Maximierung des Betriebsergebnisses für Abfallverbrennungsanlagen durch langfristige Servicepartnerschaft

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141 Maximierung des Betriebsergebnisses für MVA durch langfristige Servicepartnerschaft

Märkte und Anlagen

Maximierung des Betriebsergebnisses für Abfallverbrennungsanlagen durch langfristige Servicepartnerschaft

György Braun, Martin Höbler, Markus Hofacker, Michael Hoven, Jochen Poschlod und Frank Schumacher

1. Inspektions- und Wartungskonzept ...142 2. Verbesserung der Arbeitssicherheit

durch Einsatz einer Sicherheitsabschottung ...143 3. Einsparung von Instandhaltungskosten und höhere Anlagen-

verfügbarkeit durch Umbau einer Brennstoffaufgabe ...147 4. Verlängerung der Reisezeit eines Primärluft-Luvos ...157 Die Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH (MHPSE) plant und baut thermische Kraftwerke (Kohle, Gas, Abfall, Biomasse usw.). Der Energieanlagenbauer liefert Kernkomponenten wie etwa Großdampferzeuger, Umwelttechnik, Turbinen und Mahlanlagen, realisiert kostengünstige Service-Lösungen und entwickelt grüne Technologien, zum Beispiel im Bereich Biomasse und Energiespeicher.

Die Servicesparte des Unternehmens verfügt über umfassende Erfahrungen für den Erhalt und die Optimierung von kraftwerkstechnischen Anlagen und Komponenten, besonders im Bereich der thermischen Abfallbehandlung. Ihre Geschichte geht zurück bis in das Jahr 1927 (Bild 1). Seit 2015 ist sie vollständig in die MHPSE integriert.

Diese Integration erlaubt es dem Service, auf die breitgefächerten Kompetenzen und Ressourcen des Stammhauses zuzugreifen.

Gründung der Rheinischen Rohrleitungsbau

Gründung der Lentjes Industriekessel Service (LIKS) als unabhängige Service-Gesellschaft

Akquisition durch Hitachi Power Europe und Umbenennung in Hitachi Power Europe Service

Integration in das JV Mitsubishi Hitachi und Umbennung in MH Power

Systems Europe Service

Gründung der Ferdinand Lentjes Kesselschmiede

und Maschinenbau

Zusammenlegung der Service- aktivitäten von Lurgi und Lentjes und Umbenennung in

Lurgi Lentjes Service

Akquisition durch ThyssenKrupp Xervon und

Umbenennung in ThyssenKrupp Xervon Energy

Integration in Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe

1927 1928 1993 1997 2006 2012 2014 Ende

1929 1930 1994 1995 1996 2003 2004 2005 2007 2008 2009 2010 2011 2013 2015

Bild 1: Geschichte des Servicebereichs

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Seit 2005 hat das Unternehmen alleine in Deutschland über 15 Rostfeuerungsanlagen für Ersatzbrennstoffe (wassergekühlt) geliefert und montiert, damit gehört es zu den Marktführern. Dabei wird die gesamte Wertschöpfungskette bedient: von der Ver- fahrenstechnik über das Engineering bis zu Lieferung/Montage, Inbetriebsetzung, Betriebsführung, Wartung und Ersatzteilmanagement.

Für die Bereiche Abfallverwertung, industrielle Energieerzeugung und Großkraft- werke werden für die folgenden Systeme die in Bild 2 dargestellten Dienstleistungen angeboten.

• Dampferzeugertechnik,

• Feuerungstechnik,

• Abgasreinigung,

• Kohlemahlanlagen,

• Dampfturbinen,

• Gasturbinen.

Vor-Ort-Service Service Engineering Ersatzteile

Kundenzufriedenheit

Bild 2: Dienstleistungsportfolio

1. Inspektions- und Wartungskonzept

Beim Betrieb und Erhalt von thermischen Kraftwerken, Industriekesseln und deren Ne- benanlagen sind umfangreiche Inspektionen, Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten notwendig, um die Komponenten dauerhaft und ohne Ausfälle über die angestrebten, immer längeren Betriebsintervalle sicher betreiben zu können.

Das Inspektions- und Wartungskonzept ist eine Gesamtlösung für optimierte Instand- haltungsstrategien und -arbeiten an kraftwerkstechnischen Anlagen und Komponenten.

Es ist in verschiedene Produktbausteine aufgebaut und umfasst in jedem dieser Bau- steine eine Vielzahl von notwendigen Instandhaltungstätigkeiten.

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Das vorrangige Ziel ist eine Steigerung der Anlagenverfügbarkeit bei möglichst gleich- zeitiger Reduzierung der Instandhaltungskosten.

Anhand einer umfangreichen Checkliste werden die einzelnen Tätigkeiten pro Produkt- baustein besprochen und daraus der gewünschte konkrete Leistungsumfang ermittelt.

Auf diese Art ist für beide Seiten klar, wo die Schnittstellen liegen, welche Tätigkeiten durch den Auftragnehmer in dem jeweiligen Einzelfall durchgeführt werden und für welche Tätigkeiten der Auftraggeber (oder ein anderer Lieferant) verantwortlich ist.

Im Vorfeld stehen Experten als Ansprechpartner bei der Planung der Revision und einer ersten visuellen Begutachtung im Zuge einer Vorabbegehung der Anlage zur Seite.

Bereits in diesem frühen Stadium sind unter Umständen Auffälligkeiten im laufenden Betrieb festzustellen und entsprechende Maßnahmen für den Revisionszeitraum fest- zulegen und abzustimmen.

Bild 3:

Erwartungen des Kunden an den partnerschaftlichen Service In diesem Beitrag werden im Folgenden Lösungen für die aufgelisteten Aufgabenstel- lungen beschrieben:

• Verbesserung der Arbeitssicherheit durch Einsatz einer Sicherheitsabschottung (SABS),

• Einsparung von Instandhaltungskosten und höhere Anlagenverfügbarkeit durch Umbau einer Brennstoffaufgabe und

• Verlängerung der Reisezeit eines Primärluft-Luvos.

2. Verbesserung der Arbeitssicherheit durch Einsatz einer Sicherheitsabschottung

Die Bezeichnung SABS® leitet sich aus SicherheitsABSchottung ab, eine wichtige Ei- genschaft der entwickelten Sicherheitseinrichtung. Das von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH unter der Marke SABS® vertriebene System ist eine eingetragene Marke und patentrechtlich geschützt. SABS® wurde in Zusammenarbeit von Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe (ehemals Hitachi Power Europe) und Lausitz Energie Kraftwerke AG (ehemals Vattenfall Europe Generation) am Standort Boxberg für Braunkohlekraftwerke entwickelt.

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Bedingt durch den Brennstoff Braunkohle erfolgt eine typischerweise stärkere Ver- schmutzung der Heizflächen als bei der Verwendung von anderen Brennstoffen. Aller- dings auch durch den vermehren Einsatz von Importkohle (geringere Kohlequalität) sind Anbackungen auch in Steinkohlekraftwerken ein aktuelles Thema. Nicht nur bei kohlebefeuerten Dampferzeugern fallen Verschmutzungen der nachgeschalteten Heizflächen an, sondern auch bei den Verbrennungsanlagen von Industrie- und Sied- lungsabfällen, Biomassen, RDF usw. sind Anbackungen ein wichtiges und langandau- erndes Thema. Verschmutzungen beeinträchtigen die Anlagenverfügbarkeit und den Kesselwirkungsgrad, außerdem erhöhen sie die Dauer der Stillstandzeiten. Deshalb wird SABS auch dort zukünftig an Bedeutung gewinnen.

Die Sicherheitsabschottung verhindert keine Anbackungen, sondern verringert die Stillstandszeiten und erhöht besonders die Arbeitssicherheit während der Arbeiten im Kesselinnenraum. Damit kann schnell eine flexible Barriere in den Feuerraum des Kessels gebracht werden, unterhalb derer Personen vor herabfallendem Material geschützt werden (Bild 4).

Bild 4: Einbauposition des SABS-Gewebes im Braunkohlekessel

Bei diesem Material kann es sich z.B. um ablösende Anbackungen von Heizflächen handeln, den sogenannten Wächten, aber auch um Werkzeug oder sonstiges Arbeits- material, das während der Kesselrevision zum Einsatz kommt.

Konventionell kommen Fangnetze und Schutzgerüste bei der Arbeitsraumsicherung im Einsatz. Die Fangnetze bieten aufgrund der Maschen und geringen Zuglasten des Materials nur einen unzureichenden Schutz. Der Einsatz von Schutzgerüsten ist aufgrund der aufwendigen Montage und Demontage sehr zeitintensiv.

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SABS ermöglicht im Gegensatz zu den üblichen Fangnetzen einen dichten Abschluss des kompletten Arbeitsraumes einschließlich der Randbereiche und damit einen zuverlässigen Schutz vor herabfallenden Gegenständen. Dadurch können oberhalb und unterhalb der Abschottung auch gleichzeitig erforderliche Reparatur- bzw.

Revisionsarbeiten durchgeführt werden. Somit wird die Kesselstillstandszeit verkürzt und die Anlage kann früher in Betrieb gehen.

Das SABS-Gewebe bietet verschiedene Vorteile: Es ist leicht, flexibel und nicht entflammbar. Ferner verfügt es über enorme Festigkeit, Bruchdehnung und gute Schwingungsdämpfung. Das Gewebe besteht aus beschichtetem Kevlar. Kevlar wird heutzutage beispielsweise als Material in Hochleistungsformteilen im Motorsport oder in schusssicheren Westen eingesetzt.

Im Gegensatz zu Sicherheitsgerüsten ist die Montage als auch die Demontage nicht so zeit- und personalaufwendig, was zur weiteren deutlichen Verringerung von Still- standszeiten führt und vermindert die Instandhaltungskosten.

Das zurzeit bei braunkohlegefeuerten Anlagen eingesetzte System wurde im Zuge der Entwicklung z.B. bei den Fallversuchen durch den TÜV begleitet. Hierbei konnten die Anforderungen in allen Fällen eingehalten und auch übertroffen werden (Bild 5).

Bild 5:

Technische Eigenschaften des SABS-Systems

Trag- konstruktion

Hebe- einrichtung Befahr-

einrichtung

SABS-Gewebe

Kesselausrüstung Bild 6:

Modulares System

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Das System besteht aus den modularen Funktionseinheiten Gewebe, Tragkonstruktion, Hebeeinrichtung, Befahreinrichtung und der Kesselausrüstung. Bis auf die Kesselaus- rüstung können die übrigen Funktionseinheiten in bzw. an den Kessel gebracht und nach dem Einsatz wieder demontiert werden. Die Komponenten der Kesselausrüs- tung sind festmontiert und verbleiben nach dem Einsatz vor Ort. Sie sind zwingend erforderlich, um die Sicherheitsabschottung zum Einsatz bringen zu können (Bild 6).

Neben der Lieferung des Systems bietet MHPSE ein Service-Konzept. Im Rahmen eines Full-Service wird die komplette Einsatzkette – Montage, Demontage, Reinigung, Inspektion, Reparatur und Bereitstellung – in eigener Verantwortung gewährleistet.

Bild 7:

Montage des SABS-Gewebes im Braunkohlekessel

Aufgrund eines Arbeitsunfalles im Feuerraum (1. Zug) eines Abfallkessels entschied sich ein Anlagenbetreiber für ein Schutzdach bestehend aus einem Abspannrahmen und einem Fangnetz als zusätzliche Arbeitssicherheitsmaßnahme. Da allerdings ein Fangnetz, wie schon beschrieben, keine vollständige Absicherung vor herabfallendem Material darstellt, wurden über Alternativen nachgedacht. Als geeignete Sicherheits- abschottung wurde statt Fangnetz das SABS-Gewebe vorgeschlagen.

Mit Rücksicht auf die gestellten Anforderungen und die sicherheitstechnischen Vor- schriften wurde ein Schutzdach bestehend aus Abspannrahmen und Gewebe konzipiert.

Aufgrund der anlagenbedingten Zugangsmöglichkeit in den Verbrennungsraum, ist der Abspannrahmen wie ein Stecksystem konzipiert. Hierfür werden die entsprechenden Einzelteile, sowie das Gewebe durch die Kesseleinsteigetüre in den Verbrennungsraum gebracht und auf dem Verbrennungsrost fertig zusammen gebaut. Durch Öffnungen in der Kesseldecke führt man entsprechende Zugseile bis zum Verbrennungsrost hinab. Diese werden dann an den Ecken in die Augenschrauben eingehängt. Danach wird über geeignete Hebezeuge die gesamte Sicherheitsabschottung nach oben in den

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1. Zug hinein bis auf eine benötige Höhe individuell gezogen und in Position gebracht. Nachdem die Halteseile oberhalb der Kesseldecke gesichert sind, können mit den erforderlichen Revisionsarbeiten unterhalb der Abschottung begonnen werden.

Nicht nur bei einer geplanten Kesselrevi- sion kann diese Sicherheitsabschottung eingesetzt werden, sondern auch bei Kurzeinsätzen erlaubt der Einsatz schnelle Reaktionszeiten durch einen geübten Zu- sammen- und wieder Auseinanderbau des Sicherheitsabschottungssystems.

Die ersten Probeeinsätze des Schutzda- ches mit dem Gewebe haben deutliche Vorteile bezüglich Arbeitssicherheit und Zeitersparnis gezeigt. (Bild 8).

Aufgrund der sehr positiven Ergebnisse und gesammelten Erfahrungen aus den Probeeinsätzen wird eine weitere Zusammenarbeit – unter Einbeziehung des TÜV – angestrebt, um ein zertifiziertes Konzept zum Einsatz in Abfallkesseln zu erarbeiten.

3. Einsparung von Instandhaltungskosten und höhere Anlagenverfügbarkeit durch Umbau einer Brennstoffaufgabe

Die EEW Energy from Waste Helmstedt GmbH betreibt am Standort Helmstedt die TRV Buschhaus. Die Anlage dient zur thermischen Behandlung von Abfällen und verfügt über drei Verbrennungslinien. Die Verbrennungslinien 1 und 2 wurden 1998 und die Linie 3 2005 in Betrieb genommen. Die Kapazität für Haus- und Gewerbeabfall einer Linie beträgt im 100 Prozent Lastfall 22,5 t/h.

2016 wurden umfangreiche und technisch anspruchsvolle Modernisierungsmaßnah- men am Brennstoffaufgabesystem der Linie 1 und 2 durchgeführt.

Die Brennstoffaufgabe der Linie 1 und 2 erfolgte an der TRV Buschhaus durch einen unter 5 ° geneigten Aufgabewanderrost der unterhalb des Aufgabeschachtes angeordnet war. Durch diesen Wanderrost erfolgte eine kontinuierliche Brennstoffaufgabe auf den 6,9 m breiten Verbrennungsrost und zusätzlich eine Brennstoffvortrocknung.

Wanderrostsysteme arbeiten wie ein Transportband und werden in der Regel als Verbrennungsroste für Kohle und Biomasse eingesetzt. Der Rostbelag des Wander- rostes dient als unmittelbare Unterlage des Brennstoffes beim Transport. In seiner Konstruktion und Materialqualität muss er geeignet sein, dem Verlauf der endlosen Transportkette zu folgen, Zutritt und gleichmäßige Verteilung der Verbrennungsluft zu

Bild 8: SABS-Gewebe im Abfallkessel

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gewährleisten und intensive Beheizung wie auch mechanische Beanspruchungen stand- zuhalten. Durch einen stufenlosen Antrieb kann die Fördergeschwindigkeit geregelt werden. Der entstehende Rostdurchfall fällt zum Teil durch den unteren rücklaufenden Rostkettenturm bzw. verbleibt auf der Innenseite, bis er aus der Austragswalze, die auf der hinteren Rostwelle befestigt ist, ausgeworfen wird. Der Abwurf des Rostdurchfalls erfolgt in Auffangtrichter.

In der TRV Buschhaus Linie 1 und 2 wurde neben der Beschickung durch die Wan- derrostaufgabe auch eine Vortrocknung des Brennstoffs erreicht. Die Abwurfkante des Wanderrostes wurde hierfür in den Feuerraum, zum Rostsystem hin, unterhalb der Zünddecke geführt. Somit diente der Wanderrost nicht nur der Beschickungsaufgabe sondern übernahm, als Bestandteil des Rostsystems, die Vortrocknungszone. Aus diesem Grunde ist die Länge des Hauptverbrennungsrostes, ausgeführt als klassischer Vorschubrost, mit 8,5 m ausreichend dimensioniert und die erforderliche Ausbrandqua- lität konnte erreicht werden.

Der eingebaute Aufgabewanderrost führte zu hohen Instandhaltungskosten und zu Ausfällen der Anlage. Weiterhin war der darüber liegende wassergekühlte Aufga- beschacht am Ende seiner Laufzeit, er musste in jeder Revision saniert werden und erzeugte zudem ebenfalls hohe Instandhaltungskosten. Dieser Brennstoffeinfüllschacht hat die Aufgabe, den Abfall kontinuierlich dem Beschickungssystem zuzuleiten. Er dient weiterhin als Luftabschluss und zur Vermeidung von Rückbränden im Abfallbunker.

Bild 9: Brennstoffaufgabe-System mit Wanderrost vor Umbau

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Aufgrund der anfallenden hohen Instandhaltungskosten und der häufigen Anlagen- ausfällen entschloss sich die EEW Helmstedt, den wassergekühlten Aufgabeschacht und den Aufgabewanderrost durch eine Brennstoffaufgabe mittels Dosierstößel, die hydraulisch angetrieben sind, zu ersetzen.

Bild 9 stellt die Brennstoffaufgabe mit Wanderrost und den Anschluss an den Feuer- raum (Kesseldruckteil) vor dem Umbau dar. Der markierte Bereich kennzeichnet den Bereich der Umbaumaßnahme.

Das Modernisierungskonzept berücksichtigte neben dem mechanischen Umbau zu einem modernen Beschickungssystem mit Dosierstößel in Kombination mit einem neuen wassergekühlten Aufgabeschacht auch die verfahrenstechnische Anforderung der Vortrocknung des Abfallbrennstoffes und Sicherstellung der Ausbrandqualität an der TRV Buschhaus Linie 1 und 2. Der neue Brennstoffaufgabeschacht und die neue Brennstoffaufgabe sind in Bild 10 zu sehen.

Bild 10: Brennstoffaufgabe-System mit Dosierstößel nach Umbau

Die neue hydraulische Brennstoffaufgabe wurde so in das Brennstoffaufgabesystem eingebunden, dass der benötigte Durchsatz an Brennstoff dem Feuerraum zugeführt werden konnte und keine Änderungen an dem Kesseldruckteil erforderlich waren. Die Anordnung erfolgte horizontal. Damit die Brennstoffsäule aus dem Aufgabeschacht nicht in den Feuerraum durchrutscht, wurde die Decke im Aufgabeschacht bei der

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Neukonstruktion eingezogen. Die Tiefe des Aufgabeschachtes bei der Brennstoffaufgabe wurde beibehalten. Anschließend erfolgte eine Aufweitung zum Vorderwandsamm- ler der Zünddecke. Der horizontale Aufgabetisch wurde bis zur vorhandenen Rost- sturzwand (Abwurf zum Verbrennungsrost) bis zu ein Drittel seiner Länge in den Feuerraum gezogen. Hier findet in Verbindung mit dem aufgezogenen Aufgabemaul die Vortrocknung des Brennstoffabfalls statt. Somit wurde sichergestellt, dass weiterhin die Ausbrandqualität der Verbrennung erreicht wird.

Vergleichbare Konstruktionserfahrungen, mit einem weit geöffneten Maul und einem lang gezogenen Brennstoffaufgabetisch in den Feuerraum hinein, lagen bei ähnlichen Umsetzungen in den MVA‘s Hamm und Bremen vor.

Die Geometrie des Kesseldruckteils wurde nicht geändert. Aufgrund der neuen Aufgabegeometrie wurden die Verdampfer-Seitenwände im Bereich des neuen Auf- gabeschiebers erneuert und nach unten verlängert. Hierzu wurden neue gecladdete Rohrwände geliefert.

Das neue Aufgabesystem wurde auf die Vorschubrost-Längsträger und den vorderen Rostaufhängeträger aufgesetzt. Zusätzlich erfolgte eine Verlängerung der Längsträger in Richtung Abfallbunker. Eine statische Überprüfung hatte ergeben, dass keine zu- sätzlichen Abhängungen eingebracht werden mussten. Die Kräfte konnten von den jetzigen Anschlüssen der Unterstützungskonstruktion aufgenommen werden.

Die Auffangtrichter für Rostdurchfall unter dem alten Aufgabewanderrost wurden an den neuen Zuteiler angepasst.

Durch den Umbau des Aufgabebereiches wurde der wassergekühlte Aufgabeschacht um 800 mm verlängert. Dadurch wurde der Abstand zum Trichterkompensator, welcher bei Rückbränden gefährdet war, größer und der Luftabschluss zum Einfülltrichter verbessert.

Der Brennstoffaufgabeschacht besteht aus einer robusten Stahlkonstruktion und beinhaltet ein wassergekühltes Kastensystem welches an einem bauseitigen Kühlwas- sersystem angeschlossen wurde. Das bedeutet, dass alle Wände einzeln an das Kühl- system angeschlossen sind. Die Wasserkühlung dient als Schutz für die Konstruktion gegen thermische Belastungen, z.B. Rückbrand. Um den Schutz gegen Verschleiß durch den Brennstoff im Inneren des Schachtes zu gewährleisten, wurden die inneren Bleche stärker als ursprünglich ausgeführt. Die Vorderwand besitzt eine wassergekühlte Einsteigetür, durch diese man über das Stößelgehäuse in den Aufgabeschacht gelangt.

Die Brennstoffaufgabevorrichtung ist unterhalb des Aufgabeschachtes angeordnet.

Sie dient dazu, den durch den Aufgabeschacht ankommenden Brennstoff geregelt in den Feuerraum zu transportieren. Die Brennstoffaufgabe besteht aus einer robusten Stahlkonstruktion, dem Gehäuse, den Aufgabeschiebern und dem Antrieb. Die Brenn- stoffaufgabe ist 3-bahnig, analog den Rostbahnen, ausgeführt. Jeder Aufgabeschieber wird hydraulisch bewegt. Die Hublänge und die Geschwindigkeit der Aufgabeschieber sind stufenlos einstellbar. Die Brennstoffaufgabevorrichtung ist komplett eingehaust.

An der Brennstoffaufgabe sind Deckel angeordnet, die zu Revisionszwecken geöffnet

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werden können. Die Aufgabeschieber der Brennstoffaufgabe werden über Prismen geführt. An der Schubseite der Aufgabeschieber sind auswechselbare Gussplatten eingesetzt. Durch die vorhandene Kesselgeometrie und dem ursprünglichem Konzept mit dem Aufgabewanderrost (Brennstofftrocknung) ist der neue Aufgabetisch um ein Drittel seiner Baulänge in den Feuerraum eingebunden. Hierzu sind entsprechende Maßnahmen hinsichtlich der Materialausführungen berücksichtigt.

Die neu gelieferten seitlichen Verdampfer-Seitenwände des Aufgaberostes wurden auf die neue Aufgabegeometrie angepasst. Die Ausführung erfolgt als Membranwand in Rohr-Steg-Rohr Ausführung. Die Sammler wurden mit den entsprechenden Nippeln, Stutzen und Böden vorgefertigt und anschließend im Werk mit den Nippeln der Mem- branwände verschweißt. Die Rohre wurden zum Feuerraum hin im abgasberührten Bereich gecladdet und mit Inconel-Stiften versehen. Bauseitig erfolgte ein Auftragen mit Stampfmasse.

Für beide Verbrennungslinien gibt es eine zentrale Hydraulikstation. Diese Station befindet sich zwischen den Linien 1 und 2 nahe dem Hydraulikaggregat des Vorschub- rostes. Das Hydraulikaggregat ist mit zwei Pumpen ausgestattet. Eine Pumpe dient als Arbeitspumpe, die zweite Pumpe als Reserve. Die Kühlung des Hydrauliköls erfolgt über einen Wasserkühler, welcher an das Zwischenkühlwassersystem angeschlossen ist.

Die Einbindung in das Leitsystem der Feuerleistungsregelung erfolgte nach Vorgaben der Mitsubishi Hitachi Power System Europe in Form von Funktion und Logikplänen.

Für die Steuerung der Hydraulik wurde eine Black Box-Steuerung, welche in einen auf dem Aggregat befindlichen Steuerschrank installiert ist, erstellt. Die komplette interne Installation aller Steuerelemente, Verkabelung und Verrohrung aller Ventile erfolgte bereits im Herstellerwerk.

Die Auftragserteilung zur Modernisierung der Brennstoffaufgabe erfolgte am 18.12.2015. Der Umbau an der ersten Linie 2 begann am 01.04.2016, an der zweiten Linie 1 am 07.06.2016 innerhalb von 18 Tagen innerhalb der Jahresrevision. Die Um- setzung der Maßnahme vom Engineering bis zur Inbetriebnahme erfolgte innerhalb von neunzig Tagen.

Nachstehende Liefer- und Leistungen der zuvor beschriebenen Modernisierungsmaß- nahme wurden in diesen Zeitraum durchgeführt:

• Komplette Auftragsabwicklung, Engineering und Konstruktion,

• Fertigung und Lieferung,

• Komplette De- und Montage,

• Inbetriebnahme.

Die komplette Auftragsabwicklung inklusive des Engineering und der Fertigung erfolgte innerhalb von drei Monaten. Hierzu war es erforderlich, dass das komplette Engineering/

Konstruktion (Basic und Detail) aufgrund des engen Terminzeitfensters innerhalb von sechs Wochen abgeschlossen sein musste.

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Bild 12 zeigt die konstruktive Ausführung des Brennstoffschachtes und der Brenn- stoffaufgabe.

Bild 11: Projektterminplan für die TRV Buschhaus

Bild 12:

Brennstoffaufgabe mit Brenn- stoffschacht

Parallel zum Engineering erfolgte die Fertigung der Brennstoffaufgabe mit einem Gewicht von 55 t pro Linie, des Hydraulikaggregats mit den Hydraulikzylindern und einem Steuerschrank inklusive Programmierung.

Für die Hydraulik fand vorab ein Probelauf statt. Hierbei wurden alle Funktionen des Steuerprogrammes in dem am Aggregat montierten Steuerschranks simuliert und ge- prüft. Ebenfalls erfolgte werksseitig der komplette Zusammenbau des Aufgabeschachtes

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sowie der Aufgabevorrichtung. Hierbei erfolgte eine Funktionsprüfung der Schieber.

Nach erfolgtem Zusammenbau und bestandener Funktionsprüfung erfolgte dann die für den weiteren Montageablauf erforderliche Werksdemontage in bauteilgroße Komponenten.

Bild 13:

Zusammenbau von Brennstoff- aufgabe und -schacht in der Werkstatt

Alle Bauteile für die Umbaumaßnahme konnten termingerecht vor der De- und Mon- tage ausgeliefert werden.

Die De- und Montage wurden in Tag- und Nachtschicht innerhalb von 18 Tagen wäh- rend der Revision durchgeführt. Aufgrund der Platzverhältnisse und der terminlichen Vorgaben war hier Präzisionsarbeit erforderlich. Innerhalb der Revisionszeit wurden weitere kundenseitige Umbaumaßnahmen durchgeführt, die eine Abstimmung der auszuführenden Arbeiten verlangten.

Bild 14:

Komplexe Montagesituation am Kessel

Anschließend erfolgte die Inbetriebnahme der neuen Brennstoffaufgabe. Diese wurde beim Anfahren der Anlage und während des Betriebs mit Abfallfeuer durchgeführt.

Hier wurden die Einstellung der jeweiligen Aufgabeschieber in Bezug auf Hubstellungen und Geschwindigkeiten optimiert.

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Bild 15:

Schematische Darstellung der Demontage und Montage Die durchgeführten Maßnahmen und Resultate lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Komplette Abwicklung inklusive Engineering und Fertigung innerhalb von 3 Mo- naten,

• De-, Montage und Inbetriebnahme innerhalb von 18 Tagen während der laufenden Anlagenrevision,

• Anpassung an die baulichen Gegebenheiten,

• Austausch der Wanderrostaufgabe durch ein Dosierstößelsystem (3-teilig),

• Sonderkonstruktion zur erforderlichen Vortrocknung des Brennstoffes auf dem Aufgabetisch,

• Austausch der seitlichen gecladdeten Membranwände,

• Ausgemauerte und wassergekühlte Brennstoffaufgabeöffnung zum Vorder- wandsammler,

• Gesamtgewicht Demontage 45 Tonnen und Montage 55 Tonnen.

Die Brennstoffaufgaben der Linie 1 und 2 sind seit der ersten Inbetriebnahme stö- rungsfrei in Betrieb. Während eines geplanten Kurzstillstandes nach fünf Monaten störungsfreiem Dauerbetrieb der jeweiligen Verbrennungslinien konnten die neuen Brennstoffaufgabesysteme inspiziert werden. Die Befundung ergab keine Mängel an der Umbaumaßnahme.

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Somit kann man abschließend feststellen, dass die Optimierung der Brennstoffaufga- be bei der EEW Helmstedt GmbH in der TRV Buschhaus Linie 1 und 2 erfolgreich umgesetzt wurde, zu einer deutlichen Reduzierung der Instandhaltungskosten führte und die Verfügbarkeit der Anlage gesteigert werden konnte.

4. Verlängerung der Reisezeit eines Primärluft-Luvos

Der Primärluftvorwärmer (Luvo) wird in Abfallheizkraftwerken eingesetzt, um eine gezielte Vortrocknung heizwertarmer Abfallmengen zu gewährleisten. Die vorgewärmte Primärluft wird durch die Aschetrichter unter den Verbrennungsrost geleitet. Durch die Öffnungen der Roststäbe nimmt diese dann wesentlichen Einfluss auf die Verbren- nung. Die Primärluft ist für die einzelnen Verbrennungszonen separat regelbar und eine Hauptkomponente des Verbrennungsprozesses.

Die Primärluft für den Luvo wird vorwiegend aus dem Abfallbunker angesaugt. Dies ist sinnvoll, um hier durch Unterdruck Geruchsbelästigungen außerhalb des Bunkers zu minimieren. Der Nachteil ist, dass diese Luft sehr staubhaltig ist. Die Staubmengen, welche angesaugt werden, variieren durch die Anordnung der Absaugung im Abfallbunker.

Die staubhaltige Luft führt zu Verunrei- nigungen an den Rohren der Heizregister im Luvo (Bild 16). Über die geplante Reisezeit kann es passieren, dass diese Staubpartikel sich an den Rohren der Heizregister festsetzen. Diese Verun- reinigungen haben dann zwei negative Folgeerscheinungen:

1. Es entsteht ein Druckverlust und dadurch steht die benötigte Luftmenge nicht mehr zur Verfügung.

2. Die Leistung des Luvos sinkt durch das Abnehmen der Austrittstemperatur.

Die aus Punkt 1 und Punkt 2 entstehenden Probleme führen unweigerlich dazu, dass die geplante Reisezeit oft nicht eingehalten werden kann. Hier muss dann oft mit ho- hem Aufwand manuell gereinigt werden,

um die Verfügbarkeit einzuhalten. ^{Bild 16:} Beispiel Luvo-Verschmutzung

Um den oben genannten Problemen entgegen zu wirken, kann man zum Beispiel die Ansaugung umlegen, einen Bypass oder eine Druckluftreinigung installieren. Diese Varianten sind kostenintensiv und kein Garant für einen optimalen Luvobetrieb.

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Die Alternative ist ein Luvo-Reinigungssystem, das kostengünstig und in kurzer Zeit in bestehende Anlagen eingebaut werden kann (Bild 17). Dabei spielt es keine Rolle, ob diese schon über längerem Zeitraum in Betrieb sind oder neu installiert werden.

Ein Ausbau der Heizregister ist hierfür nicht notwendig.

Das Reinigungssystem besteht aus einer Art Rechen, der durch die Zwischenräume der Rohrbündel fährt. Hierbei löst er die Staubpartikel, so dass die Partikel von der Primärluft aus dem Luvo getragen werden. Erfahrungen zeigen, dass die meisten Stäube in Abfallverbrennungsanlagen eine flockige Konsistenz haben (Bild 16). Es gibt keine Anbackungen an den Rohrbündeln selber.

Dieser Rechen ist individuell einstellbar und durchfährt den gesamten Quer- schnitt. Die Anordnung und Ausfüh- rung der Konstruktion ist so gewählt, dass durch den Einbau der Druckverlust minimal bleibt. Die Konstruktion ist so angeordnet, dass der Rechen nicht an den Rohren reibt und kein abrasiver Ver- schleiß entsteht. Die Hübe der Rechen können an den jeweiligen Luvo angepasst werden. Auch Einbauten wie Rohrbün- delhalteplatten stören die Funktion nicht.

Die Hebevorrichtung kann über drei Varianten gefahren werden: händisch, pneumatisch oder hydraulisch. Dies ist abhängig von der Größe des Luvos und den baulichen Gegebenheiten. Bei der pneumatischen und hydraulischen Vari- ante gibt es eine Vor-Ort-Steuerung.

Bild 17: Beispiel Luvo-Reinigungsvorrichtung

Die Überwachung und Funktion der Reinigungsvorrichtung erfolgt über die Betriebspa- rameter und visuell. In den Luvo werden Schauluken installiert, um die Arbeitsweise der Reinigung zu überwachen.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Einbau einer Reinigungsvorrichtung eine kostengünstige und nachhaltige Investition für den Anlagenbetrieb darstellt.

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Vorwort

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Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar

Karl J. Thomé-Kozmiensky, Stephanie Thiel, Elisabeth Thomé-Kozmiensky (Hrsg.):

Strategie • Planung • Umweltrecht, Band 11

ISBN 978-3-944310-33-6 TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky

Verlag: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky • Neuruppin 2017

Redaktion und Lektorat: Dr.-Ing. Stephanie Thiel, Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc.

Erfassung und Layout: Sandra Peters, Anne Kuhlo, Janin Burbott-Seidel, Claudia Naumann-Deppe, Ginette Teske, Gabi Spiegel, Cordula Müller

Druck: Universal Medien GmbH, München

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