30. August 2010

Effizienz von Biomassekraftwerken verbessern

Die verstärkte Biomassenutzung kann einen wesentlichen Beitrag leisten, den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu vermindern. Biomasseverbrennungsanlagen müssen aus ökologischer wie ökonomischer Sicht Energie effizient arbeiten und eine hohe Auslastung erreichen. Allerdings schränken die Belagsbildung an den Wärmetauscherflächen und Korrosionsprozesse die Energieeffizienz und die Verfügbarkeit der Anlagen stark ein.

Mit einer auf Brennstoff und Betriebsparameter abgestimmten Fahrweise der Anlagen ließe sich die Belagsbildung auf den Wärmetauscherflächen minimieren. Derzeit fehlen allerdings dafür geeignete Online-Erfassungssysteme. Ziel der CheMin GmbH (Augsburg) ist es daher, ein Messsystem basierend auf einem Online-Wärmestromsensor zu entwickeln. Die CheMin GmbH hat den Einsatz eines nicht invasiven Wärmestromdichtesensors für den Einsatz an Verdampferwänden von Verbrennungskesseln validiert und erprobt. Der Vorteil im Vergleich zu den bestehenden Wärmestromsensoren ist die einfache Installation an (fast) beliebiger Stelle der Membranwände. Inzwischen ist diese Wärmestromsensorik europaweit an 18 Anlagen installiert.
Die Wärmestromdichte liefert dabei wichtige Informationen in Bezug auf die Wärmeverteilung und damit über die lokale Wärmeabgabe in der Brennkammer. Sie ermöglicht je nach Anordnung der Sensorik Aussagen zu:

Im Rahmen des Projektes wurde zudem der funktionale Zusammenhang zwischen Rohr-Steg-Temperaturdifferenz und Wärmestromdichte ausgearbeitet. Gemeinsam mit der TU Dresden konnten Modelle zur Verteilung der Wärmestromdichte auf Rohr und Steg der Membranwand für unterschiedliche Wandaufbauten validiert werden. Die neu entwickelte Messtechnik ist in der Lage, Rohr-Steg Temperaturdifferenzen mit Hilfe von Thermodrähten an der Außenseite der Rohrwand aus der entstehenden Thermospannung direkt zu bestimmen.

Biomassekraftwerk in Mannheim

Wärmetauscherbelägeund Korrosion vermindern
Um die Daten benutzerfreundlich online darzustellen sowie Feuerung oder Reinigung künftig optimaler zu regeln, werden derzeit Möglichkeiten zur Einbindung in Prozessleitsysteme getestet. Am Ende soll ein Messsystem vorliegen, das dazu beiträgt, die Belags- und Korrosionsbildung an den Wärmetauschern deutlich zu reduzieren, die Effizienz der Anlagen zu erhöhen und Stillstandszeiten zu reduzieren.

Projektthema
Entwicklung eines Messsystems für Biomasseverbrennungsanlagen zur Erfassung von Beeinträchtigungen der Anlageneffizienz auf Grund von Korrosion und Verschmutzung der Wärmetauscherflächen

Projektdurchführung
CheMin GmbH
Am Mittleren Moos 46 A
86167 Augsburg
Telefon 0821|74 83 9-0
Telefax 0821|74 83 9-39
chemin@chemin.de
www.chemin.de

Kooperationspartner
TU Dresden, Institut für Energietechnik
www.tu-dresden.de
MVV, BMKW Biomassekraftwerk Mannheim
www.mvv-umwelt.de
J&G, Jünger + Gräter Feuerfestbau
www.jg-feuerfestbau.de
Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik
www.martingmbh.de
Alstom GmbH, Deutschland
www.alstom.de

AZ 23893