Verbrauch und Emission senken. SteamTrac/SteamDrive - Voith Turbo

Verbrauch und
Emission senken.
SteamTrac/SteamDrive
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SteamTrac und SteamDrive –
Energie aus Abwärme sinnvoll nutzen.
Bei der Verbrennung flüssiger und gasförmiger Kraftstoffe in Verbrennungsmotoren
entweichen rund 60 Prozent der Energie als Abwärme über Abgase
und Kühlwasser. Wertvolle Energie geht verloren und Kraftstoff wird nutzlos
verbraucht. SteamTrac und SteamDrive von Voith ermöglichen es, Abwärme
nachhaltig zu nutzen.
Das Herzstück:
Expander erzeugen Drehmoment
Das Herzstück der Voith Abwärmenutzungssysteme
sind die Hubkolben-
Expander. Die Abwärme wird im Wärmetauscher
in Dampf umgewandelt und
dem Expander zugeleitet. In den Zylindern
des Expanders entspannt sich der
verdichtete Dampf und setzt die Kolben
in Bewegung. Dabei wird ein Drehmoment
erzeugt, das entweder direkt dem
Antrieb zugeführt oder in elektrische
Energie gewandelt werden kann.
Durch Abwärmenutzung verpufft die einmal erzeugte Energie
nicht, sondern die in der Abwärme von Verbrennungsmotoren
enthaltene Energie wird nachhaltig bewahrt und erneuert.
Sowohl in stationären Antrieben als auch in Fahrzeugen lassen
sich so Treibstoffverbrauch und Schadstoffausstoß reduzieren.
Weitere Anwendungen sind Blockheizkraftwerke, Ernte-
und Landmaschinen, Steinbrecher, Prüfstände oder Müllverbrennungsanlagen.
Die industrielle Abwärme nutzung von Voith
findet in der Öl- und Gasindus trie und in der Stahlindustrie und
weiteren industriellen Applika tionen statt.

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1 Auch in Blockheizkraftwerken und Biogasanlagen
macht der SteamTrac Sinn.
2 Deutliche Kraftstoffersparnis verschafft
der SteamDrive einem Schubschiff.
3 Prinzipiell lässt sich der SteamTrac in
alle dieselbetriebenen Schienen fahrzeuge
einbauen.
Mehr Energie für Verkehr, Industrie und Schifffahrt.
SteamTrac und SteamDrive finden ihren Einsatz bislang
vor allem in Blockheizkraftwerken, in Ma rine anwendungen,
beispielsweise in Schubschiffen und die selbetriebenen
Schienen fahr zeugen.
Zehn Prozent mehr Stromertrag in Kraftwerken
In Blockheizkraftwerken und Biogasanlagen kann die gewonnene
Mehrleistung größerer Motoren via SteamTrac bis zu 10 %
betragen. Aus der Abwärme eines 250-kW-Gasmotors holt
der Dampf expander z.B. eine Zusatzleistung von rund 20 kW.
In Deutschland und Großbritannien sind Ab wärme nutzungssys
teme von Voith bereits im Dauereinsatz. Die eingesetzten
Gasmotoren erreichen die Mehrleistung ohne zusätzlich CO 2
abzugeben. Dabei kommt technisches Wasser als Arbeits-
medium zum Einsatz. Auch dies ist extrem umweltfreundlich.
Weniger Kraftstoff und Emis sionen bei Schiffen
Auch in Schubschiffen bringt der Steam Trac eine Kraftstoffersparnis
– beispielsweise auf der Route zwischen Rotterdam
und Duisburg. Das Schiff ist mit drei Dieselmotoren ausgestattet,
an einem davon ist der Voith SteamTrac installiert. Auf das
Jahr hochgerechnet reduziert sich damit der Kraftstoffverbrauch
um 40 000 Liter Diesel. Zugleich werden 106
Tonnen CO 2 weniger emittiert. Voith Abwärmenutzungssysteme
eignen sich sowohl für neue Schiffsentwicklungen als
auch zur Nachrüstung.
Dieselbetriebene Schienenfahrzeuge sparen
bis zu 12 % Kraftstoff
Der erste SteamTrac im Schienen bereich arbeitet in einem
einteiligen Dieseltriebwagen von Typ NE81 des Herstellers
Waggon Union Berlin aus dem Jahr 1993. Dieser ist mit zwei
250 kW starken dieselhydraulischen Antriebsanlagen mit Voith
Turbogetriebe T 211 r ausgestattet.
Der an einem der beiden Motoren angeschlossene SteamTrac
bringt eine Kraftstoffein sparung von 6 % bis 10 % je nach
Fahrzyklus. Insgesamt kann bei dieselbetriebenen Schienenfahrzeugen
der Kraftstoffverbrauch um bis zu 12 % reduziert
bzw. deren Motor leistung ohne Mehrverbrauch erhöht werden.
Funktionsweise des SteamDrive-Systems
Abgas
Expander
P
Verdampfer
Abgas
Fahrzeug- /Anlagensteuerung
Voith Systemsteuerung
Speisepumpe Medientank
Kondensator
Einbindung
in Fahrzeug /
Anlage

Verbrauch und Emissionen senken.
Die Technologie der SteamTrac- und SteamDrive-Systeme
basiert auf einem ge schlossenen Dampfkreislauf und
kann in allen ver brennungs mo to ri schen Antrieben eingesetzt
werden.
Im heißen Abgasstrom des Motors wird über einen Wärmetauscher
Dampf erzeugt und einem Kolbenexpander zugeleitet.
So wird Abwärme aus dem Verbrennungsprozess in
nutzbares Dreh moment umgewandelt und dem Antrieb wieder
zugeführt. Dadurch lassen sich mit der SteamTrac-Tech nologie
der Kraftstoffverbrauch und somit der CO 2 -Ausstoß
deutlich reduzieren.
Einfach an bestehende Systeme ankoppeln
Mit dem SteamDrive wird die zurück gewonnene Energie nicht
direkt einem An trieb, sondern einem Generator zugeführt. Die
Funktionsweise ist analog zum Steam Trac. Beide Abwärmenutzungssys
teme verfügen über eine integrierte Schmierung
und eignen sich sowohl zum direkten Einbau als auch zum
Nachrüs ten, der SteamDrive als Kompaktmodul lässt sich
Expander in Voith Abwärmenutzungssystemen
Eingesetzte Typen:
R2 / 800 R6 / 3000
Bauart Reihe Reihe
Zylinderzahl 2 6
Hubraum 800 ccm 3000 ccm
Nennleistung 40 kW 140 kW
Drehzahlbereich 600 – 3 500 min -1 600 – 2 300 min -1
Max. Betriebsdruck 60 bar 60 bar
Max. Einlasstemperatur 400 °C 400 °C
allerdings einfacher an bereits bestehende Systeme ankoppeln.
Neben den ökologischen bieten die beiden Systeme
durch den geminderten Kraftstoff verbrauch auch einen
ökonomischen Vorteil.
Je nach Applikation stehen verschiedene Wärmetauscherbauarten
zur Verfügung.
Verdampfungswärmetauscher DEBN 400
Verdampfungswärmetauscher DEBL 380

Für Marineanwendungen:
Voith Turbo
Marine SteamTrac B.V.
Koppelstraat 3
7391 AK Twello, Netherlands
Tel. + 31 571 279626
Fax + 31 571 276445
Für Schiene- und Industrieanwendungen:
Voith Turbo GmbH & Co. KG
Alexanderstraße 2
89522 Heidenheim, Germany
Tel. +49 7321 37-8341
Fax +49 7321 37-7626
waste-heat-recovery@voith.com
voith.de
G 2247 d ak / WA 500 2012-08 Maße und Darstellungen unverbindlich. Änderungen vorbehalten.