Energie im Luftvorwr-mer genutzt und in den Prozess zurckgefhrt werden siehe Kap. Beim GUD-Prozess ist dagegen eine Vorwrmung der Verbrennungsluft nicht zulssig, da sich dadurch der Verdichtereigenbedarf erhhen und damit die Leistung der Gasturbine verringern wrde s. Eine Vorwrmung der Verbrennungsluft mit der Abwrme eines Abhitzedampferzeu-gers nach dem Verdichter scheitert daran, dass die Verdichterendtemperatur bereits weit ber blichen Abgastemperaturen liegt.

Im Gegensatz zu normalen Dampfturbinenprozessen darf bei GUD-Prozessen also keine regenerative Speisewasservorwrmung eingesetzt werden, um den Prozesswirkungsgrad zu erhhen. Ziel der Prozessauslegung muss es also sein, einen Abhitzedampferzeuger fr Gasturbinenprozesse mit mglichst geringer Speisewassertemperatur zu betreiben.

Eine Mglichkeit, dennoch die Rcklauftemperatur zu reduzieren, besteht darin, den Entgaser mit Unterdruck, das heit bei Temperaturen unter C zu betreiben [3. Q,t-Diagramm eines Abhitzedampferzeugers mit Vakuumentgaser Betriebsdruck 0,7 bar und berdruckentgaser Betriebsdruck 2 bar Abb. Sie ist immer dann besonders zweckmig, wenn die Abwrme eines Kreis-Prozesses anfllt, ohne weiter fr die Stromerzeugung genutzt werden zu knnen.

Besonders bei dezentralen Energiesystemen tragen die Erlse aus der Abwrmenutzung in der Regel wesentlich zur Wirtschaftlichkeit einer Anlage bei. Durch die nachgeschaltete Abwrmenutzung wird die Verbrennung und damit die adiabate Verbrennungstemperatur und der Rauchgasmassenstrom nicht beeinflusst. ORC-Prozesse knnen darber hinaus auch eingesetzt werden, wenn die Abwrme eines Wrmeerzeugers nicht weiter genutzt werden kann. Vorteilhaft ist, wie bereits in Kap.

Besonders in Lndern, in denen die Abwrme beispielsweise einer Gasturbine nicht fr Wrmeerzeugung genutzt werden kann, bietet sich die Nutzung der Abwrme in Absorptionskltemaschinen fr die Klimatisierung an Kap.

Da der Abgasmassenstrom unmittelbar auch von der adiabaten Verbren-nungstemperatur und damit von der Luftzahl bestimmt wird, trgt die Minderung des Luftberschusses unmittelbar zur Verbesserung des Kesselwirkungsgrades bei. Auch bei der oben beschrieben Zwischenkhlung und Zwischenerhitzung bei Gasturbinen resultiert der Wirkungsgradvorteil letztlich aus einer Anhebung der adiabaten Verbrennungstemperatur tad,0 nach Gl.

Das wesentliche Problem bei der Minimierung des Rauchgasmassenstromes besteht darin, dass sich mit abnehmendem Luftberschuss die adiabate Verbrennungstemperatur oft unzulssig erhht.

Die meisten Manahmen zur Minderung des Luftberschusses zielen daher darauf, die maximale Verbrennungstemperatur zu senken, ohne gleichzeitig mehr Verbrennungsluft zuzugeben. Minderung der Verbrennungstemperatur durch Brennkammerkhlung Die einfachste Manahme, die Verbrennungstemperatur bei gleichbleibendem Luftber-schuss zu reduzieren, besteht darin, die Verbrennung nicht adiabat durchzufhren, sondern Bereitgestellt von provisional accountAngemeldetHeruntergeladen am Dies kann am einfachs-ten durch direkte Khlung der Brennkammer oder durch eine gestufte Verbrennung realisiert werden.

Einer Feuerung kann bereits whrend der Verbrennung Wrme entzogen werden, indem beispielsweise die Brennkammerwnde oder der Rost einer Rostfeuerung aktiv gekhlt werden. Voraussetzung fr diese Methode ist, dass die Wrme wie beim Dampfkraftwerk unmittelbar im Prozess genutzt werden kann. Bei offenen Gasturbinenprozessen fhrt die Khlung von Brennkammerwnden dagegen zu denselben Wrmeverlusten, die ein hherer Luftberschuss ergbe. Da sich beim Gasturbinenprozess durch eine Brennkammerkhlung zustzlich der Massenstrom und damit die Leistung der Turbine verringern wrde, ist die indirekte Khlung der Brennkammer nicht zweckmig.

Besonders effektiv ist die Khlung der Brennkammer bei Wirbelschichtfeuerungen mit Tauchheizflchen mglich. Aufgrund des guten Wrmebergangs zwischen Wirbelbett und Tauchheizflche knnen hier groe Wrmestrme entzogen werden. Ein Beispiel fr die Wirkungsgradsteigerung durch die Brennkammerkhlung ist die Beheizung eines Stirling-motors mit einer biomassegefeuerten Wirbelschicht. Obwohl die Abgastemperatur aus der Wirbelschicht immer der Betttemperatur entspricht und im dargestellten Beispiel Abb.

Der Vorteil der Wrmeabfuhr im Bereich der Wrmefreisetzung wird besonders bei der Nutzung der Abwrme von Arbeitsmaschinen deutlich, die aufgrund ihrer geringen Betriebstemperatur ihre Abwrme auf sehr niedrigem Temperaturniveau freisetzen.

Auch bei Brennstoffzellen wird nur ein Teil der Brennstoff-wrme unmittelbar in elektrische Arbeit umgewandelt. Ein wesentlicher Anteil wird stets, z. Wird die Abwrme durch einen entsprechenden Luftberschuss mit der Verbrennungsluft abgefhrt, kann aufgrund der geringen Abgastemperatur von unter C selbst bei sehr gnstigen Rcklauftemperaturen nur ein geringer Teil der Abwrme fr die Wrmeerzeu-gung eingesetzt werden. Wird die Wrme, z. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Brennstoffzellen als Brennstoffzel-len-Heizgerte dezentral fr die Wrmeerzeugung eingesetzt werden sollen.

Q,t-Diagramm des Stirlingprozesses mit Wirbelschichtfeuerung und bei PEM-Brennstoffzellen maximaler Wrmenutzungsgrad "Kesselwirkungsgrad" maximaler thermischer Wirkungsgradrealer thermischer Wirkungsgradel. Hier wird die Feuerung zunchst mit einer geringen Luftmenge Primrluft unterstchiometrisch betrieben. Allerdings kann durch die gestufte Verbrennung die maximale Feuerraumtemperatur wesentlich weniger effizient reduziert werden, als durch die Brennkammerkhlung.

Dies liegt vor allem daran, dass der Rauchgasmassenstrom nach der unterstchiometrischen Verbrennung sehr klein ist, und sich die Rauchgastemperatur entsprechend bereits bei geringer Wrmeabgabe stark reduziert. Im Q,t-Diagramm wird dies durch die grere Steigung der Rauchgaslinie im unterstchiometrischen Bereich deutlich: Einfluss der gestuften Verbrennung auf die maximale Feuerungstemperatur Neben der Luftstufung kann das Ziel der Temperaturbegrenzung durch gestufte Verbrennung auch durch eine gestufte Brennstoffzugabe erreicht werden.

Ein Beispiel hierfr sind Gasturbinen mit Zwischenerhitzung. Wie in den meisten Fllen reduzieren auch bei Gasturbinenprozessen Materialeigenschaften die maximal zulssige Temperatur der Verbrennung und damit den zulssigen Luftberschuss und den Abgasmassenstrom.

Selbst mit modernsten Materialtechnologien mit keramisch beschichteten Schaufeln und aufwndi-gen Konzepten fr die Schaufelkhlung bleibt eine obere Prozessgrenze bestehen. Bei der Entspannung im Hochdruckteil der Turbine khlt sich das Rauchgas vor dem Eintritt in die zweite Ringbrennkammer um mehrere hundert Grad ab, bevor es durch eine weiter Brennstoffzugabe vor dem Eintritt in den Niederdruckteil wieder auf die maximal zulssige Gasturbineneintrittstemperatur erwrmt wird.

Die von der Fa. Die Verbrennung in der ersten Brennkammer erfolgt bei einer Luftzahl von 3,1. Konzepten fr die Schaufelkh-lung bleibt eine obere Prozessgrenze bestehen. Aufgrund der hohen Verdichterendtemperatur von ber C entstehen dabei adiabate Verbrennungstemperaturen von ber C.

Nach der Expansion in der ersten Turbinenstufe auf ca. Abwrmenutzung durch eine nachgeschaltete Zusatzfeuerung In vielen Fllen ist es notwendig, eine Kraft-Wrme-Kopplung mit einer Zusatzfeuerung auszustatten, um Bedarfsspitzen zu decken und um die thermische Nutzleistung zu erhhen. Wird die Abwrme von Gasturbinen oder Hochtemperatur-Brennstoffzellen genutzt, stehen dabei zwei Mglichkeiten zur Auswahl.

Bei der blichen Variante wird ein eigenstndiger Zusatzkessel mit eigener Feuerung mit geringem Luftberschuss und hohem Kesselwir-kungsgrad zustzlich betrieben. Im zweiten Fall kann der im Rauchgas verbliebene Sauerstoffanteil genutzt werden, um in einer nachgeschalteten Feuerung aufgebraucht zu werden Abb. Diese nachgeschaltete Verbrennung bietet sich vor allem bei Arbeitsmaschinen an, die mit einem hohen Luftber-schuss betrieben werden, wie beispielsweise Hochtemperatur-Brennstoffzellen oder Gasturbinen.

In der nachgeschalteten Verbrennung wird also der Luftberschuss reduziert, ohne dass sich dabei der Abgasverlust wesentlich ndert: Das Rauchgas aus der Brenn-stoffzelle soll in einem nachgeschalteten Wrmeerzeuger auf C abgekhlt werden.

Dadurch reduziert sich gegenber der Variante mit separater Zusatzfeuerung der Abgasverlust deutlich. Zudem fallen keine zustzlichen Abgasverluste der separaten Zusatzfeuerung an, die auch bei stchiometrischer Verbrennung nicht vermeidbar wren. Wird an Stelle der nachgeschalteten Zusatzfeuerung eine eigenstndige Feuerung installiert, erhht sich also in jedem Fall der Abgasverlust und damit der Brennstoffausnutzungsgrad der Kraft-Wrme-Kopplungs-Anlage um den Rauchgasverlust der Zusatzfeuerung.

Die Installation eines Bereitgestellt von provisional accountAngemeldetHeruntergeladen am Natrlich sind aus betrieblichen Grnden oft eigenstndige Zusatzfeuerungen vorzuziehen, da sich dadurch die Versorgungssicherheit erhht. Entscheidend fr den Abgasverlust der Gesamtanlage ist also stets der im Rauchgas verbliebene Luftberschuss.

Wird der gesamte Sauerstoff aufgebraucht, entspricht der Abgasverlust der Kraft-Wrme-Kopplungs-Anlage stets dem Abgasverlust einer stchiomet-risch betriebenen Kesselanlage. In diesem Fall wird also durch die vorgeschaltete Stromer-zeugung keine Verringerung des Brennstoffausnutzungsgrades verursacht. Kesselanlagen knnen also stets ohne Wirkungsgradverluste als Kraft-Wrme-Kopplungs-Anlagen betrieben werden, wenn Arbeitsmaschinen mit hohem Luftberschuss vorgeschaltet werden.

Ideal hierfr sind beispielsweise Rekuperator-Gasturbinen, die beispielsweise als Frischlfter fr Growasserraumkessel eingesetzt werden knnten. Der Brennstoffausnut-zungsgrad des Growasserraumkessels bliebe dabei unverndert. Geringfgige Vorteile ergeben sich bei der Zugabe von Wasser allerdings daraus, dass aufgrund der hohen Verdampfungsenthalpie fr die gleiche Wrmeaufnahme ein wesentlich geringerer Massenstrom erforderlich ist, als fr die Khlung mit berschssiger Luft. Allerdings wird auch hier die Reduzierung der Feuerungstemperatur mit erhhten Abgasver-lusten erkauft.

Wesentliche Wirkungsgradvorteile bringt die Khlung der Brennkammer durch Eindsung von Wasser allerdings dann, wenn das eingedste Wasser anschlieend in einer Rauchgaskondensation auskondensiert wird und die bei der Verdampfung aufgenom-mene Wrme wieder als Nutzwrme gewonnen werden kann.

Minderung der Verbrennungstemperatur durch Rauchgasrezirkulation Besonders zur NOx-Minderung bei Gasfeuerungen wird die Rauchgasrezirkulation eingesetzt. Dabei wird ein Teil des bereits abgekhlten Rauchgases vom Hauptstrom abgetrennt und mit der Verbrennungsluft zurck in die Feuerung eingeleitet. Im Q,t-Diagramm uert sich das dadurch, dass sich die Steigung der Rauchgaslinie durch den hheren Massenstrom mindert, ohne gleichzeitig die umgesetzte Rauchgaswrme zu verndern.

Eine kleine Erhhung der umgesetzten Rauchgaswrme ergibt sich allerdings dadurch, dass mit dem rezirkulierten Rauchgas auch Wrme zurckgefhrt wird, die zu einer Vorwrmung der Verbrennungsluft fhrt.

Stattdessen erhht sich der elektrische Eigenbedarf des Kessels. Ein Wirkungs-gradvorteil wird durch die Rauchgasrezirkulation nur dann erreicht, wenn durch diese Manahme eine Erhhung des Luftberschusses bei der Verbrennung vermieden werden kann.

Der Hauptvorteil der Rauchgasrezirkulation besteht darin, dass sich durch den reduzierten Sauerstoffanteil die Verbrennungsgeschwindigkeit verringert. Dadurch werden Temperatur-spitzen vermieden, die auf Rostfeuerungen zur Ascheerweichung fhren wrden und bei der Verbrennung eine hohe NOx-Bildung verursachen wrden. Minderung der Vergasungstemperatur durch chemisches Quenchen Prinzipiell kann die gestufte Verbrennung auch als Vergasung mit nachgeschalteter Verbrennung gewertet werden.

Gasturbinenprozesse mit integrierter Vergasung werden daher auch als Prozesse mit extrem gestufter Verbrennung bezeichnet. Die Vergasung eines Festbrennstoffes luft dabei bei Temperaturen um C ab.

Werden in einer Heigasreini-gung Alkalien, Schwermetalle und niedrigschmelzende Aschebestandteile abgeschieden, kann die Verbrennung in der Gasturbinenbrennkammer schlielich bei deutlich hheren Temperaturen stattfinden. Allerdings ist auch bei Vergasungsprozessen die obere Prozess-temperatur limitiert. Besonders bei der Flugstromvergasung werden Temperaturen bis C angestrebt, um hohe Heizwerte und teerfreie Gase zu erzielen.

In diesem Fall wrde die Nachverbrennung des Gases beispielsweise in einer Gasturbine zu extremen Temperatu-ren fhren. Da allerdings auch die Produktgasleitungen in ihrer Maximaltemperatur limitiert sind, muss das Brenngas vor dem Austritt aus dem Reaktor gekhlt werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei das beim CarboV-Verfahren eingesetzte chemische Quenchen. Unter Quenchen versteht man die Abkhlung eines Gasstromes durch Zumischen eines bereits abgekhlten Teilstromes des Gases.

Diese Zumischung ist stets mit einem Exergieverlust verbunden. Wird die Wrme dem Produktgas dagegen durch eine endotherme Reaktion entzogen, bleibt die Exergie im Rauchgas als chemisch gebundene Energie enthalten. Durch die Vergasung des Kohlenstoffes khlt sich das Produktgas ab. Die umgesetzte fhlbare Wrme des Brenngases erhht dabei den Heizwert des Gases [3. Minderung der Verbrennungstemperatur durch reduzierte Luftvorwrmung Sehr differenziert muss der Einfluss einer Luftvorwrmung auf die Abgasverluste eines Kraftwerks betrachtet werden.

Der Hauptvorteil der Luftvorwrmung besteht darin, dass durch die Vorwrmung der Verbrennungsluft in vielen Fllen die Abgastemperatur sehr weit abgesenkt werden kann. Dies kann in der Regel exergetisch besonders gnstig realisiert werden, da Luftmassenstrom und Rauchgasmassenstrom nahezu dieselben Massenstrme aufweisen. Ist die Verbren-nungstemperatur begrenzt, sollte dies aber nie zu Lasten des Luftberschusses gehen. Sinnvoll ist die Luftvorwrmung also nur dann, wenn durch eine Khlung der Brennkammer oder eine gestufte Verbrennung das berschreiten der maximal zulssigen Verbrennungs-Bereitgestellt von provisional accountAngemeldetHeruntergeladen am Entscheidend ist letztlich, ob durch die Luftvorwrmung tatschlich eine strkere Abkhlung des Rauchgases erfolgen kann, als dies ohne Luftvorwrmung mglich ist siehe Kap.

Kann das Rauchgas, wie beispielsweise bei der Warmwas-sererzeugung oder der Kraft-Wrme-Kopplung, auch ohne Luftvorwrmung bis zur minimalen Abgastemperatur abgekhlt werden, ist eine Luftvorwrmung dagegen oft nachteilig Abb. Ein Beispiel, bei dem sich die Luftvorwrmung ungnstig auf die Abgasverluste auswirken kann, sind Gasturbinenprozesse.

Bei der Verdichtung erwrmt sich die Verbrennungsluft je nach Druckverhltnis auf Temperaturen zwischen und C Abb. Bei Gasturbinen sind die Verbrennungstemperaturen bei gleichem Luftberschuss deshalb deutlich hher als bei konventionellen Brennkammern. Q,t-Diagramm des Joule-Prozesses mit Zwischenkhlung. Eine wirkungsvolle Mglichkeit, diese ungewollte Luftvorwrmung zu umgehen ist die Zwischenkhlung der Verbrennungsluft im Verdichter. Durch die Zwischenkhlung reduziert sich der Volumenstrom im Verdichter und damit auch die notwendige Verdich-tungsarbeit.

Die geringere Leistungsaufnahme des Verdichters uert sich schlielich in einer geringeren Verdichterendtemperatur, also in einer geringeren Luftvorwrmung. Wie aus dem T,s-Diagramm Abb. Auch die inneren Verluste in Verdichter, Brennkammer und Turbine bewirken letztlich eine Zunahme der Rauchgasverluste durch die Erhhung der Abgastemperatur oder des Abgasmassenstromes.

Schlechte isentrope Wirkungsgrade des Verdichters erhhen die Verdichterendtemperatur und deshalb bei gegebener maximaler Turbineneintrittstempera-tur wiederum den erforderlichen Luftberschuss.

In keinem Fall zulssig ist eine Luftvorwrmung bei Gasturbinenprozessen vor dem Verdichter. Genau wie beim Otto- und beim Dieselprozess fhrt die Erhhung der Ansaug-lufttemperatur zu einem erhhten Eigenbedarf fr die Verdichtung, zu geringeren Prozess-wirkungsgraden und vor allem zu einer geringeren Nutzleistung.

Aus diesem Grund werden fr Gasturbinenprozesse Manahmen getroffen, um die Ansaugluft zu khlen siehe Kap. Aufgrund des Suretaupunktes ist die Abgastemperatur meist auf deutlich ber C begrenzt. Eine weitere Reduktion der Rcklauftemperatur fhrt schlielich zur Kondensation des im Rauchgas enthaltenen Wasserdampfes.

Durch diese Rauchgaskondensation oder Brennwert-technologie ergibt sich eine Steigerung des Kesselwirkungsgrades zum einen dadurch, dass die Kondensationswrme des Wasserdampfes genutzt wird und zum anderen durch die Absenkung der Rauchgastemperatur. Mit abnehmender Rauchgastemperatur sinkt der Dampfdruck des Wasserdampfes, bis er dem Partialdruck des Wasserdampfes im Rauchgas entspricht. Der Wasserdampf beginnt zu kondensieren und setzt dabei latente Wrme frei.

Beim Erreichen der Sttigungslinie wird die maximale Aufnahmefhigkeit des Rauchgases berschritten und das berschssige Wasser kondensiert aus. Zu beachten ist, dass aus dem h,x-Diagramm zunchst die Enthalpie des Rauchgases ohne die im Wasserdampf enthaltene latente Wrme abgelesen werden kann. Dies entspricht einem Wassergehalt im Rauchgas von 0, kg Wasserdampf pro kg trockenes Rauchgas.

Bei einer Abkhlung auf 40 C kondensieren ca. Die dabei freigesetzte Kondensati-onswrme steht als Nutzwrme vollstndig zur Verfgung. Wie im Q,t-Diagramm Abb. Bei der Kondensation ndert sich die Temperatur des Rauchgases nur wenig. Die maximal freisetzbare Wrme errechnet sich aus dem oberen Heizwert Brennwert des Brennstoffes. Wirkungsgrade sind definitionsgem blicherweise auf den unteren Heizwert eines Brennstoffes bezogen Dies bedeutet, dass die chemisch gebundene Energie des Brenn-stoffs als vollstndig freigesetzt gilt, wenn alle Verbrennungsprodukte in der Gasphase vorliegen.

Dadurch dass der Wasserdampf kondensiert wird, wird also mehr Energie frei gesetzt, als sich mit dieser Definition errechnet. Da sich der Kesselwirkungsgrad also stets auf den unteren Heizwert bezieht, knnen fr Kessel mit Rauchgaskondensation, d. Die Verbesserung des Kesselwirkungsgrades hngt stark vom Wasserdampfgehalt im Rauchgas und damit von der Brennstoffzusammensetzung und der Brennstofffeuchte und ab.

Brennwerttechnik fr Biomassefeuerungen Besonders vorteilhaft ist die Rauchgaskondensation auch bei der Verbrennung sehr feuchter Brennstoffe, wie waldfrischer Holzhackschnitzel. Whrend naturgem bei konventionellen Feuerungen mit trockenen Brennstoffen hhere Wirkungsgrade erzielt werden, kehrt sich die Situation beim Unterschreiten der Kondensationstemperatur um.

Die Rauchgaskondensation wird fr Biomassefeuerungen berwiegend eingesetzt, um die Akzeptanz der Anlage zu verbessern. Ein hoher Wasserdampfanteil im Rauchgas fhrt dazu, dass sich an der Kaminmndung bei der Abkhlung der Rauchgase Dampfschwaden bilden, die in der ffentlichkeit mit Schadstoffemissionen assoziiert werden.

Daher wird durch eine Abkhlung des Rauchgases unter den Taupunkt der Wasseranteil weitgehend auskondensiert. Da das Rauchgas nach der Rauchgaskondensation mit Wasserdampf gesttigt ist, wrde auch der geringe im Rauchgas verbliebene Dampfanteil durch die Abkhlung am Kaminaustritt kondensieren. Deshalb wird das Rauchgas meist wieder erwrmt oder zustzlich mit erwrmter Luft versetzt, um eine Schwadenbildung am Kamin sicher auszuschlieen Entschwadung.

Der Wrmegewinn reicht wegen des niedrigen Temperaturniveaus in der Regel nicht aus, um die hohen Zusatzinvestitionen fr die Rauchgaskondensation zu rechtfertigen. Ein weiteres Problem ist auch, dass die Rcklauftemperatur aus dem Heiznetz meist nicht ausreicht, um 10 Ausnahme: In Japan sind Wirkungsgrade auf den oberen Heizwert Ho bezogen. Daher wird meist ein Teilstrom des Rcklaufes in Luftkhlern zustzlich abgekhlt.

Durch den so entstehenden Wrmeverlust wird allerdings der Wirkungsgradgewinn der Rauchgaskondensation deutlich reduziert. Ein wesentlicher Vorteil der Rauchgaskondensation ist die Reinigungswirkung. Mit dem Kondensat werden die im Rauchgas enthaltenen Feinstaubanteile ausgewaschen. Da mit diesen Feinstaubanteilen die mit dem Brennstoff eingebrachten Schwermetalle im Konden-satschlamm abgeschieden werden, trgt die Rauchgaskondensation wesentlich dazu bei, der Umwelt belastende Schwermetalle zu entziehen.

Probleme verursachen dabei die im Rauchgas enthaltenen SO2-Anteile, die schlielich schwefelige Sure bilden. Bei hohen Schwefelgehalten des Brennstoffes liegt der Suretaupunkt bei Temperaturen von bis zu C [3. Im Kondensationsbereich sind also hochwertige und daher teure Materialien einzusetzen. Rauchgaskondensation ist also nur bei Brennstoffen mit sehr niedrigem Schwefelgehalt und entsprechend niedrigen Suretaupunkten und pH-Werten des Kondensats mglich.

Aufgrund des hohen Wasserdampfanteils im Synthesegas und des zustzlich bei der Synthese entstehenden Wasserdampfes, liegt es nahe, nicht nur die Abwrme der Vergasung und der Methanisierung , sondern auch die Kondensationswrme des im Rohgas enthaltenen Wasserdampfes zu nutzen. Wird der Prozess druckaufgeladen, z.

Dieses Prinzip wurde schon in mehreren Beispielen beschrieben. Eines dieser Beispiele ist die regenerative Speisewasservorwrmung bei Dampfkraftprozes-sen. Ein weiteres Beispiel ist die Bereitgestellt von provisional accountAngemeldetHeruntergeladen am Das Prinzip der Wirkungsgradsteigerung durch die Rckfhrung von Wrme beruht immer darauf, dass sich entweder der Massenstrom eines Arbeitsfluids bei einer Zustandsnderung auf hohem Temperaturniveau erhht, oder das Temperaturniveau der Zustandsnderung steigt.

In den meisten Fllen erhht sich allerdings der Massenstrom, da das obere Tempera-turniveau ohnehin durch die oberen Prozessparameter limitiert ist. Ein anschauliches Beispiel hierfr sind Microturbinen. Auch bei der regenerativen Speisewasservorwrmung wird die Leistungssteigerung bei gleicher Brennstoffzufuhr letztlich dadurch erreicht, dass ein erhhter Dampfmassenstrom auf hohem Druckniveau im Kreis gefahren wird.

Dabei erhht sich vor allem der Dampfmassenstrom durch den Hochdruckteil der Turbine und die Turbinenleistung steigt entsprechend, ohne dass sich die im Dampferzeuger und im Kondensator zu- und abgefhrten Wrmestrme verndern. Die regenerative Speisewasser-vorwrmung ist daher auch aus wirtschaftlichen Grnden vorteilhaft. Sie reduziert die Dampfmassenstrme im kleineren und kostengnstigeren Hochdruckteil und die spezifisch teurere Niederdruck-Turbine kann kleiner dimensioniert werden.

Sie ist besonders effizient, weil die Umgebungsluft aufgrund ihrer geringen Temperatur das Rauchgas weit abkhlen kann. Zudem stimmen Rauchgasmassenstrom und Luftmassenstrom gut berein, wodurch die Luft exergetisch gnstig im Gegenstrom im gleichen Ma vorgewrmt werden kann, in dem sich das Rauchgas abkhlt.

Dass die Luftvorwrmung nicht in jedem Fall thermodynamische Vorteile bringt, wurde bereits in Kap. Entscheidend ist, ob durch die Luftvorwrmung tatschlich eine Minderung der Abgasverluste realisiert werden kann.

Bei Dampfkraftprozessen mit regenerativer Speisewasservorwrmung ist dies aufgrund der hohen Speisewassertemperatu-ren von C und mehr immer der Fall siehe Abb. Ist dagegen bei der Warmwas-sererzeugung die minimale Rauchgastemperatur nicht durch den Suretaupunkt des Rauchgases oder durch die Auslegung des Kamins limitiert, kann dieselbe Rauchgasausnut-zung in der Regel durch die Erwrmung des Speisewassers erreicht werden.

Eine Luftvor-wrmung wrde in diesem Fall lediglich die Verbrennungstemperatur erhhen, ohne dass sich gleichzeitig die Abgastemperatur oder der Abgasmassenstrom reduziert. Wird darber hinaus durch die Luftvorwrmung die maximal zulssige Verbrennungstemperatur erreicht, muss ein hherer Luftberschuss zur Reduzierung der Verbrennungstemperatur eingestellt werden. Muss der Luftberschuss und damit der Rauchgasmassenstrom aufgrund der Luftvorwrmung erhht werden, verringert dies wieder den Kesselwirkungsgrad siehe Abb.

Im Beispiel in Abb. Bei einer hohen Luft-Eintrittstemperatur von C muss durch die partielle Oxidation des Brennstoffes zustzlich zur Reaktionsenthalpie der endothermen Vergasungsreaktionen nur noch die fhlbare Wrme fr die Aufheizung des Brennstoffes aufgebracht werden. Dadurch sinkt der Luftbedarf und damit die Luftzahl. Das Brenngas wird weniger stark mit Rauchgas und Luftstickstoff verdnnt und der Heizwert erhht sich entsprechend.

Auch bei Vergasungsanlagen mit allothermer Vergasung kann der Kaltgaswirkungsgrad des Vergasers durch die Vorwrmung der Verbrennungsluft der Vergaser-Brennkammer erhht werden. Q,t-Diagramm eines Warmwassererzeugers mit Luftvorwrmung bei einer maximal zulssigen Verbrennungstemperatur Ein wesentliches Problem der allothermen Vergasung besteht ja darin, dass die in der Brennkammer erzeugte Wrme aufgrund des hohen Temperaturniveaus nur zu einem geringen Teil fr die Beheizung des Vergasers oder Reformers genutzt werden kann.

Wird der Vergaser bei einer Temperatur von C betrieben, kann fr dessen Beheizung nur Rauchgas mit Temperaturen von deutlich ber C genutzt werden. Auch bei der allothermen Vergasung bestimmt also die Vorwrmung der Verbrennungsluft fr die Brennkammer den Kaltgaswirkungsgrad des Vergasers. Bei der Wasserdampfvergasung kann darber hinaus durch den in den Vergaser eingeleiteten Wasserdampf Abwrme in den Reformer zurckgefhrt werden.

Brennstofftrockung Rckgefhrte Prozesswrme kann auch fr die Brennstofftrocknung genutzt werden. Diese Form der Wrmerckfhrung wird beispielsweise beim BOA-Braunkohlekraftwerk in Niederauem genutzt, um einen besonders hohen Wirkungsgrad zu erreichen [4.

Im Gegensatz zur Steinkohle fllt Braunkohle mit einem hohen Wassergehalt an. Einfluss der Luftvorwrmung und der Brennstofffeuchte auf den Kaltgaswirkungsgrad bei der Vergasung autotherme Luftvergasung bei C Durch eine vorgeschaltete Wirbelschicht-Trocknung der Braunkohle werden die Abgasver-luste reduziert. Eine noch wichtigere Rolle spielt die Brennstofftrocknung bei der autothermen Vergasung von biogenen Brennstoffen. Wie bei den meisten Arbeitsmaschinen ist auch bei der Microturbine das obere Temperaturniveau des Kreisprozesses limitiert.

Das Rauchgas wird mit der mig verdichteten Verbrennungsluft vorgewrmt. Bei gleicher Brennstoffzufuhr und gleichen thermodynamischen Zustnden in der Gasturbine verdreifacht sich dadurch der Massenstrom durch die Turbine, da - um die maximale Verbrennungstemperatur nicht zu berschreiten dem Rauchgas ein hherer Luftberschuss zugemischt werden muss. Dadurch verdreifacht sich die Leistung der Turbine und der elektrische Wirkungsgrad steigt im Beispiel Abb.

Die eigentliche Gasturbine kann zudem auch wesentlich grer ausgefhrt werden, was schlielich auch wieder die inneren Verluste reduziert und dem inneren Wirkungsgrad von Verdichter und Turbine zugute kommt.

Beim Cheng-Cylce wird die Abwrme eines offenen Gasturbinenprozes-ses im Normalfall genutzt, um in einem Abhitzedampferzeuger Nutzwrme zu erzeugen. Energiefluss-Diagramm bei Microturbinen Abb.

Der Dampf expandiert mit dem Rauchgas in der Turbine. Durch die Erhhung des Massenstromes steigt die Leistung der Gasturbine, ohne dass gleichzeitig der Verdichtereigenbedarf in gleichem Ma zunimmt. Der Luftmassenstrom durch den Verdichter bleibt unverndert.

Der Verdichtereigenbedarf erhht sich nur dadurch, dass sich der Druck in der Brennkammer aufgrund des erhhten Rauchgasmassenstromes in der Turbine erhht Dampfkegelgesetz nach Stodola, siehe Kap. In der Gasturbine wird also zustzliche Rauchgaswrme in Arbeit umgesetzt, die ansonsten nur fr die Erzeugung von Nutzwrme eingesetzt werden knnte. Dabei wird die Verbrennungsluft abgekhlt, ohne dass dabei der Abgasmassenstrom erhht wird.

Dadurch sinkt der Verdichtereigenbedarf und der elektrische Wirkungsgrad der Anlage erhht sich entsprechend. Zustzlich wird die Abwrme der Gasturbine genutzt um das zur Aufsttigung verwendete Wasser vorzuwr-men.

Wie beim Cheng-Cycle wird dadurch Wrme prozessintern zurckgefhrt und die Abgastemperatur reduziert. Ein Teil der Abwrme aus den ohmschen Verlusten wird durch die Reformierung wieder in chemisch gebundene Energie umgewandelt und steht dann wiederum fr eine Konversion in elektrische Arbeit zur Verfgung.

Diese interne Khlung uert sich in einer Verringerung des notwendigen Luftberschusses und kommt damit nicht nur dem elektrischen Wirkungsgrad der Brenn-stoffzelle zugute, sondern auch der Rauchgasausnutzung in nachgeschalteten Prozessen.

TopCycle-Schaltung Wie durch die interne Reformierung, kann auch durch eine externe Reformierung der Wirkungsgrad eines Brennstoffzellensystems gesteigert werden. Interessant ist diese Option vor allem bei Systemen mit integrierter Vergasung von Festbrennstoffen.

Die meisten Vergasungskonzepte arbeiten autotherm. Der wesentliche Nachteil der autothermen Vergasung sind die niedrigen Heizwerte und der geringe Wasserstoffanteil des Brenngases.

Da der Kaltgaswirkungsgrad selbst in gnstigen Fllen auf ca. Nach Abzug des Eigenbedarfs fr Verdichter und der Verluste des Wechselrichters bleibt schlielich lediglich ein Gesamtwirkungsgrad von ca. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades kann nur durch die Minderung der Stromdichte bzw. Wie oben beschrieben, kann die gleiche Leistung bei verringerter Stromdichte allerdings nur durch eine Erhhung der Zellenzahl erreicht werden, wodurch die Investiti-onskosten linear ansteigen.

Nicht besser ist die Situation bei allothermen Vergasern. Durch den geringeren Kaltgaswir-kungsgrad sind bei vergleichbarer Stromdichte, trotz des erhhten Wasserstoffanteils und des hheren Heizwertes des Brenngases, die Gesamtwirkungsgrade noch geringer.

Vereinfachte Energiebilanz von Hochtemperatur-Brennstoffzellensystemen mit integrierter Vergasung allotherme Luftvergasung, C Eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrades kann allerdings erreicht werden, wenn es gelingt, die Abwrme der SOFC-Brennstoffzelle im Prozess zurckzufhren. Wird die Abwrme der SOFC-Brennstoffzelle genutzt, um damit die Wrme fr die endothermen Vergasungsreaktionen bereitzustellen, kann der Wirkungsgrad des Gesamtprozesses ganz wesentlich erhht werden.

Damit kann die fr die Vergasung notwendige Wrme aufgebracht werden. Mit der Heatpipe-Reformer-Technologie ist es mglich, die erforderlichen Wrmestrme selbst bei den geringen Temperaturdifferenzen zwischen Brennstoffzellen-Abgas und Vergaser zu bertragen. Wie bei der Rekuperatorgasturbine fhrt also die Erhhung des Energiestromes durch die Wrme-rckfhrung zu einer Erhhung der Leistung der Arbeitsmaschine. Zudem fllt die Abwrme des dargestellten Prozesses bei einer Temperatur von C an.

All diese inneren Verluste fhren zum Verlust von Arbeitsfhigkeit. Die Reduzierung solcher Exergieverluste ist allerdings oft nur durch eine Steigerung der Anlagengre zu erreichen. Ein Beispiel hierfr sind die Spaltverluste bei der Expansion in Dampfturbinen. Ein weiteres Beispiel fr die Zunahme von Exergieverlusten bei abnehmender Anlagengre sind Strahlungsverluste. Die auf die Anlagenleistung bezogene Oberflche einer Kesselanlage nimmt mit abnehmender Leistung stark zu, so dass sich auch die auf die Anlagenleistung bezogenen Wrmeverluste bei kleinen Einheiten stark erhhen.