Die Mikro-Dampfturbinen von Turbonik erzeugen dort Strom, wo bisher Ventile zur Regelung von Dampfdruck im Einsatz sind. Mit elektrischen Leistungen von bis zu 600 kW ermöglichen sie eine wirtschaftliche Eigenstromerzeugung direkt im Kesselhaus, senken nachhaltig Energiekosten und reduzieren CO2-Emissionen. Dank kompakter Bauweise, vollautomatischem Betrieb und wartungsarmer Ausführung eignet sich eine MDT ideal für industrielle Dampfanwendungen und macht das Kesselhaus zum Profit Center.
Vorteile der MDT auf einen Blick:
Die Mikro-Dampfturbine nutzt das energetische Potenzial einer notwendigen Druckreduzierung von Prozessdampf zur zusätzlichen Stromerzeugung. Anstelle einer Drosselung über ein Regelventil wird der Dampfdruck dabei über die Turbine geregelt. Dabei wird mechanischen Arbeit verrichtet und im Generator Strom erzeugt. Nach der Turbine steht weiterhin Dampf mit dem gewünschten Druck für die Prozesse zur Verfügung.
Turbine und Generator sind direkt auf einer gemeinsamen Welle gekoppelt. Dieses Direktantriebskonzept minimiert mechanische Verluste, erlaubt hohe Drehzahlen und sorgt für einen optimalen elektrischen Wirkungsgrad über einen breiten Lastbereich.
Die MDT wird projektspezifisch auf Druckniveau, Dampfmassenstrom und Temperatur ausgelegt. Durch einen maximalen Vordruck bis 40 bar und die Eignung für Satt- sowie überhitzten Dampf bis 450 °C ist eine hohe Anpassungsfähigkeit an übliche Prozessbedingungen in der Industrie gewährleistet.
Die Anlage arbeitet vollautomatisch mit lastabhängigem Start-/Stopp-Betrieb. Die Integration einer SPS-basierten Steuerung (z. B. Siemens S7) ermöglicht eine präzise Leistungsregelung, stabile Betriebsführung und sichere Einbindung in übergeordnete Leitsysteme.
Die einstufige Turbine verfügt über sehr wenige bewegte Bauteile. Die ölfreie, wassergelagerte Ausführung reduziert den Verschleiß erheblich, eliminiert Hilfsmedien und trägt maßgeblich zu einer hohen Anlagenverfügbarkeit bei.
Durch die hohe Leistungsdichte des Generators benötigt die Mikro-Dampfturbine nur eine sehr geringe Stellfläche. Sie kann platzsparend in bestehende Kesselhäuser integriert werden, wobei Schaltanlage und Turbosatz räumlich trennbar ausgeführt werden können.
Die elektrische Energie kann wahlweise im Eigenverbrauch genutzt oder eingespeist werden. Die elektrische Schnittstelle der Turbine ist ein nach den e den relevanten VDE-Richtlinien (4105 / 4110) zertifizierter Frequenzumrichter,. Die Anbindung an die nächstgelegene Verteilung (400 V) ist damit vergleichbar zum Anschluss einer PV-Anlage.
Betriebsmedium
Wasserdampf, Sattdampf oder überhitzter Dampf
Leistungsbereich pro Turbine
40 - 600 kW el. (Modular erweiterbar auf 1.200 kW el.)
Max. Eintrittsdruck
40 bar ü
Austrittsdruck
-0,8 bar ü bis 16 bar ü
Max. Eintrittstemperatur
450 °C
Max. Dampfmenge
20 t/h
Min. Dampfmenge
1,0 t/h
Teillastbetrieb
Bis ca. 35% der max. Auslegungsmenge
Anzahl Stufen
Einstufig
Drehzahlbereich
Bis 50.000 rpm
Isentroper Wirkungsgrad
Bis 75%
Schmiermedium
Wasser
Einspeisung
400 V, 50 Hz
Steuerung
SIEMENS S7 oder vergleichbar
Abmessungen
H 2165 mm x B 1982 mm x T 800 mm
In der Kreislaufwirtschaft sind Müllverbrennungsanlagen ein wichtiger Baustein, bei dem es vor allem auf die optimale Nutzung der im Brennstoff enthaltenen Energie ankommt. Einige Anlagen verwenden in ihren Prozessen Druckreduzierventile, welche ein zusätzliches Potenzial zur Stromerzeugung darstellen.
Die Betriebsweise von Müllverbrennungsanlagen unterliegt derzeit einem Wandel, getrieben durch die neuen Fernwärmeerfordernisse der Kommunen, was sich auf den bisherigen Turbinenbetrieb auswirkt. Durch veränderte Dampfnutzung entstehen so neue Einsatzmöglichkeiten für die Mikro-Dampfturbinen. So kann beispielsweise bei der Entnahme von Dampf auf einer Mitteldruckstufe bzw. aus einer Anzapfung und einer darauffolgenden Druckreduzierung mithilfe von Ventilen zusätzlich Strom erzeugt werden. Die Anpassung an diese neuen Anforderungen schafft nicht nur Effizienzgewinne, sondern auch eine nachhaltigere Energiegewinnung in Müllverbrennungsanlagen.
Ein Blick auf die aktuellen Entwicklungen zeigt, dass die Optimierung der Energiegewinnung in diesen Anlagen mehr ist als nur ein Schlagwort – es ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer nachhaltigeren und effizienteren Zukunft der Kreislaufwirtschaft.
Die GMVA erzeugt mit der Turbonik-Turbine Strom für bis zu 500 Vier-Personen-Haushalte in Oberhausen zusätzlich
Im Zeichen des Wandels steht auch die Stahlindustrie, deren zukünftige Aufgabe und derzeitige Herausforderung die Produktion „Grünen Stahls“ ist. Anders als bei Müllverbrennungsanlagen wird hier die Stärkung kleiner, schon vorhandener Energiepotenziale in großen Verbundanlagen fokussiert. Häufig werden bereits Abwärme oder Hüttengas zur Dampferzeugung genutzt, was eine starke CO2-Reduktion des daraus erzeugten Stroms bedeutet und maßgeblich zur klimaschonenden Transformation der Stahlindustrie beiträgt. Ein Betreiber kann mit einer Mikro-Dampfturbine hierbei bis zu 1000 Tonnen CO2 pro Jahr einsparen.
Mikro-Dampfturbinen können so als Effizienzmaßnahme eine wichtige Rolle einnehmen, die auch im Rahmen der CO2-Kompensation angerechnet werden kann. Der Einsatz der Mikro-Dampfturbine eröffnet demnach nicht nur ökologische, sondern auch wirtschaftlich attraktive Perspektiven für die grüne Zukunft der Stahlindustrie.
Auch die Lebensmittel-, Futtermittel- und Pharmaindustrie wird eine große Menge an Energie in Form von Dampf benötigt, großteils für Trocknungsprozesse. Dabei muss der Dampf absolut sauber bleiben, denn die Reinhaltung der Produkte ist oberste Priorität der Branchen. Diese kann mit der vollständig-ölfrei-arbeitenden Mikro-Dampfturbine von Turbonik ohne Hindernisse erreicht werden.Ventile zur Druckreduzierung, die in der bestehenden Dampfversorgung vorgeschaltet sind, bieten die Anschlussmöglichkeit für die Mikro-Dampfturbine. Doch auch bei der Anschaffung einer neuen Kesselanlage kann die Nutzung einer Mikro-Dampfturbine direkt vorgesehen und implementiert werden.
„Die Mikrodampfturbine von Turbonik war für uns ein großer Schritt in Richtung Ausbau unserer Eigenstromerzeugung. Hier trägt das Konzept von Turbonik maßgeblich zur Nachhaltigkeit bei gleichsam hoher Wirtschaftlichkeit entscheidend bei“ (Dietmar Kaiser, Member Of The Management Board, Finzelberg.)
EMAS-Officer Wadim Pfaff ergänzt: „Besonders clever ist sicherlich auch, dass die Turbine dann den Strom erzeugt, wenn wir ihn in den Produktionsanlage abnehmen. Und das unabhängig von Sonne oder Wind.“
Eine zuverlässige Energieversorgung der Kunden ist für Energieversorger schon immer ein Bestreben von enormer Wichtigkeit. Doch im Zuge des wachsenden Bewusstseins für den Umweltschutz ist nicht nur die Nachhaltigkeit, sondern auch die Sauberkeit der Energie von entscheidender Bedeutung. Dabei kommt es wie in allen energieintensiven Prozessen auf die optimale Nutzung der eingesetzten Brennstoffe und die Implementierung effizienter Prozesse an.
In vielen bestehenden Kraftwerksanlagen und Biosmasseheizkraftwerken schlummern noch ungenutzte energetische Potenziale, welche die optimalen Bedingungen für die Nutzung der Mikro-Dampfturbinen sind. Interessante Beispiele sind neben der Dampfdruckreduzierung bei der Entgasung von Fernheiz- oder Speisewasser auch die Auskopplung von Ferndampf. Allesamt Prozesse, für die eine Stromerzeugung erst durch die Technologie der Mikro-Dampfturbinen technisch machbar und wirtschaftlich wird.
Die Mikro-Dampfturbine wird bei der Energieversorgung Oberhausen im Entgasungsprozess von Fernheizwasser eingesetzt
Eine Mikrodampfturbine, die Druckverluste bei Dampfentspannung nutzt, um Strom zu erzeugen.
Wenn ihr regelmäßig Dampf über Druckminderungen entspannt und dabei ein stabiles Lastprofil habt, das eine sinnvolle Stromerzeugung ermöglicht.
Häufig wird sie in ein Entspannungskonzept integriert, sodass die Prozessversorgung stabil bleibt und gleichzeitig Energie zurückgewonnen wird.
Ausreichender Massenstrom, passende Druckdifferenz, Einbindung in Regelung und Schutzkonzept sowie ein Netzanschlusskonzept für den erzeugten Strom.
Das Ziel ist ein kompakter, wartungsarmer Betrieb, dennoch sind regelmäßige Checks, Messwertkontrolle und eine saubere Betriebsführung wichtig.
