Numerische Berechnungen und Optimierung der MVA Bonn

Publications of 1999 - Abstract

 

Numerische Berechnung und Optimierung der MVA Bonn

Prof. Dr.-Ing. Klaus Görner, Dipl.-Ing. Thomas Klasen
Lehrstuhl für Umweltverfahrens- und Anlagentechnik, Universität Duisburg-Essen

Dipl.-Ing. Joachim Kümmel,
IBB Engineering GmbH, Neuss

 

In den letzten Jahren wurden in Müllverbrennungsanlagen parallel mit Einführung der 17. BImSchV und dem Kreislaufwirtschaftsgesetzes tiefgreifende Veränderungen wirksam. Aus den hausmüllbeheizten Kraftwerken mit hoher Auslastung wurden zunehmend Restmüllver-brennungsanlagen mit großen Belastungsschwankungen. Dieser neue, extrem inhomogene Brennstoff Restmüll ist u.a. durch eine große Bandbreite an Eigenschaften gekennzeichnet, die eine gezielte Verbrennungsluftzuführung besonders erschweren. Die Brennstoffeigen-schaften verändern sich zusätzlich in Zeitabständen von Minuten und beeinflussen die Ab-brenngeschwindigkeiten und somit den "lokalen" Luftbedarf auf dem Verbrennungsrost in entsprechender Weise. Eine Vielzahl der vorhandenen Müllverbrennungsanlagen war für diese neuen Anforderungen nicht ausgelegt, die Folgen dieser Entwicklung wurden in nahezu allen Anlagen sichtbar /1-7/:

  • großflächige (HCl-CO-) Korrosionen an den Membranwänden in den Feuerräumen und in der Nachbrennkammer,
  • Hochtemperatur-Korrosionen an den Überhitzerheizflächen und
  • reduzierte Anlagenverfügbarkeit bzw. geringere Reisezeiten durch starke Verschlackungen und Aschebelegung der Kesselheizflächen.

Um den negativen Auswirkungen dieser Problematik zu begegnen, wurden in den letzten Jahren u.a. folgende Technologien entwickelt und eingesetzt:

  • Realisierung von Gleichstrom-Feuerungen,
  • Einbau von optischen Temperatur-Sensoren mit dem Ziel, die Verbrennungsluftführung zu verbessern und
  • Schutz der gefährdeten Heizflächen durch Auftragsschweißen hochlegierter Materialien.

Die wirkungsvollste Maßnahme gegen Korrosionen und Verschlackungen der Kesselheiz-flächen stellt eine optimale Verbrennung des Brennstoffes auf dem Verbrennungsrost dar.

Erfahrungsgemäß ist für das Erreichen optimaler Verbrennungsbedingungen die konventionelle Luftaufteilung in einen Primärluftanteil im Rostbereich und in einen Sekundär-luftanteil nicht ausreichend. Die Inhomogenität des Brennstoffes Restmüll bedingt höhere Anforderungen an das Rostsystem, wie z.B. Teilflächenkühlung mit Wasser, höhere Luft-widerstände im Rostbelag, eine verbrennungsablaufabhängige Feuerleistungsregelung und besondere Anforderungen an die Sekundärlufteindüsung (z.B. erhöhter Luftanteil, Düsen-lage, Düsendurchmesser und Teilung des Rauchgasstromes, d.h. Verbesserung der Luftver-mischung mit den nicht ausgebrannten Rauchgasen). Da insbesondere die bisher einge-setzte Technologie der Sekundärlufteindüsung aus der Kesselvorder- und -rückwand die ge-stellten Anforderungen nur unzureichend erfüllen konnte, wurden neue Wege für die Ver-besserung des Ausbrandes durch eine optimierte Sekundärlufteindüsung beschritten.

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