Plattenwärmeübertrager in Anlagen zur Wärmerückgewinnung & ORC - Anlagen

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In nahezu allen technischen Anlagen sollen Energieverluste minimiert und so der Anlagenwirkungsgrad optimiert werden. Ein Schlüsselfaktor hierfür ist die Rückgewinnung von Wärme aus Abwasser, Abdampf, Abgasen oder aus Prozessabwärme. Ist das Energiegefälle groß genug, dann kann die Abwärme zur Stromerzeugung mittels des Organic Rankine Cycle (ORC) genutzt werden. GESMEX Plattenwärmeübertrager arbeiten in Wärmerückgewinnungsanlagen als Rekuperatoren, Heizer, Verdampfer und Kondensatoren.


Stromerzeugung in ORC Anlagen

Der Verdampfer hat in einem ORC Prozess die Aufgabe, die Wärme aus der Abwärmequelle auf das Arbeitsmedium des ORC Kreislaufs zu übertragen. Abwärmequellen sind zum Beispiel heiße Abgase, die bei Temperaturen bis zu 300°C direkt durch den Plate & Shell Apparat geleitet werden können. Sind die Temperaturen zu hoch oder kondensiert durch die Abkühlung des Abgases Wasser aus und bildet mit Abgaskomponenten Säuren, die zu starker Korrosion führen können, so wird eine indirekte Wärmeübertragung bevorzugt (siehe Zwischenkreislauf im Fließbild).

Das Arbeitsmedium wird verdampft und der Turbine zugeführt, in der Strom erzeugt wird. Der Verdampfer kann aus mehreren Apparaten bestehen, die die Aufgabe des Überhitzers und Vorwärmers übernehmen oder aus einem kombinierten Apparat. Nach der Entspannung in der Turbine muss das Gas auf Kondensationstemperatur abgekühlt werden. Zur Effizienzsteigerung des Prozesses kann ein Rekuperator einen Teil der Wärme zur Vorwärmung des Arbeitsmediums verwenden.

Im Kondensator wird das Arbeitsmedium vollständig verflüssigt. Wenn zur Kühlung ein flüssiges Medium verwendet wird, kann auch ein Kondensator in Plate and Shell Bauweise genutzt werden. Bei Luftkühlung werden meist Luftkondensatoren (LuKo) als berippte Platten oder Rohre eingesetzt.

Lesen Sie auch unseren Fachartikel Effiziente Wärmerückgewinnung

Beispiel:
Direktverdampfer eines organischen Fluids in einer ORC – Anlage zur dezentralen Energieerzeugung
Typ:
XPS 100
Bauform:
vollverschweißt
Besonderheiten:
Die kompakte Bauform ermöglicht eine Minimierung des Füllvolumens im ORC – Kreislauf und ein schnelles Ansprechverhalten des Apparates
Installationsort:
Finnland

 


Wärmerückgewinnung aus Abgasen

Abgas- oder Abluftwärmetauscher entziehen dem Abgasstrom Energie, die zur Vorwärmung oder Beheizung in anderen Prozessen eingesetzt werden kann. XPT – Thermoplate Wärmeübertrager übertragen die Wärme aus dem Abgasstrom auf nachströmende Luft (Typ: XPT – Gas/Gas) oder auf einen Flüssigkeitskreislauf (Typ: XPT – Process Therm). Die Apparate werden direkt in den Abgasstrom integriert und lassen sich in den Abmaßen wie auch in der Anzahl und Anordnung der Wärmeübertragerflächen gut in die Gegebenheiten bestehender Anlagen einpassen.

Beispiel:
Abluftwärmetauscher
Typ:
XPT- Process Therm
Bauform:
Thermoplate
Kühlmedium:
Wasser
Installationsort:
Deutschland

Wärmerückgewinnung aus Abwasser

Abwasserwärmetauscher übertragen Wärme von ablaufendem Abwasser auf zulaufendes Frischwasser. Damit reduziert sich der Energieaufwand zur Vorwärmung des zulaufenden Wassers. Zur Funktion biologischer Kläranlagen kann die Abwassertemperatur begrenzt werden und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu maximalen Einleitungstemperaturen sichergestellt werden. XPT – Thermoplate Wärmeübertrager können mit ringförmigen Wärmeübertragungsflächen hergestellt werden. Ein umlaufendes Bürstensystem hält die Übertragungsflächen frei von biologischen Ablagerungen. Die Apparate sind von oben zugängig und können über Öffnungen im Boden von sedimentären Ablagerungen gereinigt werden.

Beispiel:
Wäschereiabwässer
Typ:
XPT-Therm-X
Bauform:
mit umlaufenden Bürstensystem
Kühlmedium:
Flusswasser
Installationsort:
Deutschland

Wärmerückgewinnung aus Brüdendampf

Brüdenkühler kondensieren Brüdendampf der in Dampfsystemen entsteht, wenn Kondensat offenen Kondensatsammelanlagen zugeführt wird und dabei Entspannungsdampf mitführt. Die Brüdendämpfe sollen nicht ungenutzt in die Umgebung entweichen. Vielmehr soll die Verdampfungswärme anderern Vergrauchern zugeführt werden, z. B. durch Einspeisung in Heizungskreisläufe oder zur Vorwärmung von Frischwasser für Speisewasserentgaser. XPS – Plate & Shell Wärmeübertrager sind auch bei niedrigen Dampfdrücken gute Kondensatoren. Der geringen Dampfdichte und den niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten des Dampfes entsprechend können die Dampfeintrittstutzen groß und die Kondensataustrittsutzen klein ausgeführt werden.

Beispiel:
Brüdendampfkondensator zur Speisewasservorwärmung
Typ:
XPS 50
Bauform:
vollverschweißt, plattenseitig zweipässig
Installationsort:
Deutschland

Wärmerückgewinnung aus Prozessabwärme

In Produktionsanlagen erfordern einzelne Produktionsschritte oft die Kühlung von Produkten. Die den Produkten entzogene Wärme soll nicht nur abgeführt, sondern für eine optimale Energieausnutzung der Produktionsanlage anderen Verbrauchern zugeführt werden. XPS – Plate & Shell Wärmeübertrager können die Wärme von flüssigen oder gasförmigen Produkten auf andere Produkte übertragen oder in Hilfsenergiesysteme abgeben. Ist das Energieniveau hoch genug, kann mit der Abwärme Niederdruckdampf erzeugt werden. Bei mehreren, parallelen Produktionssträngen können die Kühler in Modulen zusammengefasst werden.

Beispiel:
Produktkühler und Niederdruckdampferzeugung aus Produktströmen der Teerchemie zur Erzeugung von Netzdampf
Typ:
XPS 50
Bauform:
integriert in ein Modul mit Dampfsammelgefäß
Installationsort:
Deutschland

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XPS

XPS – Plate & Shell Wärmeübertrager eignen sich hervorragend für die Wärmeübertragung zwischen Flüssigkeiten, Gasen oder für Verdampfungs- oder Kondensationsaufgaben. Die dichtungslose und zylindrische Bauform erlaubt Betriebsdrücke von Vakuum bis 400 bar und Temperaturen von -200 bis 450°C.

XPT

XPT – Thermoplate Wärmeübertrager sind besonders gut für den Einsatz in verschmutzen Medien und für minimale Druckversluste bei großen Volumenströmen geeignet. Die vollverschweißten Platten sind von Vakuum bis 60 bar und von -200 bis 800 °C einsetzbar.