Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise und der Klimaveränderung sind innovative Technologien gefragt, die sowohl Primärenergie einsparen als auch den CO2-Ausstoß verringern und zugleich die Wirtschaftlichkeit von Produktionsprozessen erhöhen. Das von der ENVA Systems GmbH entwickelte Energiemodul kann hierzu einen Beitrag leisten und im Parallelbetrieb zu einer mechanischen Dampfdruckreduzierstation bei zahlreichen Industrieprozessen eingesetzt werden und aus überschüssigem Prozessdampf elektrischen Strom gewinnen.
Da die Dampferzeugung nur auf einer Druckstufe erfolgen kann, einige Verbrauchsstellen aber einen geringeren Dampfdruck als andere benötigen, ist es unvermeidbar den Dampfdruck zu mindern. Diese Druckminderung erfolgt normalerweise über sogenannte Druckreduzierstationen. Eine Dampfdruckreduzierstation ist ein mechanisches Drosselventil, welches die Arbeitsfähigkeit des Dampfes irreversibel zerstört. Die Abnahmestelle erhält zwar den Dampf in der gewünschten Druckstufe, die zuvor enthaltene Exergie geht jedoch verloren. Exergie ist der hochwertige und verlustfrei in andere Energieformen überführbare Teil der der thermischen Energie. Das Energiemodul setzt an dieser Stelle an, reduziert den Dampfdruck und erzeugt mit dieser Energie elektrischen Strom.
Stromerzeugende Dampfdruckreduzierstation – Amortisationszeit von unter drei Jahren
Der Vorteil des Einsatzes des Moduls der ENVA Systems GmbH liegt auf der Hand. Die Arbeitsfähigkeit des im Druck zu reduzierenden Dampfes wird zur Stromerzeugung genutzt und gleichzeitig wird die Dampfqualität – in Bezug auf Druck und Temperatur – an die Anforderungen des nachgeschalteten Prozesses angepasst. Da die Ausfallsicherheit des Produktionsprozesses Vorrang vor der Stromerzeugung hat, wird das Energiemodul in einer Bypassdampfleitung zur herkömmlichen Druckreduzierstation eingesetzt, sodass bei Wartungsarbeiten und Dampfschwankungen der Betrieb in ursprünglicher Weise weitergeführt werden kann.
Die Grundvoraussetzungen für den Einsatz des Energiemoduls sind eine Druckdifferenz von größer 600 mbar und Dampfmengen von größer als einer Tonne pro Stunde. Ein Rechenbeispiel für einen typischen Anwendungsfall, wie er häufig vorkommt, verdeutlicht das große Potenzial dieses Verfahrens: Bei einem Eingangsdruck von 11 bar und einem Ausgangsdruck von 4 bar erzeugt das Energiemodul – bei einem angenommenen Dampfstrom von 5 Tonnen pro Stunde mehr als 100 kW elektrischen Strom in der Stunde. Bei 8.000 Betriebsstunden/Jahr ergibt sich eine Leistung von über 800.000 kWh Strom, die ins firmeneigene Netz eingespeist werden können.
Ausgehend von diesen Voraussetzungen und bei kontinuierlichen Dampfströmen amortisiert sich das Energiemodul innerhalb von drei Jahren und kann einen bedeutenden Beitrag zur Effizienzsteigerung des gesamten Industrieprozesses leisten. Das Energiemodul wird derzeit, abhängig von der Dampfmenge beim Kunden, in Leistungsklassen von 10 bis 500 kW elektrischer Leistung angeboten.
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Die ENVA Systems GmbH beschäftigt sich seit Jahren mit der Forschung und Entwicklung von innovativen Produkten und Technologien zur Steigerung der Energieeffizienz bzw. mit der Entwicklung von Produkten zur CO2 neutralen Stromproduktion.
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