Kolonnin sisäosat

Miten yhteistuotanto-voimalaitokset tuottavat lämmintä vettä kaukolämpöverkkoon?

Yhteistuotantovoimalaitokset tuottavat sekä energiaa (sähköä) että lämpöä. Kun biopolttoaineita, jätteitä jne. poltetaan, syntyy kuumia savukaasuja, joita käytetään veden lämmittämiseen korkeapaineiseksi ja -lämpöiseksi höyryksi.

Höyry pyörittää höyryturbiineja, jotka tuottavat sähköä, joka syötetään sähköverkkoon. Höyryn kuljettua turbiinin läpi jäljellä oleva lämpö käytetään veden lämmittämiseen lauhduttimessa. Näin syntyvä kuuma vesi pumpataan kaukolämpöverkossa oleviin rakennuksiin.

CHP-laitoksen hyötysuhde on yli 90 prosenttia. Tehokkuus paranee entisestään, kun lämpimät savukaasut kulkevat lauhdutuskolonninläpi ennen kuin ne puhdistetaan ja päästetään ilmakehään. Tällöin hyötysuhde voi olla lähes 100 prosenttia.

Savukaasujen lauhdutus CHP-laitoksessa

Tekniikan perustana on käyttää kosteaa polttoainetta. Polttoaineen kosteus haihtuu ennen palamista, jolloin savukaasuun jää tietty määrä vesihöyryä. Jäähdyttämällä ja lauhduttamalla savukaasuja vapautuu energiaa, jota puolestaan käytetään lisälämmön syöttämiseen kaukolämpöverkkoon. Tämänkaltainen polttoaineen käytön maksimointi on erittäin resurssitehokasta..

Savukaasujen lauhdutus tapahtuu lauhdutuskolonnissa , jossa kuumat savukaasut virtaavat ylöspäin ja ovat vuorovaikutuksessa alaspäin virtaavan nesteen kanssa, jonka lämpötila on alhaisempi. Savukaasun sisältämä vesihöyry tiivistyy sen saavuttaessa kastepisteensä, ja faasimuutoksen aikana kaasusta nesteeksi vapautuu lämpöenergiaa, mikä johtaa nesteen lämpötilan nousuun. Lämmönsiirto tapahtuu siis kaasusta nesteeseen. Lämmitetyn nesteen energia siirretään sitten lämmönvaihtimeen tai muuhun prosessin osaan riippuen tarkasteltavan CHP-laitoksen rakenteesta.

Savukaasun esijäähdyttäminen kastepisteeseen on tärkeä vaihe savukaasun lauhdutusprosessissa.
Ennen savukaasujen johtamista lauhdutuskolonniin kaasut jäähdytetään usein kastepisteeseen, jotta lämmönsiirtoprosessi lauhduttimessa olisi mahdollisimman tehokas. Savukaasujen esijäähdytys suoritetaan erillisessä jäähdytysyksikössä tai suoraan savukaasukanavassa suuttimien avulla. Lue lisää kaasunjäähdytyksestä >>