Aufgrund ihrer spezifischen Vorteile gegenüber Dampfanlagen (wartungsärmer, keine Wasseraufbereitung, genaue Regelung und geringere Investitionen) ist die Thermoöltechnik für viele produzierende Branchen erste Wahl bei der Wärmeübertragung und der Temperierung von Prozessen. In diesem Beitrag stellen wir die Anwendungen aus der Energiewirtschaft vor.
Energiewirtschaft
Die Energiewirtschaft versorgt Privathaushalte und Unternehmen vor allem mit Gas und elektrischem Strom, aber auch mit Fernwärme oder sonstigen Brennstoffen. Sie steht im Rahmen der Energiewende vor enormen Herausforderungen, zählt sie doch – neben der Chemieindustrie und der Landwirtschaft – zu den wichtigsten Schadstoffemittenten in der globalen Wirtschaft.
In der Energiewirtschaft kommen Wärmeübertragungsanlagen in vielen Bereichen zum Einsatz: Thermoölsysteme werden hier beispielsweise eingesetzt zur Beheizung von Erdöltanklagern, zur Gasaufbereitung in Gaskraftwerken, in kombinierten Biomasse-Heiz-Kraftwerken oder in solarthermischen Kraftwerken.
Gasaufbereitung
Im Kompostwerk Bützberg der Freien und Hansestadt Hamburg wird seit Mitte der 1990er Jahre Kompost erzeugt. Neben dieser stofflichen Verwertung sollen die Bioabfälle in Zukunft auch energetisch verwertet werden. Durch Trockenfermentierung soll Biogas erzeugt werden, das klimabewussten Hamburger Bürgern und dem eigenen Fuhrpark der Stadtreinigung zur Verfügung gestellt werden soll. Hierfür lieferte heat 11 eine komplett schlüsselfertige Thermoölanlage zur Beheizung der Biogasaufbereitungsanlage. Das System besteht im Wesentlichen aus einem mit Biomasse befeuerten Abhitzekessel und einer Feststoffverbrennungsanlage mit automatischer Brennstoffzufuhr (einschließlich Entaschung, Multizyklon-Staubabscheider und Elektrofilter) sowie einem mit Biogas befeuerten Thermoölkessel. Sekundär- und Regelkreise zur Beheizung einzelner Prozesszonen sowie Umwälzpumpen und Behälter nebst vollautomatischer Steuerung mit Fernwartung komplettieren die innovative Lösung. Die Anlage dient dazu, die aus der Verbrennung des Grünabfalls gewonnene Wärme für die Gasaufbereitung zur Verfügung zu stellen.
Auch in konventionellen Gaskraftwerken kommen Wärmübertragungsanlagen zum Einsatz. Bei einem Projekt in Mexiko dienen beispielsweise mehrere befeuerte Erhitzer zur Erwärmung und Trocknung des geförderten Erdgases, bevor dieses zur Strom- und Dampfproduktion genutzt werden kann.
Abwärmenutzung zur Stromerzeugung
Bis zu 50 % der weltweit eingesetzten Energie geht als Abwärme ungenutzt verloren. Mit Thermoölabhitzekessel lässt sich diese Abwärme – z. B. in Blockheizkraftwerken – sehr gut nutzen. heat 11 realisierte bereits mehrere Anlagen, bei der die im Abhitzekessel gewonnene Wärmeenergie der Beheizung einer ORC-Anlage dient. Eine ORC-Anlage – bei einer elektrischen Leistung von beispielsweise 1.200 Kilowatt – kann rund 3.000 Haushalte mit umweltschonend erzeugtem, CO2-neutralem Strom versorgen, der durch die Verbrennung von nachwachsenden Rohstoffen generiert wird. Gleichzeitig kann die Abwärme des ORC-Prozesses z. B. zur Holztrocknung oder zur Bereitstellung von Fernwärme genutzt werden.
Tanklagerbeheizung
Ein völlig anderes Anwendungsfeld im Bereich der Energiewirtschaft ist die Beheizung von Rohöltanklagern. Damit das zähfließende Rohöl überhaupt mittels Pumpen und Rohrleitungen transportiert werden kann (z. B. bei der Verladung auf Tankschiffe), werden die riesigen Behälter mit Thermoölbeheizungsanlagen erwärmt. Da diese Tanklager oftmals auf der arabischen Halbinsel zu finden sind, werden hier besondere Anforderungen an die Anlagenkomponenten gestellt, die dort auch bei sehr hoher Luftfeuchtigkeit, extremen Temperaturschwankungen oder bei Sandstürmen zuverlässig funktionieren müssen.
Solarthermische Kraftwerke
Die größten Thermoölanlagen der Welt finden sich in Parabolrinnen-Solarkraftwerken, in denen das Sonnenlicht durch parabolisch geformte Spiegel auf ein in der Brennlinie verlaufendes, vakuum-isoliertes Absorberrohr konzentriert wird, in dem ein spezielles Wärmeträgerfluid (Thermoöl) strömt und auf max. 400 °C erwärmt wird. Das Wärmeträgeröl (Thermoöl) gibt die thermische Energie über Wärmeüberträger (Vorwärmer, Verdampfer, Überhitzer, Zwischenüberhitzer) an einen konventionellen Wasser-/Dampf-Kreislauf ab, der eine Turbine mit Generator treibt und so Strom erzeugt. Von heat 11 realisierte Projekte in dieser Anwendung sind z. B. die spanischen Kraftwerke „Extresol 3“ oder „Los Arenales„, für ein Kraftwerk in Marokko erhielt heat 11 jüngst den Auftrag zur Lieferung eines Erhitzers (zum Artikel).
Fazit: Die Anwendungsfelder für Thermoölanlagen in der Energiewirtschaft sind vielfältig. Sie reichen von der konventionellen Stromerzeugung z. B. in Gaskraftwerken bis zu den erneuerbaren Energien (Biomasseverstromung, Abwärmenutzung, Solarthermie). Die Schnittstelle bildet dabei immer das effiziente Wärmeübertragungssystem mit organischen Fluiden (Thermoölen).
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