Projektets formål var sammen med europæiske partnere i et JOULE III projekt at udvikle et biomassebaseret, teknisk og kommercielt levedygtigt, energieffektivt kraftvarmeanlæg til det voksende marked for CO2-neutrale anlæg, baseret på lokale brændsler, i Europa og tredjeverdenslande.
Projektbeskrivelse
I projektet designes og opføres et 40 kW_e forsøgsanlæg. Forsøgsanlægget består af en gasturbine (GT) fyret med gas direkte fra en tryksat biomasse baseret risteforgasser koblet til et cyclonbrændkammer. Enheden vil være repræsentativ for anlæg i området 10 - 250 kW_e. Turbinebelægninger samt -erosion vil blive minimeret ved kontrol af forgasserens og brændkammerets driftparametre blandt andet støttet af 3-D CFD modellering af partikeltrajektorier. Et kontrolsystem som kan håndtere hurtige transienter vil blive udviklet og testet på en simulationsmodel. Det primære formål er at fastslå deposition, erosion, korrosion samt ydelsesparametre for en række biomassebrændsler, fastslå tilladelige driftstemperaturer (og dermed virkningsgrader), udvikle et anvendeligt styringssystem samt fastlægge et anvendeligt design for et prototypeanlæg med mulighed for økonomisk drift. Biomassebrændslet vil fra forsøgenes start bestå af rent forbehandlet træ, som vil være mest attraktivt, set udfra lavt indhold af aske og alkali. I alt 4 træflissorter vil blive testet i det videre forløb. De primære mål som forfølges er: 1) Minimum 23% elvirkningsgrad, basered på 75% anvendelse af indfyret brændsel. 2) Turbinetemperatur (TIT) 900 grader C. Udstødsgas ca. 600 grader C. 3) Fuld 3 D modellering af partikel strømninger i cyklonbrændkammer og turbinetrin. 4) Tryksætning af forgasser og brændkammer på 3 bar med maksimal læk på 2%. 5) Anlægssimulering til at teste respons ved transienter eller fejlforhold. 6) Udvikling baseret på kommerciel low cost GT baseret på turboladerkomponenter. 7) Mulighederne for at anvende et bredere spekter af brændsel. 8) Mindre end 10 ppm partikler med maksimal størrelse på 5 #mu# ved indgang til turbinen. 9) Alkali i røggas mindre end 1 ppm. 10) Low NO_x design på grund af understøkiometrisk forhold i forgasserens 'fribord'. 11) Nulserie prototypedesign med kapitalomkostninger på 1000 ECU/kW_e (7500 kr/kW) og elektricitetsproduktionsomkostninger på 0.06 ECU/kWh (45øre/kWh)
Resultater
Et direkte fyret gasturbineanlæg består af få komponenter og giver derved en god basis for kommerciel anvendelse, hvis fouling, erosion og korrosion kan kontrolleres til acceptable værdier. Anlægget baseres på små kommercielle gasturbiner fyret direkte fra en tryksat risteforgasser efterfulgt af et nyudviklet cyklonbrændekammer. En CFD modelleret 40 kWe test rig blev etableret for at bestemme belægningsdannelse, erosion, korrosion og ydelses parametere for biomassebrændsel, når røggassen indeholder mindre end 1 ppm alkali og 10 ppm partikler med en maksimal størrelse 5 mu ved indgang til turbinen. Etableringen af anlægget indebar større uforudseelig ændringer, hvilket resulterede i et fuldstændigt ændret anlægslay-out. Den resulterende forsinkelse blev efterfølgende forsøgt indhentet, men blev pga. den danske storstrejke i foråret 1998 atter forsinket. Den resulterende sene idriftsættelse medførte, at projektet ikke kunne møde EU kommissionens milepæl, hvorfor projektet blev afbrudt. Anlægget er demonteret og lagt i depot
