Referenties - Warmte/kracht-installaties

Project

HoSt heeft binnen het TARGeT-project (gesubsidieerd door de Europese Unie) een volgende stap in het onderzoek- en ontwikkelingsproject op de Boeldershoek te Hengelo gezet. Het doel van dit project is:

• Verkrijgen van uitgebreide kennis over de gevormde teren tijdens vergassing
• Bepalen van de invloed van reinigingstechnologieën op de teerconcentratie
• Meten en modelleren van de samenstelling en concentratie van teren resulteert in vervuiling
• Meten en modelleren van de gevolgen van de samenstelling en concentratie van de teren op CO, CxHy en roet-emissies.

In dit drie jaar lopende project is HoSt mededeelnemer, samen met Alstom Power, Universiteit van Stuttgart, TU Delft en het Koninklijke Technologische Instituut van Zweden.

Resultaat

Het overall resultaat van dit project is een beter begrip van gedragskenmerken van teren in biomassa vergassingsinstallaties. Het project is opgedeeld in zeven projectonderdelen, waarvan HoSt in twee mededeelnemer is en één keer projectleider. Op dit moment (juni 2002) zijn er verschillende activiteiten afgerond, zoals installeren van de geschikte compressor, eerste test met de compressor en teerconcentratietesten.

Expertise

Biomassavoorbewerking, biomassavergassing, gasreiniging

Project

In Moldavië, een van de armste landen in Oost Europa, zijn een groot aantal agrarische boerderijen aanwezig. De laatste jaren is de oogst zeer slecht geweest door een tekort aan regen gedurende een langere periode. Als onderdeel van een PSO project is een irrigatie systeem geïnstalleerd op een boerderij. Omdat de boeren zich geen dure fosiele brandstoffen kunnen veroorloven en voldoende biomassa lokaal beschikbaar is, is besloten om een biomassa energiecentrale te installeren. De centrale moet elektriciteit opwekken voor het aandrijven van de irrigatie pompen. Als onderdeel van het project zal HoSt een energiecentrale leveren, bestaande uit een vast bed vergasser, gasreiniging en een dual fuel dieselmotor.

Projectpartners voor dit project waren Agro Vision Holland, WKZ en Revaho.

Resultaten

Op het moment wordt de installatie opgebouwd en getest op de testlocatie op Boeldershoek te Hengelo. De installatie zal naar Moldavië getransporteerd worden voor het einde van 2002.

Expertise

Biomassavergassing, kleine schaal energie-opwekking

Project

HoSt heeft in opdracht van Holec Projects de detailed engineering uitgevoerd van het gehele stoomwatersysteem van de houtgestookte centrale in Lelystad. Holec Projects heeft van de Nuon (energiedistributiebedrijf) de opdracht gekregen voor de turn-key levering van deze houtgestookte centrale.

De, door HoSt ontworpen, installatie bestaat uit een hoge- en lagedruk stoomturbine, stadsverwarming condensors en luchtgekoelde condensor.

Met deze installatie is het mogelijk om bij de verschillende warmtevragen van het verwarmingsnet te bedrijven een optimaal elektrisch rendement te realiseren.

Resultaten

• Brandstof capaciteit: 8,5 MWth (Verbrandingswaarde: 11.000 kJ/kg, brandstof debiet: 2,8 kg/uur).
• Stoom productie: circa 9.100 kg/uur op 30 bar en 420°C.
• Elektriciteitsproductie: circa 1,5 MWe.
• Warmte naar het warmtedistributienet: max. 6,5 MWth.
• Aantal draaiuren: circa 8.000 uren/jaar
• Vermindering van CO2-uitstoot: 13.780 ton/jaar

Expertise

Stoomcyclus, biomassaverbranding, stadsverwarming

Project

De elektriciteitsproductie kan worden vergroot door optimalisatie van de koppeling tussen een stoomcyclus en de warmtevraag van een warmtedistributienet. Voor de uitgangssituatie is een hoge druk turbine opgesteld met een tegendruk van 1,2 bar(a) en een lage druk turbine met een tegendruk van 0,15 bar(a). Stoom van de hoge druk turbine wordt ingezet om in de winter water van 120°C op te wekken en in de herfst en de lente water van 80°C. Als de beschikbare warmte de warmtevraag van het warmtedistributienet overtreft, wordt het overschot stoom benut in de lage druk turbine om meer elektriciteit op te wekken.
In de nieuwe situatie kan de elektriciteitsproductie worden vergroot door de tegendruk van de lage druk turbine te verhogen tot 0,65 bar(a). Daarnaast wordt de condensor in twee delen gesplitst. De eerste condensor levert warm water van 80°C voor het warmtedistributienet in de herfst en de lente. In de winter wordt in de tweede condensor het water van 80°C tot 120°C verwarmd, waardoor het stoomdebiet naar de lage druk turbine wordt verlaagd.

Resultaat 

Het systeem heeft de volgende voordelen:

• De jaarlijkse draai-uren van de lage druk turbine worden significant groter (8110 uren/jaar vergeleken met 2760 uren/jaar).
• De luchtgekoelde condensors verbruiken in de zomer minder energie. Het opgenomen vermogen neemt af van 100 kWe naar 66 kWe.

De jaarlijkse elektriciteitsproductie neem 5–10% toe. Er zijn geen significante additionele investeringen mee gemoeid.

Expertise

Warmte integratie, stoomcyclus, stoomturbines, warmtedistributie.

Project

Deze studie heeft als doel de haalbaarheid van een warmte/kracht-centrale gekoppeld aan een stadsverwarmingsnet in het centrum van Hengelo te onderzoeken.

Resultaat

Een stadsverwarmingsnet op hoofdlijnen is interessant als verbruikers met een huidig verbruik vanaf 50.000 nm3 gas per jaar, aangesloten worden. Als op de hoofdleidingen ook verbruikers van momenteel 5.000 nm3 gas per jaar worden aangesloten, neemt de rentabiliteit van het gehele project toe. Uit economische analyse blijkt dat een STEG-eenheid met LM2500 die een bijgestookte afgassenketel en een stoomaftap op 0,9 bara heeft, economisch het meest interessant is. De piek warmtevraag kan opgevangen worden door hulpketels of door bijstoken in de afgassenketel.

Een hoger energetisch rendement van de warmte/kracht-centrale is mogelijk door het toepassen van een rookgasventilator met rookgascondensor en warmtepomp. Absorptiekoelmachines die decentraal koude opwekken kunnen de warmtevraag vooral in de zomer vergroten. Hierdoor ontstaat een extra energetisch voordeel.

Een warmte/kracht-centrale levert milieuvoordelen op. Aardgasbesparing, CO2 – en NO2-redukties van respectievelijk 17,9 miljoen nm3 gas per jaar, 20% CO2 en 69% NOx zijn hierdoor haalbaar.

Expertise

Warmtetechnische berekeningen, proceskennis, meettechnieken, warmtedistributie

Project

Voor het drogen van zeoliet wordt in de huidige situatie de rookgassen van een aardgasbrander gebruikt (circa 9 MW). Met een gasturbine (van circa 4 MW elektrisch) kan elektriciteit worden opgewekt terwijl de restwarmte wordt benut in het droogproces. De netto operationele kosten van het drogen zullen dalen door de opbrengst van elektriciteit. Door HoSt zijn de investeringen geraamd, de verandering in de energiebalans bepaald en de invloed op de operationele kosten vastgesteld. De studie heeft zicht gericht op drie opties, namelijk: drogen met de afgassen van de gasturbine, verwarming van het droogproces via een warmtewisselaar en verwarming van het droogproces met de afgassen via thermische olie.

Resultaat

De investering in de voorschakeling van een gasturbine kan binnen 6 jaar worden terugverdiend, zonder dat subsidies zijn meegerekend. Voor een dergelijke warmte/kracht-koppeling kunnen subsidies worden verkregen die de terugverdientijd zullen verkorten.

Expertise

Procesberekeningen, energietariefstructuren,investeringsramingen, warmte/kracht-studies

Project

Op een pluimveebedrijf in Moldavië heeft HoSt een mesofiele vergistingsinstallatie gebouwd. Uit natte kippenmest wordt biogas gewonnen dat in een gasmotor warmte/kracht-koppeling (WKK) wordt omgezet in elektrische- en thermische energie. Tevens wordt de vergiste mest gescheiden in een natte en droge fractie. Het project is gefinancierd door Senter (Den Haag) in het kader van PSO. HoSt was verantwoordelijk voor de realisatie van een complete vergistingsinstallatie, bestaande uit 2 vergistingstanks (700 m³) met bijbehorende meng-, buffer- en eindopslag- tanks (70 m³), WKK en mestscheider. In verband met de verwerking van kippenmest, is voor een extra lange verblijftijd in de vergistingsinstallatie gekozen (35 dagen in plaats van de gebruikelijke 21 dagen).

Resultaat

Uit 20 m³ kippenmest (droge stof gehalte 12%) per dag, is de verwachte biogasproductie 1,000 m³ per dag. Het biogas wordt omgezet in een WKK (85 kWe en 116 kWth). De elektriciteitsproductie bedraagt 550.000 kWe per jaar. De warmte, die vrijkomt bij de motorkoeling en uit de rookgassen, wordt benut voor verwarming. Dit geeft een additionele besparing van 60.000 m³ Ae. Door mestscheiding ontstaat een fosfaatrijke droge fractie (droge stof gehalte 30%) en een natte fractie (droge stof gehalte 3%). Deze droge- en natte fracties worden gebruikt in een bemestingsdemonstratie project.

Expertise

(mest)vergisting, energie-opwekking, basis- en detailengineering, projectmanagement, bouw en in bedrijfstelling.

Project

Een haalbaarheidsstudie is uitgevoerd naar de mogelijkheden van een vleeskuikenmest gestookte verbrandings- en vergassingsinstallatie, waarbij elektriciteit en bruikbare warmte opgewekt worden. De studie heeft zich gericht op een installatie op middelgrootte schaal van 20.000 ton vleeskuikenmest per jaar.

Resultaat

Een warmte/kracht-installatie op basis van verbranding van vleeskuikenmest is op deze schaal zowel technisch als economisch niet haalbaar.

Vergassing van vleeskuikenmest kan met behulp van een gasmotor 1 MWe leveren. Bij het proces komt eveneens 3 MWth warmte vrij. Deze warmte kan benut worden voor verwarmingsdoeleinden met behulp van een 70-90EC warmtesysteem, danwel voor een belangrijk deel voor stoomopwekking gebruikt worden. De techniek van vleeskuikenmestvergassing is echter nog onvoldoende onderzocht. Extra onderzoek zal uitwijzen of asaglommeratie een probleem wordt of dat lage temperatuur vergassen in combinatie met een entrained bedvergasser of een hoge temperatuur teerkraker dit probleem kan verhelpen. Bij 8.000 draaiuren heeft de installatie een jaarlijkse opbrengst van circa € 726.048,- en wordt de installatie in 10 jaar terugverdiend (excl. subsidies en fiscale aftrekmogelijkheden). Een belangrijk aspect voor de haalbaarheid is de mogelijkheid om de as af te zetten als (kunst)mest.

Expertise

Warmtetechnische berekeningen, biomassa conversietechnologie,stoomsystemen, proceskennis, deNOx-reiniging

Project

In de studie is de haalbaarheid onderzocht van twee met afvalhout gestookte energiecentrales ten behoeve van de productie van elektriciteit en warmte. Het doel van de studie was het vaststellen van:

• de meest geschikte locaties voor de installaties;
• de optimale schaalgrootte van de installaties;
• de gewenste conversietechnologie (verbranding/vergassing);
• de economische en technische haalbaarheid.

Resultaat

Voor de installaties zijn twee locaties geselecteerd waar de installaties rendabel kunnen worden geëxploiteerd. Voor een van de projecten is een wervelbedverbrandingsinstallatie geselecteerd op een schaal van 12 MWth. Voor het andere project is gekozen voor een wervelbedvergassingsinstallatie (15 MWth), waarbij het gas wordt gestookt in gasmotoren. Een deel van de warmte in de rookgassen van de gasmotoren wordt in een afgassenketel benut voor stoomproductie, zodat met een stoomturbine nog extra elektriciteit kan worden opgewekt. Door de mogelijkheid tot het rechtstreeks verstoken van het gas op de afgassenketels van de gasmotoren, worden de technologische risico’s van het project beperkt gehouden.

Op basis van de resultaten van de studie is door de klant besloten tot daadwerkelijke realisatie van het vergassingsproject. Op dit moment is een aanbestedingsprocedure voor leveranciers in voorbereiding.

Expertise

Biomassavergassing, biomassaverbranding, warmte/kracht

Project

De houthandel houdt jaarlijks een grote hoeveelheid resthout over. Onderzocht zijn de mogelijkheden om het resthout in te zetten als brandstof voor een warmte/kracht-centrale. Er is een groot aantal verbrandingstechnologieën onderzocht, zoals onderschroef, doorschroef, schuifrooster, wervelbed en getrapte-verbranding. Met de warmte wordt hoge drukstoom opgewekt. De stoom drijft een tegendruk turbine aan, die elektriciteit produceert.

Ook de mogelijkheid om het hout te vergassen is onderzocht. In een 4 MWth wordt het hout vergast. Het geproduceerde gas wordt na reiniging in een 1 MWe gasmotor verstookt, die electriciteit en warmte produceert.

Resultaat

Enkele belangrijke conclusies uit de studie zijn:

• bij een 4 MWth installatie is het thermisch rendement 68% en het elektrisch rendement 7%, waarbij de warmte wordt afgezet in een stadsverwarmingsnet 90-70° C-systeem;
• bij een 8 MWth verbrandingsinstallatie is het thermisch rendement 66% en het elektrisch rendement 9%;
• de vergassingsinstallatie produceert 1 MWe en 2 MWth. De investeringen bedragen circa € 3.403.351,-. De jaarlijkse opbrengst bedraagt circa € 453.780,-.

Expertise

Warmtetechnische berekeningen, biomassa conversietechnologie, stoomsystemen, proceskennis, rookgasreiniging, stadsverwarming.

Project

In opdracht van REMU en Hoekloos is de basic-engineering uitgevoerd voor een vergassingsprojekt in Hengelo. De installatie betreft een 8,5 MWth CFB-vergasser gebaseerd op de HoSt/ECN technologie, welke gas zal gaan leveren aan een bestaande ketelinstallatie ter vervanging van aardgas. Bij de basic engineering is rekening gehouden met een eventuele tweede fase waarbij het gas zal worden opgewerkt tot aardgaskwaliteit.

Met de vergassingsinstallatie zal in eerste instantie 1,4 MWe duurzame elektriciteit worden geproduceerd in de zomerperiode. Gedurende periodes van een grote warmtevraag wordt circa 0,8 MWe duurzame elektriciteit geproduceerd en circa 5,4 MWth duurzame warmte. De warmte zal worden geleverd aan bedrijven op het Stork-terrein en aan bestaande en nieuw te bouwen woningen en kantoren in de omgeving.

Resultaat

Op basis van de output van de werkzaamheden en een economische evaluatie van het projekt is besloten de benodigde subsidie voor het projekt aan te vragen en de formele vergunningprocedure te starten. Indien de vergunningprocedure bevredigend wordt doorlopen, dan zal de installatie eind 2003 in bedrijf kunnen worden genomen.

Expertise

Aanvraag van milieuvergunningen, CFB-vergassing, methanisering van houtgas, basic engineering, begroting, economische evaluatie.

Project

In de studie is de haalbaarheid onderzocht van een met afvalhout gestookte energiecentrale ten behoeve van de productie van elektriciteit en warmte. Een deel van de warmte dient daarbij te worden benut voor het drogen van biomassabrandstoffen. Het overige deel dient extern ten behoeve van stadsverwarming te worden afgezet.

Resultaat

Uit de studie komt naar voren dat onder de gehanteerde economische randvoorwaarden, een installatie op de gewenste schaalgrootte van circa 5 MWth alleen rendabel kan worden geëxploiteerd bij een voldoende grote warmte-afzet. Indien een deel van de warmte zonder vergoeding wordt onttrokken voor een droogproces, dan zal alleen een vergassingsinstallatie met gasmotoren, bij een voldoende grote externe warmtevraag, rendabel kunnen worden geëxploiteerd. Een biomassa verbrandingsinstallatie kan in verband met het relatief lage elektrische rendement op deze schaalgrootte en de noodzaak tot vergaande reiniging van rookgassen, niet rendabel worden geëxploiteerd.

Expertise

Biomassavergassing, biomassaverbranding, warmte/kracht

Project

NedCar heeft HoSt gevraagd om aan te geven hoe de warmte- en koudevraag over de verschillende gebouwen verdeeld is en waar de mogelijkheden voor energiebesparing liggen. HoSt heeft daartoe een meetprogramma uitgevoerd waarbij de warmte- en koudevraag van de gebouwen gemeten is.

Resultaat

• Ruimteverwarming
  Door het verlagen van de thermostaat in het weekend en ‘s nachts kan maximaal 20% van het totale gasverbruik per jaar bespaard worden. Dit betekent een kostenbesparing van circa € 11.344,- per jaar. Hiervoor is geen investering nodig.
• Ketels
  Door het uit bedrijf nemen in plaats van het stand-by houden van een ketel wordt circa € 3.630,- per jaar bespaard op stralingsverliezen, onderhoud en keuring.
• Gasmotor
  Hierbij wordt de afvalwarmte van de gasmotor gebruikt voor verwarming van het retourwater van de ruimteverwarming. De netto besparing door inzet van een gasmotor bedraagt circa € 31.764,- per jaar. De terugverdientijd is 5 – 6 jaar.
• Koelwatercircuit
  Door de ruimte die de laagste koeltemperatuur vraagt separaat te koelen en de koelmachines beter te regelen kan een minimale besparing van € 7.487,- per jaar gehaald worden.

Expertise

Meetprogramma’s, gasmotor, procesregeling, power monitoring

Project

In de studie is de technische en economische haalbaarheid van een duurzaam energieconcept getoetst. Het duurzame concept bestaat uit een warmtepomp die warmte uit grondwater oppompt tot een bruikbaar temperatuurniveau. De benodigde elektriciteit wordt geleverd door gasmotoren, waarbij de warmte van de motoren ook wordt benut. De opgewekte warmte wordt via een distributiesysteem getransporteerd naar de afnemers op het terrein. In de zomer wordt warmte uit de omgeving teruggebracht in de bodem om blijvende afkoeling te voorkomen (regeneratie).

Resultaten 

Het duurzaam energieconcept resulteert in een energiebesparing van 12 tot 15% ten opzichte van de situatie waarin alle woningen worden voorzien van individuele HR-combiketels. Door in de zomer warmte te onttrekken aan het oppervlaktewater wordt bovendien de waterkwaliteit positief beinvloed.

Specifieke kennisgebieden

Warmtepompen, warmtedistributie, warmte-opslag, warmte/kracht