2.5 WKK met stoomturbine

Figuur 2.5-1 toont het schema van de in het verleden meest toegepaste vorm van WKK: een WKK-systeem op basis van een tegendrukturbine.

Figuur 2.5-1: Schema WKK met tegendrukstoomturbine

In een stoomketel wordt stoom geproduceerd met een hogere druk dan nodig is voor de levering van de gevraagde warmte. De stoom expandeert in een turbine tot de gewenste druk.
Wanneer alle stoom tot deze druk expandeert, spreken we van een tegendruk-stoomturbine. De warmtekrachtverhouding van deze turbine is niet regelbaar en als er geen stoomvraag is, wordt geen elektriciteit geproduceerd.

Voorbeeld:
stoom ingang stoomturbine : 60 bar stoom, 480 °C (oververhit), 75 t/h
stoom uitgang stoomturbine : 10 bar stoom, 180 °C (verzadigd), 75 t/h
elektrisch vermogen : 7,5 MW

Een variant is de aftapstoomturbine (figuur 2.5-2), waarbij een gedeelte van de in de ketel gevormde stoom op een bepaalde plaats (gewenste druk) wordt afgetapt. De overige stoom expandeert in een condensor tot een lage druk (bv. 0,05 bar). Doordat de aftap regelbaar is kan de WK-verhouding geregeld worden en kan, ook wanneer de industrie geen stoomvraag heeft, toch elektriciteit geproduceerd worden.

Figuur 2.5-2 : WKK met aftapcondensatiestoomturbine

Hoewel in het verleden bijna alle industriële WKK-installaties gebaseerd waren op stoomturbines, wordt bij nieuwe WKK-installaties de stoomturbine bijna niet meer als enige basiscomponent gebruikt.

Belangrijke reden hiervoor is dat het elektrisch rendement van een stoomturbine aanzienlijk lager ligt dan dat van de gasturbine en dat de stoomproduktie in verhouding met de elektriciteitsproduktie relatief groot is; omdat elektriciteit een aanzienlijk duurder produkt is dan stoom, is een WKK-systeem met gasturbine vaak eerder rendabel dan een WKK-installatie met een stoomturbine.