INHOUDSTAFEL 1 Algemeen Brandstof Energiebalans Noodstroomtoepassing Motor Generator Samenbouw

Typebestek Mini-WKK

INHOUDSTAFEL 1

Algemeen ................................................................................................................................. 1 1.1

Brandstof........................................................................................................................... 2

1.2

Energiebalans.................................................................................................................... 2

1.3

Noodstroomtoepassing .................................................................................................... 2

2

Motor ....................................................................................................................................... 3

3

Generator................................................................................................................................. 3

4

Samenbouw ............................................................................................................................. 3

5

Startsysteem ............................................................................................................................ 4

6

Brandstoftraject ....................................................................................................................... 4

7

Smeerolie ................................................................................................................................. 4

8

Beveiliging ................................................................................................................................ 5

9

Omkasting ................................................................................................................................ 5

10 Gasuitlaatcircuit ....................................................................................................................... 6 11 Warmterecuperatie ................................................................................................................. 6 11.1

Primair watercircuit ...................................................................................................... 6

11.2

Secundair watercircuit .................................................................................................. 7

12 Sturing van de Mini-WKK ......................................................................................................... 8 12.1

Controle- en bedieningsbord ........................................................................................ 8

12.2

Afstandscommunicatie via internet ........................................................................... 10

13 Indienstname ......................................................................................................................... 11

TYPEBESTEK MINI-WARMTEKRACHTKOPPELING

1

Algemeen

De warmtekrachtkoppelingsmodule is een volledig aansluitklare machine voor de productie van elektrische wisselstroom (3x400V+N/ 50 Hz) waarbij de vrijgekomen warmte wordt gerecupereerd door opwarming van water met een maximaal regime aanvoer/retour van 70/85°C bij vollast. Een asynchrone generator, gekoppeld aan een verbrandingsmotor, levert de stroom. Tijdens de productie van stroom, geven de motor en de rookgassen warmte af die wordt gerecupereerd dankzij opwarming van een secundair watercircuit. De Mini-WKK heeft geen modulatiebereik, waardoor het als vollastmachine gebruikt wordt. De machine functioneert daardoor altijd op haar optimaal vollastpunt wat resulteert in een maximale efficiëntie en een maximale energiebesparing. De module bestaat uit de volgende onderdelen:       

Motor en asynchrone hoogrendementsgenerator Geluiddempende omkasting voor binnenopstelling Gegalvaniseerd basisframe Gasuitlaatcircuit met filter, demper en rookgaskoeler Primair watercircuit met warmtewisselaars, sensoren, thermostaat, pomp KVBG gekeurde gasstraat Controle- en bedieningsbord met voedingsaansluiting en nodige voorzieningen voor Synergrid compliance.

O/ref: CVDE/HV/2015-01/TYPEBESTEK MINI-WKK

-1/13-


1.1 Brandstof Aardgas met onderste stookwaarde = 36MJ/Nm³ - 42MJ/Nm³

1.2 Energiebalans 9 kWe Inputvermogen : 32 kWth Elektrisch vermogen : 9 kWe Warmwater vermogen : 19 kWth* Radiatie vermogen : 1,4 kWth Condensor vermogen (40-60 °C): 2,6 kWth Elektrisch rendement : 28% Thermisch rendement : 59%* Totaal rendement : 87%* Temperatuursregime : + 70/85°C Uitlaatgastemperatuur: + 120°C

12 kWe 43 kWth 12 kWe 25 kWth* 2 kWth 2 kWth 28% 58%* 86%* + 70/85°C + 120°C

*Indien de module niet wordt opgesteld in een te verwarmen ruimte en er geen gebruik wordt gemaakt van een gascondensor voor extra rendement. Als één of beide van deze opties wel van toepassing is, zal het thermisch rendement en bijgevolg totaal rendement toenemen.

Afwijkingen Thermische vermogens : +/- 5% Elektrisch vermogen : +/- 2 %

1.3 Noodstroomtoepassing De Mini-WKK is niet geschikt als een bedrijfszekere noodstroomvoorziening vanwege de zeer geringe load-step capaciteit van een gasmotor en het niet garandeerbare behoud van gastoevoer bij afwezigheid van het net. In de zorgsector is de toepassing als noodstroomvoorziening tevens niet toegelaten.


-2/13-


2

Motor

De gasmotor is een volgens het Otto proces werkende verbrandingsmachine die wordt gevoed door aardgas. 4 cilinders Watergekoeld Natuurlijke aanzuiging

3

Cilinderinhoud 1,86 L Boring 86 mm Slag: 80 mm Compressieverhouding 9,5 : 1

Generator

Voor de stroomproductie wordt gebruik gemaakt van een luchtgekoelde asynchrone hoogrendementsgenerator IE3. De cos phi wordt geoptimaliseerd door middel van een condensatorbatterij, gemonteerd in het sturingsbord. De condensatorbatterij wordt ontladen door speciale ontladingsweerstanden na het spanningsloos zetten van de machine. Verdere specificaties generator :  Bescherming IP55  Isolatieklasse F  Frame 160L

4

Samenbouw

Door middel van een flenskoppeling wordt de asynchrone generator bevestigd aan de verbrandingsmotor. Het geheel is gemonteerd op trillingsdempers die meer dan 95% van de trillingen wegwerken.


-3/13-


5

Startsysteem

De module is uitgerust met een apart startsysteem dat bestaat uit een elektrische starter gevoed door een batterij gemonteerd onder de generator. De batterijlader en toebehoren om de module en het schakelsysteem te voorzien van start-, ontsteking- en stuurspanning zijn gemonteerd in het sturingsbord. De startkring en de overige elektrische kringen van de module zijn gevoed op 12VDC. De PLC en het netanalysetoestel worden gevoed met 24 VDC.

6

Brandstoftraject

Voor de aanvoer van brandstof, aardgas, naar de motor, bevindt zich in de module een geïntegreerd veiligheidsgastraject KVBG gekeurd voor de Belgische markt, met als componenten: • gasregelklep met actuator • nuldrukregelaar • dubbele magneetkleppen • KVBG gekeurde gasflexibel • aansluiting gebeurt aan de voorzijde van de machine met een KVBG gekeurde kogelkraan.

7

Smeerolie

Elke WKK-module is uitgerust met een systeem dat het peil van de smeerolie bewaakt. Via het kijkglas kan het oliepeil bekeken en gecontroleerd worden. Dankzij een elektrische peilcontrole met alarmcontact kunnen de minimum- en de maximumwaarde worden gecontroleerd. Onder de motor bevindt zich een druppel-, smeer- en opvangreservoir.


-4/13-


8

Beveiliging

De Mini-WKK is beveiligd tegen kortsluiting door middel van een thermomagnetische beveiligingsschakelaar. De beveiliging van de elektrische installatie stroomafwaarts, evenals de aangepaste aardlekschakelaars, enz. moeten aanwezig zijn in de verdere installatie en behoren niet tot deze leveringsomvang.

9

Omkasting

Geluiddempende omkasting voor binnenopstelling - 57 dBA op 1m. Optioneel kan een tweede externe geluidsdemper aangesloten worden op het rookgastraject om het geluidsniveau verder te reduceren. Aan de zijkanten zijn toegangsdeuren voorzien zodat de motor volledig toegankelijk is langs beide zijden van de installatie. De omkasting wordt gedragen door een gesloten baseframe dat dus ook het aggregaat draagt en dienst doet als opvangkuip voor eventuele lekken. De omkasting wordt geventileerd door een elektrische axiale ventilator met vast toerental. De afzuigventilator zorgt voor voldoende toevoer van verbranding- en koellucht naar de WKK-module.


-5/13-


10 Gasuitlaatcircuit De aansluiting voor het traject van de rookgasuitlaat buiten de omkasting is voorzien van een flensaansluiting DN 50 DIN 2573 en wordt geleverd met tegenflens en geschikte dichting. De WKK moet aangesloten worden op een RVS rookgastraject via deze flensverbinding, die conform is aan alle wettelijke bepalingen, i.h.b. Vlarem, BIM. Het rookgasuitlaattraject dient te worden geïsoleerd met rotswol. Onder de flens, voor het aansluiten van de uitlaat, is een 3/4" draadaansluiting voorzien voor het afvoeren van het condenswater. Deze afvoerleiding in RVS of PVC dient via een waterslot te worden aangesloten naar de afvoer.

11 Warmterecuperatie 11.1 Primair watercircuit Door middel van een platenwisselaar wordt het aangevoerde water van het secundair circuit opgewarmd. Hierbij is het gebruik van een elektrische circulatiepomp noodzakelijk. Deze pomp is echter niet inbegrepen in de leveringsomvang. Het vermogen van te pomp is te bepalen in functie van de totale tegendruk in het circuit. Aan de primaire zijde van de platenwarmtewisselaar zorgt de warmte, afgegeven door de motor en de rookgassen, voor de productie van warm water. De warmtewisselaars voor motorkoelwater en rookgassen zijn gebouwd en getest conform de Richtlijn inzake Druktoestellen 97/23/EG. Ze zijn voorzien van buiswerk en isolatie tot aan de flenzen voor verwarming- en rookgasaansluiting. Met behulp van een elektrisch aangedreven koelwaterpomp circuleert een mengsel van 50%water / 50% glycol in het interne, gesloten koelcircuit. Daarbij wordt achtereenvolgens de warmte van de smeerolie, het motorkoelwater en de rookgassen opgenomen.


-6/13-


Die energie wordt doorgegeven aan het verwarmingscircuit via een geïntegreerde koelwaterwarmtewisselaar (platenwarmtewisselaar), welke tevens een volledige scheiding garandeert tussen het primaire en secundaire circuit. De primaire kring wordt gevuld door de fabrikant en is voorzien van een aftappunt onderaan de module met een manuele afsluiter. Er zijn op diverse plaatsen binnen de omkasting temperatuursondes geplaatst om de goede werking van het aggregaat te controleren. Dit zowel in de primaire kring als in de in- en uitgang van de secundaire kring. De primaire kring is van een thermostaat voorzien. Bij het bereiken van de ingestelde maximum temperatuur van het inkomend secundair water zal de WKK automatisch stoppen en stand-by blijven tot deze temperatuur voldoende gezakt is. De werking van de Mini-WKK wordt dus bepaald door de aanwezigheid van de warmtevraag.

11.2 Secundair watercircuit De aansluitingen (1”) bevinden zich onderaan de unit en gaan naar de secundaire zijde van de warmtewisselaar. De secundaire kring bestaat principieel uit een circulatiepomp, een debietsregeling, de nodige afsluiters om de kring af te zonderen en eventueel een terugslagklep om stroming bij niet werkende pomp te vermijden. De secundaire pomp wordt vanuit het bedieningsbord van de WKK gestuurd en werkt intermitterend gedurende stand-by van de WKK. Het debiet in de secundaire kring ligt rond de 1,5m³/h. Aangezien de WKK uitsluitend bij warmtevraag kan werken en de secundaire pomp dus niet continu draait, kan het nodig zijn een extra meetsonde te voorzien op een geschikte plaats; bv. onderaan een buffervat. Deze meetsonde (PT1000) wordt ingelezen via de PLC in het sturingsbord en bepaalt of er al dan niet vraag is naar warmte. Er kan eventueel een 3 wegregeling gestuurd worden vanuit het bedieningsbord om het secundair gedeelte sneller op te warmen of de uitgaande temperatuur te regelen.


-7/13-


Afhankelijk van de regio kan het nodig zijn een warmteteller in deze kring te integreren. Deze warmteteller bestaat uit een MID gekeurde debietmeting met bijhorende sensoren. Thermisch isoleren met geschikte isolatie is noodzakelijk volgens NBN D30-041.

12 Sturing van de Mini-WKK 12.1 Controle- en bedieningsbord Het bedienen van de WKK gebeurt uitsluitend met het aanraakdisplay op het bedieningsbord van de warmtekrachtmodule. Naast de PLC, de batterijlader, andere sturingen beveiligingstoestellen en het meettoestel bevindt zich de koppelschakelaar (contactor voor netkoppeling), met inbegrip van de netontkoppelingsbeveiliging, eveneens in deze kast. Het netontkoppelingsrelais is ingesteld en verzegeld. De installatie mag niet meer gebruikt worden wanneer de verzegeling verbroken is. De elektrische parameters worden gemeten door een multifunctioneel digitaal meettoestel. De bedrijfsmode wordt geselecteerd via een driestanden vergrendelbare programmakeuzeschakelaar (off/reset / auto / test). In de stand “auto” dient het aggregaat een warmtevraag te detecteren ofwel een extern start-/stopsignaal te ontvangen. Tevens is er ook een uurschema voorzien waarin de machine volgens een vooringestelde periode actief is (periode gekozen in functie van de nood aan warmte). De bedrading tussen de module en het sturingsbord is voorgemonteerd in flexibels met een maximale lengte van 10 meter en voorzien van klemnummers. De bedieningskast is voorzien van een koelventilator met bijbehorende luchtopeningen. Deze openingen moeten steeds vrij zijn zodat zowel koellucht als warme lucht gemakkelijk kunnen aan- en afgevoerd worden. Vanuit het bedieningsbord is het aansturen van een elektrisch gestuurde 3wegklep mogelijk: 230V.


-8/13-


De regeling gebeurt in functie van de PT1000 sensor (TS8). - Netverbinding 3 x 400V+N of 3 x 230V (mits aanpassing van het bedieningsbord). - Sturing secundaire pomp 230V vanuit bedieningsbord. - 4-polige, manuele vermogensschakelaar met thermomagnetische activator - Generatorrelais Sturing-, bewaking- en hulpaandrijvingsgedeelte - Synchronisatie en netbewaking - Sturingen en relais voor koelwaterpomp, starter, afzuigsysteem, gastraject - Vermogensregeling voor warmlopen, vaste en glijdende waarde bij starten en stoppen - Batterijlader - Stopcontact 230 V voor onderhoud - Sleutelschakelaar voor veiligheidsuitschakeling (NOODSTOP) Microprocessorsturing - Scherm voor de weergave van bedrijfs- en storingswaarden - 2 gescheiden microprocessoren, telkens voor de starten stopprocedure, voor werking met parallelle netten incl. lambdaregeling evenals netbeveiliging/netbewaking - Gescheiden, met paswoorden beveiligde toegangsniveaus voor energiebedrijf, parametrering en manuele bediening - Potentiaalvrije ingangen voor starten op afstand evenals regeling met vaste waarden - Dataoverdracht op afstand Weergave metingen op het display - Watertemperatuur : CV IN ; CV UIT ; motor UIT ; RGK UIT - Aantal draaiuren - Geproduceerd elektrisch vermogen - Laatste onderhoud - Uren tot volgende onderhoud - Oliedruk


-9/13-


Beveiligingen - Lage oliedruk - Startfout - Hoge watertemperatuur - Rookdetectie in de omkasting - Noodstop - Netontkoppeling / afwezigheid netspanning - Te laag vermogen (instelbaar)

12.2 Afstandscommunicatie via internet Het sturingsbord van de Mini-WKK wordt standaard uitgerust met een Personal aXsGuardsrouter (verder PAX genoemd). Langs de kant van de WKK (LAN) is deze aangesloten op de PLC en display. Langs de internetzijde (WAN) moet deze aangesloten zijn op het internet (UTP-kabel met mannelijke stekker). Dit kan via het netwerk van de klant gebeuren. Na aansluiting op het netwerk van de klant, zal de router automatisch proberen een VPNconnectie op te zetten tussen de Mini-WKK en de hoofdrouter op het netwerk van E. Van Wingen NV. Door de hoge beveiligingsgraad is het echter onmogelijk om via de router toegang te krijgen tot het netwerk van de klant. Met een Web-based HMI concept zijn starre point-to-point verbindingen vervangen door een flexibele client/server-topologie. Besturingen vertegenwoordigen servers en zijn derhalve voorzien van een webserver waarop de visuele weergave wordt opgeslagen. Door het gebruik van de web based visualisatie techniek kan de installatie, mits het verbinden met een internet router, uitgelezen worden via PC en dit zonder extra SCADA software. Ook via een Smartphone kan de installatie op identieke wijze worden opgevolgd: zowel voor Apple toestellen (iPhone – iPad) als Android gestuurde systemen is er een app beschikbaar in de betreffende stores.


-10/13-


13 Indienstname Bij het transport, verplaatsen en montage van de machine dient men rekening te houden met de voorschriften van de fabrikant. Meer specifiek dient men deze ook in acht te nemen bij de keuze van de opstellingsruimte. De voorschriften zijn duidelijk vermeld in de handleiding, schriftelijk gevoegd bij de machine en ook steeds opvraagbaar. De indienstname van de installatie mag alleen door de fabrikant of een installateur, met speciaal door de fabrikant voor deze werkzaamheden opgeleid en geautoriseerd personeel, worden uitgevoerd. De eerste indienstname wordt uitgevoerd in aanwezigheid van de installateur en de eigenaar van de installatie. Een vertegenwoordiger van elke partij moet bij de indienstname aanwezig zijn. Wanneer sommige delen van de installatie, waarvoor gekwalificeerde installateurs nodig zijn, door derden zijn geplaatst moeten de nodige attesten worden voorgelegd. Bij de Mini-WKK hoort een CE-verklaring met vermelding van de toepasselijke normen en beperkingen. De installatie moet na voltooiing en vóór de indienstname gekeurd worden door een erkend organisme.


-11/13-

INHOUDSTAFEL 1 Algemeen Brandstof Energiebalans Noodstroomtoepassing Motor Generator Samenbouw

Recommend Documents