WO2010046450A1 - Combined heat and power generation subsystem, combined heat and power generation system, and method for the operation of a combined heat and power generation system - Google Patents

Combined heat and power generation subsystem, combined heat and power generation system, and method for the operation of a combined heat and power generation system Download PDF

Info

Publication number
WO2010046450A1
WO2010046450A1 PCT/EP2009/063923 EP2009063923W WO2010046450A1 WO 2010046450 A1 WO2010046450 A1 WO 2010046450A1 EP 2009063923 W EP2009063923 W EP 2009063923W WO 2010046450 A1 WO2010046450 A1 WO 2010046450A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exhaust gas
heat exchanger
circuit
cooling circuit
heating
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/063923
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Baas
Original Assignee
Mwm Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mwm Gmbh filed Critical Mwm Gmbh
Priority to EP09756689A priority Critical patent/EP2342442A1/en
Publication of WO2010046450A1 publication Critical patent/WO2010046450A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F02G5/04Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02Profiting from waste heat of exhaust gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a cogeneration power plant with an exhaust system for an internal combustion engine, with a cooling circuit for an internal combustion engine and with a heating or low pressure heating circuit for heat utilization, wherein an exhaust gas heat exchanger is provided in the exhaust line and in the heating circuit, a cooling heat exchanger is provided via the heating circuit is coupled to the cooling circuit of the internal combustion engine, wherein an exhaust gas cooling circuit and a heating heat exchanger are provided and the exhaust gas cooling circuit is coupled via the exhaust gas heat exchanger to the exhaust system and via the heating heat exchanger to the heating circuit.
  • the invention also relates to a combined heat and power plant and a method for operating a combined heat and power plant, in which the direct waste heat of the internal combustion engine via a cooling circuit and the waste heat of the exhaust gas of the internal combustion engine are removed by means of an exhaust gas heat exchanger to a heating or low pressure heating circuit, and at the waste heat of the exhaust gas of the internal combustion engine is discharged via the exhaust gas heat exchanger to a coolant of a separate exhaust gas cooling circuit and the exhaust gas cooling circuit to the heating circuit.
  • DE 10 2007 057 164 A1 describes an organic Rankine cycle with a system having at least one first circuit for cooling the internal combustion engine, with at least one exhaust gas heat exchanger and with at least one organic Rankine cycle for an expansion machine, the organic Rankine cycle in addition to a preheating stage, a second heat exchanger stage for vaporizing and / or overheating of the medium, wherein the second heat exchanger stage is coupled only to the exhaust gas heat exchanger.
  • the media used in the Organic Rankine cycle generally have a boiling temperature well below 100 0 C, so that the desired and required in Organic Rankine cycle temperature levels are as small as possible. This has the advantage that heat sources with a relatively low temperature can be used.
  • the Organic Rankine cycle must be designed as a high-pressure circuit at least between the compressor and the expansion machine.
  • the formaldehyde emissions of stationary gas engines must not exceed a limit of 60 mg / mN.
  • the threshold value is exceeded by installing a corresponding oxidation catalytic converter.
  • the use of this oxidation catalyst is not possible because sulfur in the biogas attacks the catalyst.
  • SO 2 is also oxidized to SO 3 in this oxidation catalyst.
  • the dew point temperature rises above the operating temperature of the exhaust gas heat exchanger wall, causing acidic condensate to precipitate. This leads to corrosion damage to the exhaust gas heat exchanger. This could be remedied by a fuel gas desulphurisation plant with corresponding costs.
  • the object of the invention is to design and arrange a cogeneration unit in such a way that corrosion damage to the flue gas heat exchanger can be prevented in a simple manner.
  • the object is achieved by a cogeneration power plant according to claim 1, a cogeneration plant according to claim 5 and a method according to claim 8.
  • the exhaust gas cooling circuit with the exhaust gas heat exchanger and the heating heat exchanger as Z 64tempe- raturnik formed such that in operation an inlet temperature T in the exhaust gas heat exchanger of at least 100 0 C, HO 0 C, 12O 0 C, 13O 0 C or 14O 0 C.
  • the heating or low pressure heating circuit and the exhaust gas cooling circuit are separated from each other here. This ensures that by means of the exhaust gas cooling circuit, a further temperature level can be provided on the exhaust side of the exhaust gas heat exchanger on the exhaust side, in which a condensation of acidic condensate is prevented in the exhaust system.
  • the cooling circuit forms an intermediate circuit which has the desired temperature level on the heating circuit side and, above all, ensures a sufficiently high temperature level on the exhaust gas side, ie at the exhaust gas side of the exhaust gas heat exchanger.
  • a high inlet temperature T of the cooling medium is a condensation of acidic condensate in the exhaust gas heat exchanger or at the Flue gas-carrying inner wall prevents, since the dew point of acidic components is not reached. Even if the inlet temperature T decreases at a refrigerant pipe leading the tube wall of the exhaust gas heat exchanger below the dew point, this can be harmless as long as the flue gas-carrying inner wall of the exhaust gas heat exchanger has a temperature above the dew point.
  • a biogas plant can also be operated without an expensive desulphurization plant while maintaining the formaldehyde limit. Due to the increased coolant temperature, the pipe wall temperature in the exhaust gas heat exchanger is raised above the dew point temperature of the sulfur in the exhaust gas, so that no condensate is produced during operation.
  • the combined heat and power plant can be supplemented according to the invention with the use of an internal combustion engine to a cogeneration plant, which offers the same advantages of the invention.
  • the inlet temperature T of the coolant is selected to be at least so high that a flue gas-carrying inner wall of the exhaust gas heat exchanger does not fall below the dew point of one or more acidic components of the exhaust gas, the advantages of the invention are also achieved.
  • the exhaust gas heat exchanger is coupled according to the invention via the exhaust gas cooling circuit and a heating heat exchanger with the heating circuit, so that a condensation of these components is excluded on the inner wall.
  • the DE 10 2007 057 164 Al does not address the problem solved according to the invention concerning the protection of the exhaust gas heat exchanger from condensation products, in particular in a cogeneration plant for the purpose of supply of a low-pressure heating circuit, ie without an expansion machine for generating electrical energy.
  • a liquid cooling medium with water and / or oil is provided for the exhaust gas cooling circuit.
  • temperatures up to about 14O 0 C can be used with appropriate additives as a cooling medium using an elevated pressure level.
  • oil When using a higher temperature level, the use of oil as a cooling medium is necessary.
  • a corresponding design of the exhaust gas cooling circuit or the exhaust gas heat exchanger and the heating heat exchanger is necessary.
  • the exhaust gas cooling circuit with the exhaust gas heat exchanger and the heating heat exchanger as an intermediate temperature circuit and / or the heating circuit is designed such that overheating or evaporation of the cooling medium in the exhaust gas cooling circuit and / or in the heating circuit is prevented.
  • All the exhaust gas cooling circuit and the heating circuit forming components, in particular the exhaust gas heat exchanger and / or the heating heat exchanger, can thus be designed for normal pressure or at least slight overpressure up to 1.5 bar.
  • the oxidation catalytic converter provided in the exhaust gas line is designed to be resistant to sulfur.
  • the use of a desulfurization is inventively not necessary.
  • the oxidation catalyst in this case must be resistant to sulfur in order to ensure the longevity of the plant.
  • the exhaust gas heat exchanger may be advantageously possible to form the exhaust gas heat exchanger from a material that does not is sulfur resistant.
  • the exhaust gas heat exchanger is formed resistant to sulfur at least on its exhaust side and thus significantly cheaper.
  • the muffler may be arranged with respect to the flow direction of the exhaust gas in principle after the exhaust gas heat exchanger.
  • the inlet temperature of the exhaust gas cooling circuit or the cooling medium in the exhaust gas heat exchanger at least 100 0 C, HO 0 C, 12O 0 C, 13O 0 C or 14O 0 C.
  • the temperature of the flue gas-carrying inner wall of the exhaust gas heat exchanger thus does not reach the dew point temperature, so that a defective condensation of acidic condensate in the exhaust gas heat exchanger is prevented. Since the dew point temperature depends on the sulfur content of the exhaust gas, at low sulfur content, an inlet temperature T of the coolant of 100 ° C. may already be sufficient.
  • the inlet temperature of the exhaust gas cooling circuit is variable in the exhaust gas heat exchanger in dependence of the sulfur content of the exhaust gas.
  • the dew point temperature of the various acids especially sulfuric acid, sulfurous acid and nitric acid, varies.
  • the inlet temperature can be very low without causing harmful condensation.
  • a higher inlet temperature is necessary to prevent harmful condensation.
  • the inlet temperature also varies the required operating pressure of the exhaust gas cooling circuit and thus the required derliche pressure stage of the exhaust gas and the heating heat exchanger. A corresponding adjustment or selection is necessary.
  • the inlet temperature T is selected to be at least as high as the dew point temperature of one or more components of the exhaust gas.
  • the coolant is heated with the entry into the heat exchanger, so that a condensation of acidic condensate is excluded.
  • an inlet temperature T of at least 100 0 C, HO 0 C, 12O 0 C, 13O 0 C or 14O 0 C is selected, a condensation of acid condensate in the exhaust gas heat exchanger can also be excluded, since the dew point temperature is usually a value of 100 0 C does not fall below.
  • the dew point temperature depends on the sulfur content of the exhaust gas. At low sulfur content, an inlet temperature T of 100 ° C. may already be sufficient.
  • biogas can be used as fuel for the internal combustion engine without the exhaust gas of the internal combustion engine being desulphurized before it enters the exhaust gas heat exchanger. The cost of a desulfurization be saved.
  • Figure Ia, Ib each a schematic diagram of the structure of a
  • Figure 2 is a schematic diagram of a structure of a combined heat and power plant with separate exhaust gas cooling circuit.
  • the combined heat and power plant 10 comprises a cogeneration unit 1, which is supplemented by the addition of the combustion system V to the combined heat and power plant 10.
  • the combined heat and power plant 10 has a heating circuit 4, via which the dissipated engine and exhaust heat is fed into a consumer circuit not shown in detail or a low-pressure heating circuit or hot water circuit.
  • both the cooling heat exchanger 3.4 and the exhaust gas heat exchanger 2.5 are coupled to the heating circuit 4.
  • the cooling heat exchanger 3.4 is arranged in relation to the flow direction of the heating circuit 4 in front of the exhaust gas heat exchanger 2.5.
  • the heating circuit Laufmedium occurs with about 7O 0 C in the cooling heat exchanger 3.4 and with about 9O 0 C from the exhaust gas heat exchanger 2.5 from.
  • a circulation pump 3.2, 4.2 is provided in each case.
  • the exhaust gas heat exchanger 2.5 can also be coupled to the cooling circuit 3, so that both the heat obtained from the cooling of the internal combustion engine V, as well as the heat recovered from the exhaust line 2 is discharged together via the cooling heat exchanger 3.4 to the heating circuit 4.
  • the cooling medium enters the combustion engine V with about 8O 0 C, with about 92 0 C in the exhaust gas heat exchanger 2.5 and at about 104 0 C in the cooling heat exchanger 3.4 a.
  • the inlet temperature T of the heating circuit medium in the exhaust gas heat exchanger 2.5 is approximately 85 ° C.
  • the inlet temperature T of the cooling water in the exhaust gas heat exchanger 2.5 is about 92 0 C.
  • the internal combustion engine V is coupled via the cooling circuit 3 and the cooling heat exchanger 3.4 with the heating circuit 4 according to embodiment of FIG Ia.
  • the exhaust gas heat dissipated is fed into a not shown consumer circuit or a low-pressure heating circuit or process water circuit.
  • an exhaust gas cooling circuit 5 with a heating heat exchanger 5.4 is additionally provided between the exhaust gas heat exchanger 2.5 and the heating circuit 4.
  • the exhaust gas heat exchanger 2.5 is coupled via the exhaust gas cooling circuit 5 and the heating heat exchanger 5.4 with the heating circuit 4.
  • the exhaust gas cooling circuit 5 also comprises a pump 5.2 and a mixing valve 5.1 with a bypass 2 ".
  • the inlet temperature T on the exhaust gas heat exchanger 2.5 is, depending on sulfur content of the exhaust gas at least between 100 0 C and 14O 0 C.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

The invention relates to a combined heat and power generation (sub)system (1) comprising an exhaust gas system (2) for an internal combustion engine (V), a cooling circuit (3) for an internal combustion engine (V), and a heating circuit (4) for utilizing heat. An exhaust gas heat exchanger (2.5) is provided in the exhaust gas system (2), while a cooling heat exchanger (3.4), via which the heating circuit (4) is coupled to the cooling circuit (3) of the internal combustion engine (V), is provided in the heating circuit (4). An exhaust gas cooling circuit (5) and a heating heat exchanger (5.4) are also provided. The exhaust gas cooling circuit (5) is coupled to the exhaust gas system (2) via the exhaust gas heat exchanger (2.5) while being coupled to the heating circuit (4) via the heating heat exchanger (5.4). The invention further relates to a method for operating a combined heat and power generation system (10) in which the waste heat from the exhaust gas of the internal combustion engine (V) is transferred to a coolant of a separate exhaust gas cooling circuit (5) via the exhaust gas heat exchanger (2.5) and to the heating circuit (4) via the exhaust gas cooling circuit (5).

Description

Kraftwärmekopplungsteilanlage, Kraftwärmekopplungsanlage und Verfahren zum Betrieb einer Kraftwärmekopplungsanlage Combined heat and power plant, cogeneration plant and method for operating a combined heat and power plant
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftwärmekopplungsteilanlage mit einem Abgasstrang für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Kühlkreislauf für eine Verbrennungskraftmaschine und mit einem Heiz- bzw. Niederdruck- Heizungskreislauf für die Wärmenutzung, wobei im Abgasstrang ein Abgaswärmetauscher vorgesehen ist und im Heizkreislauf ein Kühlwärmetauscher vorgesehen ist, über den der Heizkreislauf mit dem Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt ist, wobei ein Abgaskühlkreislauf und ein Heizwärmetauscher vorgesehen sind und der Abgaskühlkreislauf über den Abgaswärmetauscher mit dem Abgasstrang und über den Heizwärmetauscher mit dem Heizkreislauf gekoppelt ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Kraftwärmekopplungsanlage und ein Verfahren zum Betrieb einer Kraftwärmekopplungsanlage, bei dem die direkte Abwärme der Verbrennungskraftmaschine über einen Kühlkreislauf und die Abwärme des Abgases der Verbrennungskraftmaschine mittels eines Abgaswärmetauschers an einen Heiz- bzw. Niederdruck-Heizungskreislauf abgeführt werden, und bei dem die Abwärme des Abgases der Verbrennungskraftmaschine über den Abgaswärmetauscher an ein Kühlmittel eines separaten Abgaskühlkreislaufs und über den Abgaskühlkreislauf an den Heizkreislauf abgeführt wird.The invention relates to a cogeneration power plant with an exhaust system for an internal combustion engine, with a cooling circuit for an internal combustion engine and with a heating or low pressure heating circuit for heat utilization, wherein an exhaust gas heat exchanger is provided in the exhaust line and in the heating circuit, a cooling heat exchanger is provided via the heating circuit is coupled to the cooling circuit of the internal combustion engine, wherein an exhaust gas cooling circuit and a heating heat exchanger are provided and the exhaust gas cooling circuit is coupled via the exhaust gas heat exchanger to the exhaust system and via the heating heat exchanger to the heating circuit. The invention also relates to a combined heat and power plant and a method for operating a combined heat and power plant, in which the direct waste heat of the internal combustion engine via a cooling circuit and the waste heat of the exhaust gas of the internal combustion engine are removed by means of an exhaust gas heat exchanger to a heating or low pressure heating circuit, and at the waste heat of the exhaust gas of the internal combustion engine is discharged via the exhaust gas heat exchanger to a coolant of a separate exhaust gas cooling circuit and the exhaust gas cooling circuit to the heating circuit.
Es sind bereits Kraftwärmekopplungsanlagen aus dem Stand der Technik gemäß Figuren Ia und Ib bekannt. Diese weisen eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasstrang und einem Kühlkreislauf, sowie einen Heizkreislauf für die Wärmenutzung auf. Der Heizkreislauf und der Kühlkreislauf sind über einen Kühlwärmetauscher gekoppelt. Zudem ist ein Abgaswärmetauscher vorgesehen, über den der Abgasstrang entweder direkt mit dem Heizkreislauf oder aber mit dem Kühlkreislauf gekoppelt ist. Somit werden die Kühlwasserabwärme und die Abgasabwärme der Verbrennungskraftmaschine in den Heizkreislauf übertragen.There are already known from the prior art cogeneration plants according to Figures Ia and Ib. These have an internal combustion engine with an exhaust line and a cooling circuit, as well as a heating circuit for the use of heat. The heating circuit and the cooling circuit are coupled via a cooling heat exchanger. In addition, an exhaust gas heat exchanger is provided, via which the exhaust gas line is coupled either directly to the heating circuit or else to the cooling circuit. Thus, the cooling water waste heat and the exhaust heat of the internal combustion engine are transferred into the heating circuit.
Aus der DE 10 2007 057 164 Al ist ein Organic-Rankine- Kreislauf beschrieben mit einem System mit zumindest einem ersten Kreislauf zur Kühlung des Verbrennungsmotors, mit zumindest einem Abgaswärmetauscher und mit zumindest einem Organic-Rankine-Kreislauf für eine Expansionsmaschine, wobei der Organic-Rankine-Kreislauf neben einer Vorwärmestufe eine zweite Wärmetauscherstufe zum Verdampfen und/oder Überhitzen des Mediums aufweist, wobei die zweite Wärmetauscherstufe nur an den Abgaswärmetauscher gekoppelt ist.DE 10 2007 057 164 A1 describes an organic Rankine cycle with a system having at least one first circuit for cooling the internal combustion engine, with at least one exhaust gas heat exchanger and with at least one organic Rankine cycle for an expansion machine, the organic Rankine cycle in addition to a preheating stage, a second heat exchanger stage for vaporizing and / or overheating of the medium, wherein the second heat exchanger stage is coupled only to the exhaust gas heat exchanger.
Die im Organic-Rankine-Kreislauf verwendeten Medien weisen in der Regel eine Siedetemperatur weit unter 1000C auf, damit die im Organic-Rankine-Kreislauf gewünschten und notwendigen Temperaturniveaus möglichst klein sind. Dies hat den Vorteil, dass Wärmequellen mit relativ geringer Temperatur genutzt werden können. Der Organic-Rankine-Kreislauf muss zumindest zwischen dem Verdichter und der Expansionsmaschine als Hochdruckkreislauf ausgebildet sein.The media used in the Organic Rankine cycle generally have a boiling temperature well below 100 0 C, so that the desired and required in Organic Rankine cycle temperature levels are as small as possible. This has the advantage that heat sources with a relatively low temperature can be used. The Organic Rankine cycle must be designed as a high-pressure circuit at least between the compressor and the expansion machine.
Gemäß TA-Luft dürfen die Formaldehydemissionen bei stationären Gasmotoren einen Grenzwert von 60 mg/m N nicht übersteigen. Im Erdgasbetrieb wird durch Einbau eines entsprechenden Oxidationskatalysators der Grenzwert unterschritten. Bei Biogasanlagen beispielsweise ist der Einsatz dieses Oxidationskatalysators nicht möglich, weil Schwefel im Biogas den Katalysator angreift. Zusätzlich wird in diesem Oxidationskatalysator auch SO2 zu SO3 aufoxidiert . Dadurch erhöht sich die Taupunkttemperatur auf einen Wert über der Betriebstemperatur der Abgaswärmetauscher-Wand, sodass saures Kondensat ausfällt. Dies führt zu Korrosionsschäden am Abgaswärmetauscher. Hier könnte eine Brenngasentschwefelungsanlage mit entsprechenden Kosten Abhilfe schaffen.According to TA-Luft, the formaldehyde emissions of stationary gas engines must not exceed a limit of 60 mg / mN. In natural gas operation, the threshold value is exceeded by installing a corresponding oxidation catalytic converter. In biogas plants, for example, the use of this oxidation catalyst is not possible because sulfur in the biogas attacks the catalyst. In addition, SO 2 is also oxidized to SO 3 in this oxidation catalyst. Thereby the dew point temperature rises above the operating temperature of the exhaust gas heat exchanger wall, causing acidic condensate to precipitate. This leads to corrosion damage to the exhaust gas heat exchanger. This could be remedied by a fuel gas desulphurisation plant with corresponding costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftwärme- kopplungsteilanlage derart auszubilden und anzuordnen, dass Korrosionsschäden am Abgaswärmetauscher auf einfache Art verhindert werden.The object of the invention is to design and arrange a cogeneration unit in such a way that corrosion damage to the flue gas heat exchanger can be prevented in a simple manner.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Kraft- wärmekopplungsteilanlage nach Anspruch 1, eine Kraftwärme- kopplungsanlage nach Anspruch 5 und ein Verfahren nach Anspruch 8.The object is achieved by a cogeneration power plant according to claim 1, a cogeneration plant according to claim 5 and a method according to claim 8.
Erfindungsgemäß ist der Abgaskühlkreislauf mit dem Abgaswärmetauscher und dem Heizwärmetauscher als Zwischentempe- raturkreis derart ausgebildet, dass im Betrieb eine Eintrittstemperatur T in den Abgaswärmetauscher von mindestens 1000C, HO0C, 12O0C, 13O0C oder 14O0C erreicht wird. Der Heiz- bzw. Niederdruck-Heizungskreislauf und der Abgaskühlkreislauf sind hierbei voneinander getrennt. Hierdurch wird erreicht, dass mittels des Abgaskühlkreislaufs ein weiteres Temperaturniveau abgasseitig an der Rohrwand des Abgaswärmetauschers bereitgestellt werden kann, bei dem ein Kondensieren von saurem Kondensat im Abgasstrang verhindert wird. Der Kühlkreislauf bildet einen Zwischenkreis, der heiz- kreisseitig das gewünschte Temperaturniveau aufweist und vor allem abgasstrangseitig, also an der abgasseitigen Rohrwand des Abgaswärmetauschers, ein ausreichend hohes Temperaturniveau gewährleistet. Mit einer derart hohen Eintrittstemperatur T des Kühlmediums wird eine Kondensation von saurem Kondensat im Abgaswärmetauscher bzw. an dessen rauchgasführender Innenwand verhindert, da der Taupunkt von sauren Bestandteilen nicht erreicht wird. Selbst wenn die Eintrittstemperatur T an einer das Kühlmittel führenden Rohrwand des Abgaswärmetauschers unter den Taupunkt absinkt, so kann dies unschädlich sein, solange die Rauchgas führende Innenwand des Abgaswärmetauschers eine Temperatur oberhalb des Taupunktes aufweist.According to the exhaust gas cooling circuit with the exhaust gas heat exchanger and the heating heat exchanger as Zwertentempe- raturkreis formed such that in operation an inlet temperature T in the exhaust gas heat exchanger of at least 100 0 C, HO 0 C, 12O 0 C, 13O 0 C or 14O 0 C. The heating or low pressure heating circuit and the exhaust gas cooling circuit are separated from each other here. This ensures that by means of the exhaust gas cooling circuit, a further temperature level can be provided on the exhaust side of the exhaust gas heat exchanger on the exhaust side, in which a condensation of acidic condensate is prevented in the exhaust system. The cooling circuit forms an intermediate circuit which has the desired temperature level on the heating circuit side and, above all, ensures a sufficiently high temperature level on the exhaust gas side, ie at the exhaust gas side of the exhaust gas heat exchanger. With such a high inlet temperature T of the cooling medium is a condensation of acidic condensate in the exhaust gas heat exchanger or at the Flue gas-carrying inner wall prevents, since the dew point of acidic components is not reached. Even if the inlet temperature T decreases at a refrigerant pipe leading the tube wall of the exhaust gas heat exchanger below the dew point, this can be harmless as long as the flue gas-carrying inner wall of the exhaust gas heat exchanger has a temperature above the dew point.
Auf diese Art kann eine Biogasanlage auch ohne teure Entschwefelungsanlage betrieben werden und dabei der Formaldehydgrenzwert eingehalten werden. Durch die erhöhte Kühlmediumtemperatur wird im Abgaswärmetauscher die Rohrwandtemperatur über die Taupunkttemperatur des Schwefels im Abgas angehoben, sodass kein Kondensat während des Betriebes entsteht.In this way, a biogas plant can also be operated without an expensive desulphurization plant while maintaining the formaldehyde limit. Due to the increased coolant temperature, the pipe wall temperature in the exhaust gas heat exchanger is raised above the dew point temperature of the sulfur in the exhaust gas, so that no condensate is produced during operation.
Die Kraftwärmekopplungsteilanlage kann erfindungsgemäß auch unter Einsatz einer Verbrennungskraftmaschine zu einer Kraftwärmekopplungsanlage ergänzt werden, die dieselben erfindungsgemäßen Vorteile bietet.The combined heat and power plant can be supplemented according to the invention with the use of an internal combustion engine to a cogeneration plant, which offers the same advantages of the invention.
Dadurch, dass die Eintrittstemperatur T des Kühlmittels mindestens so hoch gewählt wird, dass eine Rauchgas führende Innenwand des Abgaswärmetauschers die Taupunkttemperatur einer oder mehrerer saurer Komponenten des Abgases nicht unterschreitet, werden die erfindungsgemäßen Vorteile auch erreicht. Der Abgaswärmetauscher wird über den Abgaskühlkreislauf und einen Heizwärmetauscher mit dem Heizkreislauf erfindungsgemäß gekoppelt, so dass eine Kondensation dieser Komponenten an der Innenwand ausgeschlossen ist.Characterized in that the inlet temperature T of the coolant is selected to be at least so high that a flue gas-carrying inner wall of the exhaust gas heat exchanger does not fall below the dew point of one or more acidic components of the exhaust gas, the advantages of the invention are also achieved. The exhaust gas heat exchanger is coupled according to the invention via the exhaust gas cooling circuit and a heating heat exchanger with the heating circuit, so that a condensation of these components is excluded on the inner wall.
Der Stand der Technik, die DE 10 2007 057 164 Al adressiert nicht das erfindungsgemäß gelöste Problem betreffend den Schutz des Abgaswärmtauschers vor Kondensationsprodukten, insbesondere bei einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage zur Ver- sorgung eines Niederdruck-Heizungskreislaufs, also ohne Expansionsmaschine zur Erzeugung elektrischer Energie. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn für den Abgaskühlkreislauf ein flüssiges Kühlmedium mit Wasser und/oder Öl vorgesehen ist. Für Temperaturen bis etwa 14O0C kann unter Einsatz eines erhöhten Druckniveaus Wasser mit entsprechenden Additiven als Kühlmedium verwendet werden. Bei Verwendung eines höheren Temperaturniveaus ist der Einsatz von Öl als Kühlmedium notwendig. Für beide Fälle ist eine entsprechende Ausbildung des Abgaskühlkreislaufs bzw. des Abgaswärmetauschers und des Heizwärmetauschers notwendig.The prior art, the DE 10 2007 057 164 Al does not address the problem solved according to the invention concerning the protection of the exhaust gas heat exchanger from condensation products, in particular in a cogeneration plant for the purpose of supply of a low-pressure heating circuit, ie without an expansion machine for generating electrical energy. Furthermore, it may be advantageous if a liquid cooling medium with water and / or oil is provided for the exhaust gas cooling circuit. For temperatures up to about 14O 0 C can be used with appropriate additives as a cooling medium using an elevated pressure level. When using a higher temperature level, the use of oil as a cooling medium is necessary. For both cases, a corresponding design of the exhaust gas cooling circuit or the exhaust gas heat exchanger and the heating heat exchanger is necessary.
Diesbezüglich kann es von Vorteil sein, wenn der Abgaskühlkreislauf mit dem Abgaswärmetauscher und dem Heizwärmetauscher als Zwischentemperaturkreis und/oder der Heizkreislauf derart ausgebildet ist, dass eine Überhitzung oder Verdampfung des Kühlmediums im Abgaskühlkreislauf und/oder im Heizkreislauf verhindert wird. Alle den Abgaskühlkreislauf und den Heizkreislauf bildenden Komponenten, insbesondere der Abgaswärmetauscher und/oder der Heizwärmetauscher, können somit auf Normaldruck oder zumindest geringen Überdruck bis maximal 1,5 bar ausgelegt werden. Somit werden neben Kosten auch die sicherheitstechnischen Anforderungen an eine solche Anlage geringer.In this regard, it may be advantageous if the exhaust gas cooling circuit with the exhaust gas heat exchanger and the heating heat exchanger as an intermediate temperature circuit and / or the heating circuit is designed such that overheating or evaporation of the cooling medium in the exhaust gas cooling circuit and / or in the heating circuit is prevented. All the exhaust gas cooling circuit and the heating circuit forming components, in particular the exhaust gas heat exchanger and / or the heating heat exchanger, can thus be designed for normal pressure or at least slight overpressure up to 1.5 bar. Thus, in addition to cost and the safety requirements for such a system lower.
Von Vorteil kann es hierbei sein, wenn der im Abgasstrang vorgesehene Oxidationskatalysator schwefelresistent ausgebildet ist. Der Einsatz einer Entschwefelungsanlage ist erfindungsgemäß nicht notwendig. Jedoch muss der Oxidationskatalysator in diesem Fall gegen Schwefel resistent sein, um die Langlebigkeit der Anlage zu gewährleisten.It can be advantageous here if the oxidation catalytic converter provided in the exhaust gas line is designed to be resistant to sulfur. The use of a desulfurization is inventively not necessary. However, the oxidation catalyst in this case must be resistant to sulfur in order to ensure the longevity of the plant.
Demnach kann es in vorteilhafter Weise möglich sein, den Abgaswärmetauscher aus einem Material zu bilden, das nicht schwefelresistent ist. Der Abgaswärmetauscher ist zumindest auf seiner Abgasseite schwefelumresistent ausgebildet und somit deutlich günstiger.Accordingly, it may be advantageously possible to form the exhaust gas heat exchanger from a material that does not is sulfur resistant. The exhaust gas heat exchanger is formed resistant to sulfur at least on its exhaust side and thus significantly cheaper.
Der Schalldämpfer kann mit Bezug zur Strömungsrichtung des Abgases grundsätzlich auch nach dem Abgaswärmetauscher angeordnet sein.The muffler may be arranged with respect to the flow direction of the exhaust gas in principle after the exhaust gas heat exchanger.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass im Betrieb mit einer Verbrennungskraftmaschine die Eintritts- Temperatur des Abgaskühlkreislaufs bzw. des Kühlmediums in den Abgaswärmetauscher mindestens 1000C, HO0C, 12O0C, 13O0C oder 14O0C ist. Die Temperatur der Rauchgas führenden Innenwand des Abgaswärmetauschers erreicht somit nicht die Taupunkttemperatur, sodass eine schadhafte Kondensation von saurem Kondensat im Abgaswärmetauscher verhindert wird. Da die Taupunkttemperatur vom Schwefelgehalt des Abgases abhängt kann bei niedrigem Schwefelgehalt bereits eine Eintrittstemperatur T des Kühlmittels von 1000C ausreichend sein .Advantageously, it can be provided that during operation with an internal combustion engine, the inlet temperature of the exhaust gas cooling circuit or the cooling medium in the exhaust gas heat exchanger at least 100 0 C, HO 0 C, 12O 0 C, 13O 0 C or 14O 0 C. The temperature of the flue gas-carrying inner wall of the exhaust gas heat exchanger thus does not reach the dew point temperature, so that a defective condensation of acidic condensate in the exhaust gas heat exchanger is prevented. Since the dew point temperature depends on the sulfur content of the exhaust gas, at low sulfur content, an inlet temperature T of the coolant of 100 ° C. may already be sufficient.
Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn die Eintritts-Temperatur des Abgaskühlkreislaufs in den Abgaswärmetauscher in Abhängigkeit des Schwefelgehalts des Abgases veränderbar ist. Mit dem Schwefelgehalt im Abgas variiert die Taupunkttemperatur der verschiedenen Säuren, insbesondere der Schwefelsäure, der schwefeligen Säure und der Salpetersäure. Bei niedrigem Schwefelgehalt kann die Eintrittstemperatur sehr niedrig sein, ohne dass eine schädliche Kondensation entsteht. Mit steigendem Schwefelgehalt ist einen höhere Eintrittstemperatur notwendig, damit eine schädliche Kondensation verhindert wird. Mit der Eintrittstemperatur variiert auch der erforderliche Betriebsdruck des Abgaskühlkreislaufs und damit die erfor- derliche Druckstufe des Abgas- und des Heizwärmetauschers. Eine entsprechende Anpassung bzw. Auswahl ist notwendig.Of particular importance may be for the present invention, when the inlet temperature of the exhaust gas cooling circuit is variable in the exhaust gas heat exchanger in dependence of the sulfur content of the exhaust gas. With the sulfur content in the exhaust gas, the dew point temperature of the various acids, especially sulfuric acid, sulfurous acid and nitric acid, varies. At low sulfur levels, the inlet temperature can be very low without causing harmful condensation. With increasing sulfur content, a higher inlet temperature is necessary to prevent harmful condensation. With the inlet temperature also varies the required operating pressure of the exhaust gas cooling circuit and thus the required derliche pressure stage of the exhaust gas and the heating heat exchanger. A corresponding adjustment or selection is necessary.
Ausreichend kann es hierbei sein, wenn die Eintrittstemperatur T mindestens so hoch gewählt wird wie die Taupunkttemperatur einer oder mehrerer Komponenten des Abgases. Das Kühlmittel wird mit dem Eintritt in den Wärmetauscher erwärmt, so dass eine Kondensation von saurem Kondensat ausgeschlossen ist.It may be sufficient if the inlet temperature T is selected to be at least as high as the dew point temperature of one or more components of the exhaust gas. The coolant is heated with the entry into the heat exchanger, so that a condensation of acidic condensate is excluded.
Wenn eine Eintrittstemperatur T von mindestens 1000C, HO0C, 12O0C, 13O0C oder 14O0C gewählt wird, kann eine Kondensation von saurem Kondensat im Abgaswärmetauscher ebenfalls ausgeschlossen werden, da die Taupunktstemperatur in der Regel einen Wert von 1000C nicht unterschreitet. Die Taupunktstemperatur hängt vom Schwefelgehalt des Abgases ab. Bei niedrigem Schwefelgehalt kann bereits eine Eintrittstemperatur T von 1000C ausreichend sein.If an inlet temperature T of at least 100 0 C, HO 0 C, 12O 0 C, 13O 0 C or 14O 0 C is selected, a condensation of acid condensate in the exhaust gas heat exchanger can also be excluded, since the dew point temperature is usually a value of 100 0 C does not fall below. The dew point temperature depends on the sulfur content of the exhaust gas. At low sulfur content, an inlet temperature T of 100 ° C. may already be sufficient.
Letztlich ist es vorteilhaft, dass als Brennstoff für die Verbrennungskraftmaschine ein Biogas verwendet werden kann, ohne dass das Abgas der Verbrennungskraftmaschine vor dem Eintritt in den Abgaswärmetauscher entschwefelt wird. Die Kosten für eine Entschwefelungsanlage werden somit eingespart .Finally, it is advantageous that a biogas can be used as fuel for the internal combustion engine without the exhaust gas of the internal combustion engine being desulphurized before it enters the exhaust gas heat exchanger. The cost of a desulfurization be saved.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:Further advantages and details of the invention are explained in the patent claims and in the description and illustrated in the figures. It shows:
Figur Ia, Ib je eine Prinzipskizze des Aufbaus einerFigure Ia, Ib each a schematic diagram of the structure of a
Kraftwärmekopplungsanlage gemäß Stand der Technik; Figur 2 eine Prinzipskizze eines Aufbaus einer Kraftwärmekopplungsanlage mit separatem Abgaskühlkreislauf .Combined heat and power plant according to the prior art; Figure 2 is a schematic diagram of a structure of a combined heat and power plant with separate exhaust gas cooling circuit.
Die im Stand der Technik vorbekannten Kraftwärmekopplungs- anlagen 10, nach Figur Ia und Ib, weisen eine Verbrennungskraftmaschine V mit einem Abgasstrang 2 zum Ableiten der heißen Abgase und einen Kühlkreislauf 3 zum Ableiten der Maschinenwärme auf. Innerhalb des Abgasstrangs 2 ist zwecks Abgabe der Abgaswärme ein Abgaswärmetauscher 2.5 angeordnet, während im Kühlkreislauf 3 zwecks Abgabe der damit abgeführten Motorwärme ein Kühlwärmetauscher 3.4 angeordnet ist.The previously known in the art Kraftwärmekopplungs- systems 10, according to Figure Ia and Ib, have an internal combustion engine V with an exhaust line 2 for discharging the hot exhaust gases and a cooling circuit 3 for deriving the engine heat. Within the exhaust line 2, an exhaust gas heat exchanger 2.5 is arranged for the purpose of emitting the exhaust gas heat, while a cooling heat exchanger 3.4 is arranged in the cooling circuit 3 for the purpose of delivery of the heat dissipated therewith.
Die Kraftwärmekopplungsanlage 10 besteht aus einer Kraft- wärmekopplungsteilanlage 1 die durch Hinzufügung der Verbrennungskraftanlage V zur Kraftwärmekopplungsanlage 10 ergänzt wird.The combined heat and power plant 10 comprises a cogeneration unit 1, which is supplemented by the addition of the combustion system V to the combined heat and power plant 10.
Ferner weist die Kraftwärmekopplungsanlage 10 einen Heizkreislauf 4 auf, über den die abgeführte Motor- und Abgaswärme in einen nicht weiter dargestellten Verbraucherkreislauf bzw. einen Niederdruck-Heizungskreislauf oder Brauchwasserkreislauf eingespeist wird.Furthermore, the combined heat and power plant 10 has a heating circuit 4, via which the dissipated engine and exhaust heat is fed into a consumer circuit not shown in detail or a low-pressure heating circuit or hot water circuit.
Im Abgasstrang 2 ist, neben einem Schalldämpfer 2.1, auch eine Stellklappe 2.3 mit einem Bypass 2" vorgesehen, über die das Abgas am Abgaswärmetauscher 2.5 vorbeigeführt werden kann.In the exhaust line 2, in addition to a muffler 2.1, and a control valve 2.3 with a bypass 2 " provided over which the exhaust gas can be passed to the exhaust gas heat exchanger 2.5.
Gemäß Ausführungsbeispiel Figur Ia sind sowohl der Kühlwärmetauscher 3.4 als auch der Abgaswärmetauscher 2.5 mit dem Heizkreislauf 4 gekoppelt. Der Kühlwärmetauscher 3.4 ist dabei in Bezug zur Strömungsrichtung des Heizkreislaufes 4 vor dem Abgaswärmetauscher 2.5 angeordnet. Das Heizkreis- laufmedium tritt mit etwa 7O0C in den Kühlwärmetauscher 3.4 ein und mit etwa 9O0C aus dem Abgaswärmetauscher 2.5 aus.According to embodiment Ia, both the cooling heat exchanger 3.4 and the exhaust gas heat exchanger 2.5 are coupled to the heating circuit 4. The cooling heat exchanger 3.4 is arranged in relation to the flow direction of the heating circuit 4 in front of the exhaust gas heat exchanger 2.5. The heating circuit Laufmedium occurs with about 7O 0 C in the cooling heat exchanger 3.4 and with about 9O 0 C from the exhaust gas heat exchanger 2.5 from.
Sowohl im Kühlkreislauf 3 als auch im Heizkreislauf 4 ist jeweils eine Kreislaufpumpe 3.2, 4.2 vorgesehen.Both in the cooling circuit 3 and in the heating circuit 4, a circulation pump 3.2, 4.2 is provided in each case.
Gemäß Ausführungsbeispiel Figur Ib kann der Abgaswärmetauscher 2.5 auch mit dem Kühlkreislauf 3 gekoppelt werden, sodass sowohl die aus der Kühlung der Verbrennungskraftmaschine V gewonnene Wärme, als auch die aus dem Abgasstrang 2 gewonnene Wärme gemeinsam über den Kühlwärmetauscher 3.4 an den Heizkreislauf 4 abgegeben wird. Hierbei tritt das Kühlkreislaufmedium mit etwa 8O0C in die Verbrennungskraftmaschine V, mit etwa 920C in den Abgaswärmetauscher 2.5 und mit etwa 1040C in den Kühlwärmetauscher 3.4 ein .According to embodiment 1b, the exhaust gas heat exchanger 2.5 can also be coupled to the cooling circuit 3, so that both the heat obtained from the cooling of the internal combustion engine V, as well as the heat recovered from the exhaust line 2 is discharged together via the cooling heat exchanger 3.4 to the heating circuit 4. Here, the cooling medium enters the combustion engine V with about 8O 0 C, with about 92 0 C in the exhaust gas heat exchanger 2.5 and at about 104 0 C in the cooling heat exchanger 3.4 a.
Im Ausführungsbeispiel, gemäß Figur Ia, beträgt die Eintrittstemperatur T des Heizkreislaufmediums in den Abgaswärmetauscher 2.5 etwa 850C.In the exemplary embodiment according to FIG. 1 a, the inlet temperature T of the heating circuit medium in the exhaust gas heat exchanger 2.5 is approximately 85 ° C.
Im Ausführungsbeispiel, gemäß Figur Ib, beträgt die Eintrittstemperatur T des Kühlwassers in den Abgaswärmetauscher 2.5 etwa 920C.In the exemplary embodiment, according to FIG Ib, the inlet temperature T of the cooling water in the exhaust gas heat exchanger 2.5 is about 92 0 C.
In dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist die Verbrennungskraftmaschine V über den Kühlkreislauf 3 und den Kühlwärmetauscher 3.4 mit dem Heizkreislauf 4 entsprechend Ausführungsbeispiel Figur Ia gekoppelt.In the embodiment according to the invention shown in FIG 2, the internal combustion engine V is coupled via the cooling circuit 3 and the cooling heat exchanger 3.4 with the heating circuit 4 according to embodiment of FIG Ia.
Über den Heizkreislauf 4 wird die abgeführte Abgaswärme in einen nicht weiter dargestellten Verbraucherkreislauf bzw. einen Niederdruck-Heizungskreislauf oder Brauchwasserkreislauf eingespeist. Zwischen dem Abgaswärmetauscher 2.5 und dem Heizkreislauf 4 ist jedoch zusätzlich ein Abgaskühlkreislauf 5 mit einem Heizwärmetauscher 5.4 vorgesehen. Der Abgaswärmetauscher 2.5 ist über den Abgaskühlkreislauf 5 und den Heizwärmetauscher 5.4 mit dem Heizkreislauf 4 gekoppelt. Der Abgaskühlkreislauf 5 weist ebenfalls eine Pumpe 5.2, sowie ein Mischventil 5.1 mit einem Bypass 2" auf. Die Eintrittstemperatur T am Abgaswärmetauscher 2.5 beträgt je nach Schwefelgehalt des Abgases mindestens zwischen 1000C und 14O0C. About the heating circuit 4, the exhaust gas heat dissipated is fed into a not shown consumer circuit or a low-pressure heating circuit or process water circuit. However, an exhaust gas cooling circuit 5 with a heating heat exchanger 5.4 is additionally provided between the exhaust gas heat exchanger 2.5 and the heating circuit 4. The exhaust gas heat exchanger 2.5 is coupled via the exhaust gas cooling circuit 5 and the heating heat exchanger 5.4 with the heating circuit 4. The exhaust gas cooling circuit 5 also comprises a pump 5.2 and a mixing valve 5.1 with a bypass 2 ". The inlet temperature T on the exhaust gas heat exchanger 2.5 is, depending on sulfur content of the exhaust gas at least between 100 0 C and 14O 0 C.
Bezugs zeichenlisteReference sign list
1 Kraftwärmekopplungsteilanlage1 combined heat and power plant
2 Abgasstrang 2' Bypass2 Exhaust Line 2 'Bypass
2.1 Schalldämpfer2.1 silencer
2.2 Oxidationskatalysator2.2 Oxidation catalyst
2.3 Stellklappe2.3 butterfly valve
2.5 Abgaswärmetauscher2.5 Exhaust gas heat exchanger
3 Kühlkreislauf3 cooling circuit
3.2 Pumpe3.2 pump
3.4 Kühlwärmetauscher3.4 Cooling heat exchanger
4 Heizkreislauf4 heating circuit
4.2 Pumpe4.2 pump
5 Abgaskühlkreislauf 5.1 Mischventil5 Exhaust gas cooling circuit 5.1 Mixing valve
5.2 Pumpe5.2 pump
5.4 Heizwärmetauscher5.4 Heating heat exchanger
10 Kraftwärmekopplungsanlage10 combined heat and power plant
V VerbrennungskraftmaschineV internal combustion engine
T Eintrittstemperatur T inlet temperature

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftwärmekopplungsteilanlage (1) mit einem Abgasstrang (2) für eine Verbrennungskraftmaschine (V), mit einem Kühlkreislauf (3) für eine Verbrennungskraftmaschine (V) und mit einem Heizkreislauf ( 4) für die Wärmenutzung, wobei im Abgasstrang (2) ein Abgaswärmetauscher (2.5) vorgesehen ist und im Heizkreislauf (4) ein Kühlwärmetauscher (3.4) vorgesehen ist, über den der Heizkreislauf (4) mit dem Kühlkreislauf (3) der Verbrennungskraftmaschine (V) gekoppelt ist, wobei ein Abgaskühlkreislauf (5) und ein Heizwärmetauscher (5.4) vorgesehen sind und der Abgaskühlkreislauf (5) über den Abgaswärmetauscher (2.5) mit dem Abgasstrang (2) und über den Heizwärmetauscher (5.4) mit dem Heizkreislauf (4) gekoppelt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abgaskühlkreislauf (5) mit dem Abgaswärmetauscher (2.5) und dem Heizwärmetauscher (5.4) als Zwi- schentemperaturkreis derart ausgebildet ist, dass im Betrieb eine Eintrittstemperatur T in den Abgaswärmetauscher (2.5) von mindestens 1000C, HO0C, 12O0C, 13O0C oder 14O0C erreicht wird.1. cogeneration power plant (1) with an exhaust line (2) for an internal combustion engine (V), with a cooling circuit (3) for an internal combustion engine (V) and with a heating circuit (4) for heat utilization, wherein in the exhaust line (2) an exhaust gas heat exchanger (2.5) is provided and in the heating circuit (4) a cooling heat exchanger (3.4) is provided, via which the heating circuit (4) with the cooling circuit (3) of the internal combustion engine (V) is coupled, wherein an exhaust gas cooling circuit (5) and a heating heat exchanger ( 5.4) are provided and the exhaust gas cooling circuit (5) via the exhaust gas heat exchanger (2.5) with the exhaust line (2) and via the heating heat exchanger (5.4) with the heating circuit (4) is coupled, characterized in that the exhaust gas cooling circuit (5) with the exhaust gas heat exchanger ( 2.5) and the heating heat exchanger (5.4) is formed as an intermediate temperature circuit such that in operation an inlet temperature T in the exhaust gas heat exchanger (2.5) of at least ens 100 0 C, HO 0 C, 12O 0 C, 13O 0 C or 14O 0 C is reached.
2. Kraf twärmekopplungsteilanlage (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für den Abgaskühlkreislauf (5) ein flüssiges Kühlmedium mit Wasser und/oder Öl vorgesehen ist. Second power twärmekopplungsteilanlage (1) according to claim 1, characterized in that for the exhaust gas cooling circuit (5) a liquid cooling medium with water and / or oil is provided.
3. Kraftwärmekopplungsteilanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abgaskühlkreislauf (5) mit dem Abgaswärmetauscher (2.5) und dem Heizwärmetauscher (5.4) als Zwi- schentemperaturkreis und/oder der Heizkreislauf (4) derart ausgebildet ist, dass eine Überhitzung oder Verdampfung des Mediums im Abgaskühlkreislauf (5) und/oder im Heizkreislauf ( 4 ) verhindert wird.3. cogeneration power plant (1) according to one of claims 1 to 2, characterized in that the exhaust gas cooling circuit (5) with the exhaust gas heat exchanger (2.5) and the heating heat exchanger (5.4) as intermediate temperature circuit and / or the heating circuit (4) is designed such that overheating or evaporation of the medium in the exhaust gas cooling circuit (5) and / or in the heating circuit (4) is prevented.
4. Kraftwärmekopplungsteilanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abgaswärmetauscher (2.5) zumindest auf der Abgasseite nicht schwefelresistent ausgebildet ist.4. Kraftwärmekopplungsteilanlage (1) according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h e g e c e n e c e in that the exhaust gas heat exchanger (2.5) at least on the exhaust side is not formed sulfur resistant.
5. Kraftwärmekopplungsteilanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Abgasstrang (2) ein Oxidationskatalysator (2.2) vorgesehen ist, wobei der Oxidationskatalysator (2.2) schwefelresistent ausgebildet ist.5. Combined heat and power plant (1) according to one of claims 1 to 4, a d u c h e c e n e c e s in that in the exhaust line (2) an oxidation catalyst (2.2) is provided, wherein the oxidation catalyst (2.2) is formed sulfur resistant.
6. Kraftwärmekopplungsanlage (10) mit einer Kraftwärmekopplungsteilanlage (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Verbrennungskraftmaschine (V) vorgesehen ist, die mit dem Abgasstrang (2) und mit dem Kühlkreislauf (3) gekoppelt ist. 6. Combined heat and power plant (10) with a combined heat and power plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an internal combustion engine (V) is provided, which is coupled to the exhaust line (2) and with the cooling circuit (3).
7. Kraf twärmekopplungsanlage (10) nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Betrieb die Eintrittstemperatur (T) des Abgaskühlkreislaufs (5) in den Abgaswärmetauscher (2.5) mindestens 1000C, HO0C, 12O0C, 13O0C oder 14O0C ist.7. Kraf twärmekopplungsanlage (10) according to claim 6, characterized in that in operation the inlet temperature (T) of the exhaust gas cooling circuit (5) in the exhaust gas heat exchanger (2.5) at least 100 0 C, HO 0 C, 12O 0 C, 13O 0 C or 14O 0 C.
8. Kraf twärmekopplungsanlage (10) nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Eintrittstemperatur (T) des Abgaskühlkreislaufs (5) in den Abgaswärmetauscher (2.5) in Abhängigkeit des Schwefelgehalts des Abgases veränderbar ist.8. A fuel cogeneration installation (10) according to claim 6 or 7, characterized in that the inlet temperature (T) of the exhaust gas cooling circuit (5) in the exhaust gas heat exchanger (2.5) is variable as a function of the sulfur content of the exhaust gas.
9. Verfahren zum Betrieb einer Kraftwärmekopplungsanlage (10), bei dem die direkte Abwärme der Verbrennungskraftmaschine (V) über einen Kühlkreislauf (3) und die Abwärme des Abgases der Verbrennungskraftmaschine (V) mittels eines Abgaswärmetauscher (2.5) an einen Heizkreislauf (4) abgeführt werden, und bei dem die Abwärme des Abgases der Verbrennungskraftmaschine (V) über den Abgaswärmetauscher (2.5) an ein Kühlmittel eines separaten Abgaskühlkreislaufs (5) und über den Abgaskühlkreislauf (5) an den Heizkreislauf (4) abgeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Eintrittstemperatur T des Kühlmittels mindestens so hoch gewählt wird, dass an einer Rauchgas führenden Innenwand des Abgaswärmetauschers die Taupunkttemperatur einer oder mehrerer saurer Komponenten des Abgases nicht unterschritten wird.9. A method for operating a combined heat and power plant (10), wherein the direct waste heat of the internal combustion engine (V) via a cooling circuit (3) and the waste heat of the exhaust gas of the internal combustion engine (V) by means of an exhaust gas heat exchanger (2.5) to a heating circuit (4) dissipated be discharged, and in which the waste heat of the exhaust gas of the internal combustion engine (V) via the exhaust gas heat exchanger (2.5) to a coolant of a separate exhaust gas cooling circuit (5) and the exhaust gas cooling circuit (5) to the heating circuit (4), characterized in that the inlet temperature T of the coolant is selected to be at least so high that at a flue gas-carrying inner wall of the exhaust gas heat exchanger, the dew point temperature of one or more acidic components of the exhaust gas is not exceeded.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Eintrittstemperatur T mindestens so hoch gewählt wird wie die Taupunkttemperatur einer oder mehrerer Komponenten des Abgases. 10. The method according to claim 9, characterized in that the inlet temperature T is selected to be at least as high as the dew point temperature of one or more components of the exhaust gas.
11. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Eintritts-Temperatur T von mindestens 1000C,11. The method according to claim 9, characterized in that an inlet temperature T of at least 100 0 C,
HO0C, 12O0C, 13O0C oder 14O0C gewählt wird.HO 0 C, 12O 0 C, 13O 0 C or 14O 0 C is selected.
12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Brennstoff für die Verbrennungskraftmaschine (V) ein Biogas verwendet wird und das Abgas der Verbrennungskraftmaschine (V) vor dem Eintritt in den Abgaswärmetauscher (2.5) nicht entschwefelt wird. 12. The method according to claim 9, 10 or 11, in that a biogas is used as fuel for the internal combustion engine (V) and the exhaust gas of the internal combustion engine (V) is not desulphurized before it enters the exhaust gas heat exchanger (2.5).
PCT/EP2009/063923 2008-10-22 2009-10-22 Combined heat and power generation subsystem, combined heat and power generation system, and method for the operation of a combined heat and power generation system WO2010046450A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09756689A EP2342442A1 (en) 2008-10-22 2009-10-22 Combined heat and power generation subsystem, combined heat and power generation system, and method for the operation of a combined heat and power generation system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008052640.1 2008-10-22
DE102008052640A DE102008052640A1 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Combined heat and power plant, cogeneration plant and method for operating a combined heat and power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010046450A1 true WO2010046450A1 (en) 2010-04-29

Family

ID=41557640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/063923 WO2010046450A1 (en) 2008-10-22 2009-10-22 Combined heat and power generation subsystem, combined heat and power generation system, and method for the operation of a combined heat and power generation system

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2342442A1 (en)
DE (1) DE102008052640A1 (en)
WO (1) WO2010046450A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103673031A (en) * 2013-12-04 2014-03-26 大连葆光节能空调设备厂 System capable of greatly lowering combined heat and power generation centralized heating temperature

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0015208A1 (en) * 1979-02-22 1980-09-03 Societe D'etudes De Machines Thermiques S.E.M.T. Apparatus for recovering the waste heat of a supercharged internal combustion engine
EP0453007A2 (en) * 1990-03-23 1991-10-23 Adviesbureau Amerconsult B.V. Gas heating system
FR2868809A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-14 Armines Ass Pour La Rech Et Le SYSTEM FOR RECOVERING THE THERMAL ENERGY OF A THERMAL MOTOR VEHICLE BY IMPLEMENTING A RANKINE CYCLE PRODUCING MECHANICAL AND / OR ELECTRICAL ENERGY BY MEANS OF A TURBINE
DE102006043139A1 (en) 2006-09-14 2008-03-27 Man Nutzfahrzeuge Ag Device for gaining energy from lost heat of internal combustion engine of vehicle, particularly commercial vehicle, has thermo converter, connected with upper temperature level, which is formed by lost heat source of combustion engine
DE102007057164A1 (en) 2006-11-24 2008-06-12 Behr Gmbh & Co. Kg Expansion machine e.g. scroll expander, driving system, has organic rankine-cylce including two preheat exchanger stages, where cooling agent flows through two preheat exchanger stages

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0015208A1 (en) * 1979-02-22 1980-09-03 Societe D'etudes De Machines Thermiques S.E.M.T. Apparatus for recovering the waste heat of a supercharged internal combustion engine
EP0453007A2 (en) * 1990-03-23 1991-10-23 Adviesbureau Amerconsult B.V. Gas heating system
FR2868809A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-14 Armines Ass Pour La Rech Et Le SYSTEM FOR RECOVERING THE THERMAL ENERGY OF A THERMAL MOTOR VEHICLE BY IMPLEMENTING A RANKINE CYCLE PRODUCING MECHANICAL AND / OR ELECTRICAL ENERGY BY MEANS OF A TURBINE
DE102006043139A1 (en) 2006-09-14 2008-03-27 Man Nutzfahrzeuge Ag Device for gaining energy from lost heat of internal combustion engine of vehicle, particularly commercial vehicle, has thermo converter, connected with upper temperature level, which is formed by lost heat source of combustion engine
DE102007057164A1 (en) 2006-11-24 2008-06-12 Behr Gmbh & Co. Kg Expansion machine e.g. scroll expander, driving system, has organic rankine-cylce including two preheat exchanger stages, where cooling agent flows through two preheat exchanger stages

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103673031A (en) * 2013-12-04 2014-03-26 大连葆光节能空调设备厂 System capable of greatly lowering combined heat and power generation centralized heating temperature
CN103673031B (en) * 2013-12-04 2016-06-29 大连葆光节能空调设备厂 The system of cogeneration of heat and power central heating temperature is greatly reduced

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008052640A1 (en) 2010-04-29
EP2342442A1 (en) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018222512B4 (en) Method for operating a drive device and a corresponding drive device
DE112011104756T5 (en) Plant for non-contact sludge drying by means of flue gas waste heat
DE102010036487A1 (en) System and method for supplying fuel to a gas turbine
EP2126291A2 (en) Method for operating a gas and steam turbine plant and a gas and steam turbine plant for this purpose
CH702163A2 (en) Method for increasing the power output of a gas and steam combined cycle power plant during selected periods of operation.
WO1994027089A2 (en) Steam power plant for generating electric power
EP3420202B1 (en) Condensate recirculation
DE102007054467B4 (en) Method for fuel preheating
EP2611995B1 (en) Steam turbine plant with variable steam supply
EP2480763B1 (en) Steam power station
EP2342442A1 (en) Combined heat and power generation subsystem, combined heat and power generation system, and method for the operation of a combined heat and power generation system
EP2938848B1 (en) Steam-temperature control device for a gas- and steam turbine plant
DE102019106105A1 (en) Method for the mode switching of an internal combustion engine
EP3810907B1 (en) Exhaust gas recirculation in gas and steam turbines plants
EP2959120B1 (en) Condensate preheater for a waste-heat steam generator
DE102016013704A1 (en) Internal combustion engine for a motor vehicle and method for operating an internal combustion engine
DE102016213279B4 (en) Exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, internal combustion engine and method for exhaust aftertreatment
DE102019203847B4 (en) Drive device for a motor vehicle with an exhaust pipe, a storage container for an operating medium and a heat pipe, as well as a method for operating a drive device
EP3717752B1 (en) System for producing energy in conventional waste incineration and method
DE102019125395A1 (en) Cold start system and a related method for a compressed gas vehicle with a monovalent fuel supply
DE102013205053B4 (en) Method for operating a power plant having a water-steam cycle
DE10253640A1 (en) Process and device to reduce the feed water temperature in a container for a steam generator in a thermal power unit uses gradual change to avoid loss of power
DE102022110339A1 (en) Heat pump system and method for operating a heat pump system
AT243283B (en) Thermal switching of a steam power plant
DE2205141A1 (en) Arrangement for regulating the temperature and the amount of superheated steam in gas turbine systems

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09756689

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009756689

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE