Dampferzeugerreinigung mit Infraschall
Martin Ellebro
1. Reinigungsanwendungen ...215
2. Infraschall...216
3. Akustische Modellierung ...217
4. Technik des Infraschallreinigers ...218
5. Vergleich mit Schallhörnern ...220
6. Potenzielle Einsparungen bei Infraschallreinigung ...221
7. Fallstudien ...225
8. Zusammenfassung ...228 Das Unternehmen Infrafone, mit Hauptsitz in Stockholm, Schweden, verwendet seit über 30 Jahren Infraschall als Rußreinigungsmethode und hat Infraschall-Reinigungs- anlagen auf 65 Abfall- und Biobrennstoffheizkraftwerken (die meisten davon während der letzten 8 Jahre), 11 Kohle-Heizkesseln und 900 Offshore-Einrichtungen angebracht.
Die technische Entwicklung hat zu einem sehr leistungsfähigen Produkt und einer einzigartigen akustischen Modellierungs-Software geführt. Infraschallreinigung erhöht die Effizienz, Verfügbarkeit und Lebensdauer von Offshore- und Industrie-Kesseln.
Dieser Beitrag beschreibt die Eigenschaften von Infraschall und der Technologie der Ausrüstung. Vergleiche mit anderen Reinigungsmethoden, wie Dampfrußblasen und Reinigung mit hörbarem Schall werden durchgeführt. Es werden anhand einiger Anlagen die Reinigungsleistung und die erreichten Einsparungen zusammengefasst.
1. Reinigungsanwendungen
In Kraftwerken und Heizkraftwerken wird die Infraschalltechnologie vor allem als ein kostengünstiges Reinigungsverfahren verwendet, meist für Economizer, Röhrenluft- vorwärmer, Katalysatoren, Kanäle, Elektrofilter und Ljungström-Luftvorwärmer. Das Reinigen von Überhitzern ist möglich, wenn die Rußablagerungen nicht klebrig sind.
Ablagerungen an Wärmeaustauschflächen besitzen sehr unterschiedliche Eigenschaften für unterschiedliche Brennstoffe und in verschiedenen Teilen eines Kessels. Bei hoher Temperatur geschmolzene Komponenten wie Alkalichloride, Blei- und Zinkchloride ergeben klebrige Asche in den Rohrbündeln und an anderen Wärmeaustauschflächen.
Bei einer für Economizer typischen Abgastemperatur ist die Klebrigkeit der Asche ge- ring, was eine effiziente Reinigung mit Infraschall erlaubt. Bei Brennstoffen mit relativ trockenen Ablagerungen wie Kohle oder z.B. eine Mischung aus Holzspänen und Torf kann Infraschall effizient genug sein, um das einzige erforderliche Reinigungsverfahren auszumachen, so auch für Überhitzer und Temperaturen bis etwa 800 °C. Für Biomas- sebrennstoffe mit niedrigem Alkaligehalt, wie Hackschnitzel, Rinde, Baumkronen und Astwerk kann Infraschall bei Temperaturen unterhalb von etwa 500 °C erfolgreich zur Reinigung angewendet werden. Eine Ausnahme stellen Rauchrohrkessel dar, bei denen Infraschall bis etwa 800 °C erfolgreich verwendet werden kann, da die Infra- schallintensität in solchen Heizkesseln aufgrund des geringen Querschnitts der Rohre sehr groß wird. Für Brennstoffe aus Abfall, die Pb und Zn enthalten, enthält die Asche bei bis zu ~260 °C geschmolzene Komponenten, die zu einer erhöhten Klebrigkeit der Ablagerungen führen. Unterhalb dieser Temperatur kann Infraschall die Notwendigkeit anderer Reinigungsmethoden eliminieren, jedoch werden über ~260 °C oft komple- mentäre Methoden erforderlich, z. B. Dampfrußbläser, aber deren Anwendung kann in der Regel bis etwa 500 °C drastisch reduziert werden.
2. Infraschall
Der Infraschallreiniger wird in der Regel an der Spitze eines Economizers angebracht.
Ein, oder in einigen Fällen zwei Infraschallreiniger genügen meist, um einen großen Reinigungsbereich abzudecken, wie einen ganzen Economizer oder sogar Economizer und Luftvorwärmer. Der große Reinigungsbereich resultiert aus der langen Wellenlän- ge von Infraschall. Die Frequenz des Schalls hängt mit der Wellenlänge l zusammen, gemäß dem Ausdruck l = c/f, wobei c die Schallgeschwindigkeit darstellt. Daher haben hohe Schallfrequenzen kurze Wellenlängen und niedrige Schallfrequenzen lange Wel- lenlängen. Bei der Infraschallreinigung werden typischerweise etwa 20 Hz verwendet, mit einer Wellenlänge von etwa 20 m.
Vom Standpunkt der Reinigung aus besitzt niederfrequenter Schall mehrere Vorteile.
Einer besteht darin, dass Infraschall omnidirektional ist, sich also in alle Richtungen ausbreitet. Darüber hinaus ist bei diesen Frequenzen die Schallabsorption in Rohr- bündeln sehr gering. Dies bedeutet, dass der von Infraschallreinigern erzeugte Schall alle Teile eines Rohrbündels in zum Beispiel einem Economizer erreichen kann, was in vielen Fällen einen geringeren und stabileren Differenzdruck bedeutet, verglichen mit Dampfrußblasen.
Eine dritte Eigenschaft des Infraschalls, die aus Sicht der Rußreinigung vorteilhaft ist, ist der hohe Grad der Turbulenz, den Infraschall im Abgasstrom erzeugt. Bei Wärme- tauschern in Kraftwerken sind die typischen Abgasgeschwindigkeiten niedrig und der Abgasstrom besitzt eine geringe Turbulenz. Dies führt zu Bereichen mit sehr geringen Abgasgeschwindigkeiten in der Nähe der Oberfläche der Rohrbündel. Rußpartikel sammeln sich in diesen Bereichen mit niedriger Gasgeschwindigkeit und wachsen mit der Zeit zu großen Ablagerungen. Für eine effiziente Entfernung der Rußpartikel an den Wärmetauschern oder anderen Oberflächen mit Infraschall muss die Partikel-
verlagerung des Abgases maximiert werden. Die Partikelverlagerung ist die Größe, die mit der Entfernung der Bewegung der Teilchen zusammenhängt, wenn sie durch eine Schallwelle angeregt werden. Die Partikelverlagerung ist umgekehrt proportional zur Frequenz. Also führt niederfrequenter Schall wie der Infraschall zu einer großen Partikelverlagerung. Die Schwingung mit großer Partikelverlagerung erzeugt ein hohes Maß an Turbulenz im Abgas, und diese große Turbulenz um die Rohre eines Wärme- tauschers hilft dabei, die Oberfläche des Rohres sauber zu halten.
Der Infraschall wird nur alle paar Minuten für ein paar Sekunden erzeugt. Dies bedeutet, dass die durch die Schallwelle erzeugte Turbulenz typischerweise nur 1 – 2 Sekunden besteht. Das System ist eine kontinuierliche und trockene Reinigungsmethode vor Ort, da sie alle paar Minuten durchgeführt wird. Die Infraschallreiniger können kei- ne Oberflächen säubern, bei denen die Rußablagerungen klebrig oder hart sind. Die Infraschallreiniger halten bereits gereinigte Oberflächen sauber.
Zusammenfassend sind die wichtigsten Vorteile der Verwendung von Infraschall zur Reinigung:
• große Wellenlängen,
• geringe Schallabsorption,
• Omnidirektionalität,
• große Partikelverlagerung, hohe Turbulenz,
• Trockenreinigungsmethode,
• nicht abrasiv,
• kontinuierliche Reinigungsmethode.
3. Akustische Modellierung
Ein entscheidender Teil des Erfolgs der Infraschallreinigung ist die akustische Modellie- rungssoftware, die für die Simulation der Schallausbreitung im Detail verwendet wird.
Für jeden Heizkessel, für den ein Infraschallreiniger installiert werden soll, wird ein akustisches Modell entworfen. Alle Abmessungen des Kessels und der Wärmetauscher werden in dieses Modell eingeführt.
Bild 1: Laminare Strömung Bild 2: Turbulente Strömung
Die Verteilung der Abgastemperatur und die Abgasgeschwindigkeit werden ebenfalls eingetragen, da diese mit der Wellenlänge des Schalls und die Dämpfung der Schall- energie in den Rohrbündeln verbunden sind. Durch die Verwendung des akustischen Modells ist es möglich, die optimale Einbaulage, die optimale Größe und Anzahl der Infraschall-Reiniger und die Frequenz des Schalls zu wählen, um die gewünschte akustische Leistung im gewünschten Reinigungsbereich zu erhalten.
Das Modell wird immer durch Schalldruckpegelmessungen im Kessel bestätigt.
Reinigungs- wirkung
Bild 3: Grafische Darstellung des akustischen Modells
4. Technik des Infraschallreinigers
Der Infraschallreiniger besteht aus einem Befestigungssockel, einem Diffusor, einem Resonanzrohr, Resonanzraum und einem Pulsator. Der Befestigungssockel ist direkt mit der Abgasleitung verschweißt. Das Resonanzrohr kann in verschiedenen Formen ausgeformt werden, passend zur Einbaulage und Umgebung.
Die Frequenz des Infraschalls kann mit einer bewegliche Platte innerhalb der Reso- nanzkammer fein eingestellt werden. Die Gesamtlänge des Infraschallreinigers kann eingestellt werden, um die gewünschte Frequenz einfach durch Bewegen der Reso- nanzplatte entlang der Resonanzkammer zu erhalten.
Der Pulsator ist auf der Oberseite der Resonanzplatte platziert und an eine Druckluft- quelle angeschlossen. Die Druckluft sollte einen Druck von 6 – 8 bar(g) aufweisen.
Der Pulsator ist die Komponente, die die Luftimpulse produziert, welche den Infra- schall erzeugen. Der Pulsator besteht aus einem Zylinder, einem Kolben und einer Titanfeder. Das axial mechanisch bewegte System ist sehr einfach und es ist leicht zu warten. Es sind keine Drehmechanismen beteiligt und es sind keine elektrischen oder elektronischen Instrumente erforderlich.
Bild 4: Infraschallreiniger
Eine einzigartige Funktion des Infraschallreinigers ermöglicht die Autoregulierung des Pulsators durch die positiven Rückmeldungen, die die reflektierten Schallwellen im Resonanzrohr produzieren. Auf diese Weise erzeugt der Infraschallreiniger stets die maximale Schallleistung, unabhängig von Lastwechseln und Änderungen der Abgastemperatur im Kessel. Ohne positive Rückkopplung bedeutet eine Veränderung der Temperatur im Inneren des Kessels um einige Grade eine Abnahme der durch den Infraschallreiniger emittierten akustischen Leistung.
Die erzeugte akustische Leistung ist proportional zum Quadrat der Querschnittsfläche am offenen Ende eines Infraschallreinigers. Der Durchmesser des Befestigungssockels des größten und kraftvollsten Infraschallreinigers beträgt 1.500 mm.
Der Infraschallreiniger ist sehr mächtig, daher werden generell Verstärkungen rund um die Befestigung an der Kesselwand empfohlen, um jede Bewegung des Infraschall- reinigers zu verhindern. Ein Schwingungsdämpfer, der auf die verwendete Frequenz abgestimmt ist, wird verwendet, sodass die auf den Kessel übertragenen übertragenen Schwingungen niedrig gehalten werden. Außerdem ist die Verwendung einer automa- tischen Steuerung, die die Betriebszeit des Infraschallreinigers minimiert, entscheidend für die Erzielung hoher und vibrationsarmer Reinigungseffekte.
Bild 5: Zwei Infraschallreiniger auf Econo- mizern
Pulsator Resonanz- kammer
Resonanzrohr
Diffusor Befestigungs- sockel
5. Vergleich mit Schallhörnern
Schallhörner verwenden Schall im hörbaren Frequenzbereich. Die Schallhörner ver- wenden typischerweise Schallfrequenzen in der Größenordnung von einigen hundert Hz. Dies bedeutet, dass aufgrund der kurzen Schallwellenlängen die Fläche, die sie sauber halten können, klein ausfällt.
Bild 6: Links: Niederfrequenter Schall – lange Wellenlänge und große Reich- weite. Rechts: Hochfrequenz – kurze Wellenlänge und kurze Reichweite
Partikelverlagerung
12
10
8
6
4
2 mm
Bild 7: Berechnete Partikelverlagerung erzeugt durch einen Infraschall-Generator auf einem vertikalen Katalysator (links) und einem Schallhorn direkt über der ersten Schicht der Katalysatorelemente (rechts; das Schallhorn bietet eine viel geringere Reichweite sowie eine kleinere Partikelverlagerung; dies ist der Grund für die effiziente umfassende Reinigungswirkung des Infraschalls verglichen mit der lokalen Reinigungswirkung des hörbaren Schalls, den die Schallhörner erzeugen)
Darüber hinaus sind die Tonfrequenzen, die die Schallhörner verwenden, nicht omnidirektional und die Schallabsorp- tion ist für diesen Schallfrequenzbereich viel höher als für den Infraschall. Aus diesem Grund erzeugen die Schallhörner nur eine lokale Reinigungswirkung in der Nähe der Einbaulage. Aufgrund des begrenzten Reinigungsbereichs müssen mehrere Schallhörner installiert werden.
Damit verglichen werden nur ein oder in manchen Fällen zwei Infraschallreiniger installiert, die einen großen Reinigungs- bereich abdecken.
Ferner begrenzt der große Abstand von den Einbaulagen an der Wand bis zum mittleren Bereich von z.B. einem Eco- nomizer die Größe des Querschnitts des Reinigungsbereichs.
Bei Infraschallreinigung ist die Tonfrequenz sehr gering, typischerweise 15 – 30 Hz.
Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von Infraschall im Vergleich zur Verwendung hörbarer Frequenzen ist, dass der erzeugte Rauschpegel viel geringer ist. Schallhör- ner verwenden oft Tonfrequenzen von 200 – 300 Hz. Der Grund dafür, dass höhere Frequenzen als stärker störend wahrgenommen werden, ist, dass das menschliche Ohr gegenüber höheren Frequenzen empfindlicher ist. Das ist auch der Grund für die Verwendung der dB(A)-Skala bei der Messung von Geräuschen. Die dB(A)-Skala ist der Schalldruckpegel in dB, gewichtet nach der Empfindlichkeit des menschlichen Ohres. Der Unterschied zwischen ungewichtetem dB und dB(A) wird in Bild 8 gezeigt.
0 50
60 70 80 90 100 110 120
Frequenz Hz dB (A)
bei 120 dB
150
100 200 250 300
Bild 8:
Der Unterschied zwischen un- gewichteten dB und dB(A), eine Veranschaulichung, warum niedrigere Schallfrequenzen für einen gegebenen Schalldruck- pegel weniger störend wirken;
in dieser Abbildung werden dB(A) entsprechend einem ungewichteten Schalldruckpe- gel von 120 dB dargestellt; bei 25 Hz erhält man 75 dB(A); bei 200 – 300 Hz ergeben sich für den gleichen Schalldruck etwa 110 dB(A)
6. Potenzielle Einsparungen bei Infraschallreinigung
Geringere Betriebs- und Wartungskosten
• Einsparungen beim Einsatz von Dampfrußblasen oder Kugelregenreinigung,
• Eingesparter Dampf kann für eine erhöhte Produktion von Elektrizität verwendet werden,
• Einsparungen beim Ersatz von Rohren in Wärmetauschern durch verlängerte Le- bensdauer der Rohre.
Stabiler Differenzdruck Δp bedeutet:
• weniger Ausfälle, erhöhte Verfügbarkeit, höhere Energieproduktion,
• weniger Ausfälle, mehr verbrannte Abfälle,
• weniger Ausfälle, verbesserte Arbeitsumgebung,
• reduzierter Ventilatorstromverbrauch.
Geringeres Risiko für hohe Abgasgeschwindigkeiten in lokalen Bereichen
• Einsparungen beim Ersatz von Rohren in Wärmetauschern durch verlängerte Le- bensdauer der Rohre.
Sauberer Katalysator und Elektrofilter
• Einhaltung der Umweltvorschriften,
• Einsparungen bei Ersatz des Katalysators durch verlängerte Lebensdauer.
Dampfrußblasen und Kugelregenreinigung können aufgrund des lokalen Staudrucks teure Schäden an den Rohren z.B. eines Economizers verursachen. Das dem Abgas hinzugefügte Wasser bei Dampfrußbläsern verschlimmert die Situation weiter durch die erhöhte Korrosion und aufgrund der Tatsache, dass Salzsäure erzeugt wird, wenn Chlo- rid vorhanden ist. Für Bereiche mit Abgastemperaturen, die typisch für z.B. Economizer
sind und trockenen Ablagerungen wird die Infraschall-Technologie dem Dampf- rußblasen vorgezogen, da der Infraschall keine Schäden an den Rohren verursacht.
Dies aufgrund der Tatsache, dass es ganz und gar eine Trockenreinigungsmethode darstellt und dass keine Vibrationskräfte auf die Rohren entstehen. Dank der sehr langen Wellenlänge von Infraschall ist der Schalldruck auf der zugewandten Seite der gleiche wie auf der abgewandten Seite eines Rohres, sodass keine resultierenden Nettokräfte erzeugt werden.
Bild 9: Wasserrohre mit durch Dampfruß- blasen verursachten Schäden
Erosionsschäden treten manchmal an Rohren z.B. eines Economizers auf, da das Dampfrußblasen manchmal nicht die ganzen Rohrbündel erreichen kann.
Folglich ist die Abgasgeschwindigkeit dort erhöht, wo das Rohrbündel nicht durch Abla- gerungen blockiert ist und der Verschleiß an den Rohren nimmt in diesen Bereichen zu.
Bild 10:
Der Dampf wird teilweise durch die Rohre blockiert, was die Reinigungswirkung tiefer im Rohrbündel reduziert
Wo der Dampf auf ein Rohr trifft, ist die Oberfläche häufig zu blankem Metall ge- reinigt, was die Materialkorrosion in diesen Bereichen erhöht. Bei der Verwendung von Infraschall-Technologie wird die Lebensdauer der Rohre erhöht, da eine dünne Schicht aus Staub auf dem Rohr verbleibt, welche das Rohrmaterial vor korrosiven Komponenten des Abgases schützt.
Wenn es um die Reinigung von Katalysatorelementen geht, stellt der Verschleiß durch Dampfrußblasen oftmals ein großes Problem dar. Die Infraschall-Technologie eignet sich aufgrund des nicht vorhandenen Verschleißes, der umfassenden Reinigungswir- kung und des niedrigen Geräuschpegels, sehr gut für diese Anwendung.
Bei Verwendung von Dampfrußblasen wird ein Teil des erzeugten Dampfes vom Dampfrußbläser verbraucht. Ein reduzierter Verbrauch von Dampf für die Dampf- rußbläser führt zu einer erhöhten Produktion von Strom und/oder reduziertem Brennstoffverbrauch, sodass der Kesselwirkungsgrad steigt.
Ein weiteres Szenario ist, dass die Infraschall-Technologie die Rohrbündel sauberer halten kann als bei der Verwendung von Dampfrußblasen, Kugelregen-Reinigung oder Druckluftrußblasen, was den Wirkungsgrad des Kessels erhöht. Die anderen Reinigungsmethoden besitzen manchmal nur eine lokale Reinigungswirkung und reinigen nicht die gesamten Rohrbündel. Der Dampf- oder Druckluftstrahl trifft auf die erste Röhrenreihe und verliert seine Reinigungswirkung tiefer im Rohrbündel oder an den Wänden. Im Gegensatz dazu besitzt der Infraschall auch bei Rippenrohren die gleiche Intensität im gesamten Rohrbündel. Schall wird nur durch Objekte mit einer Größe vergleichbar mit der Wellenlänge des Schalls abgeschirmt. Da Infraschall eine sehr lange Wellenlänge besitzt, ist die Dämpfung der Schallenergie beim Passieren eines Rohrbündels sehr gering.
Bild 11: Foto von schmutzigen Katalysa- torelementen des Frachters Birka Exporter ohne den Einsatz von Infraschall-Technologie
Bild 12: Fünf Birka-Schiffe haben heute Infraschall-Generatoren als einzi- ge Reinigungseinrichtung für den Katalysator, was in so sauberen Elementen resultiert wie in diesem Foto der Birka Paradise
Für einige Kessel muss die Leistung vor und während dem Dampfrußblasen reduziert werden. Dies ist notwendig, um in der Lage zu sein, das aufgrund der Zugabe von Dampf erhöhten Abgasvolumen zu hantieren. Einige Kessel sind empfindlich für sol- che Anpassungen der Kessellast, so wird im schlimmsten Fall die Kontrolle über den Betrieb des Kessels verloren gehen und der Kessel muss vorübergehend abgeschaltet werden. Die Infraschall-Technologie ist mit einer Zykluszeit von nur ein paar Minuten viel kontinuierlicher als z.B. Dampfrußblasen. Das Resultat ist häufig ein niedrigerer und stabilerer Differenzdruck über den Rohrbündeln als mit Dampfrußblasen dank des kurzen Reinigungszyklus und der Tatsache, dass alle Teile des Rohrbündels gerei- nigt werden.
Bild 13: Rippeneconomizer auf einem Biokraftstoffkessel, der nur mit In- fraschallreinigung sauber gehalten wird
Bild 14: Ganze Rohrbündel – gereinigt
Bild 15: Differenzdruck über dem Verdampfer auf einem Müllheizkraftkessel; das Infraschall- System wurde 2008 installiert; ein niedrigerer und stabilerer Differenzdruck wurde erreicht und Dampfrußblasen wurden um 75 % reduziert
0 100 200 300 400 500
600 Dezember
2006
Dezember 2010 700
800 900
Differenzdruck Pa
Bild 16: Stabilisierte Abgasauslasstemperatur des Economizers auf einem Biokraftstoffkessel;
das Infraschallsystem wurde im Sommer des Jahres 2011 installiert und gleichzeitig der Economizer ausgetauscht
7. Fallstudien
Fallstudie, EON Norrköping P14, Schweden, 75 MWth CFB Kessel Inbetriebnahme: 2006
Reinigungsbereich: Vertikaler Economizer Brennstoff: Industrie-/Hausmüll
Leistung:
• Dampfrußblasen 3 – 4 Mal/Tag auf 1 Mal/Woche reduziert,
• erhöhte Produktion von Elektrizität,
• weniger Verschleiß am Economizer-Rohrbündel,
• niedrigerer und stabilerer Differenzdruck Δp als mit Dampfrußblasen 3 Mal/Tag.
100
2009-11-012009-12-122009-01-222009-03-042009-04-142009-09-252009-11-052010-12-162011-01-262011-03-082011-04-182011-09-292011-11-092011-12-202012-01-302012-03-112012-04-21 120
140 160 180
200 2009
2010
2012
Abgastemperatur Ideale Abgastemperatur 220
240
Temperatur °C
850 ºC
CONV ECO 6
ECO 5 ECO 4 ECO 3 ECO 2 ECO 1 SH 1
SH 1 SH 2 SH 2
710 ºC
175 ºC 350 ºC Infraschall- reiniger
CONV
100
Feb 2003 Feb 2004 Feb 2005 Feb 2006 Feb 2007 Feb 2008 Feb 2009 Feb 2010 Feb 2011 Feb 2012 150
200 250 300 350
400 35
30 25 20 15 10 5 0 Abgastemperatur
°C
Anzahl Dampfrußblasen pro Woche
Abgastemperatur Eco Abgastemperatur Eco Austritt Anzahl Dampfrußblasen pro Woche
Bild 17:
EON Norrköping CFB-Kessel mit dem Infraschallreiniger auf der Oberseite des Economizers
Bild 18:
Dampfrußblasen 2003 – 2012 im Müllheizkraftkessel P14 Norr- köping; das Infraschallsystem wurde im Herbst 2006 installiert
Fallstudie, SYSAV-Kessel 1&2 Malmö, Schweden, 2x29MWth Rostfeuerung Inbetriebnahme: 2008 & 2009
Reinigungsbereich: Vertikaler Verdampfer und Economizer Brennstoff: Industrie-/Hausmüll
Leistung:
• Kugelregenreinigung des Economizers (Abgastemperatur 420 °C–170 °C) wurde abgeschaltet,
• niedrigerer und stabilerer Δp über dem Economizer als mit Kugelregenreinigung,
• die Abgasaustrittstemperatur aus dem Verdampfer ist geringer und stabiler,
• die Rußablagerungen im Hochtemperaturbereich (Abgastemperatur 680 °C – 600 °C) des Verdampfers sind nun weicher und deren Aufbau dauert länger.
Fallstudie, VAFAB Köping, Schweden, 12 MWth Rostkessel Inbetriebnahme: 2009
Reinigungsbereich: Vertikaler Verdampfer und Economizer Brennstoff: Industrie-/Hausmüll
Leistung Verdampfer:
• die Dampfrußbläser im Abgastemperaturbereich 470 °C bis 200 °C wurden abge- schaltet. Vorher 3 Mal/Tag ausgeführt,
• Δp ist niedriger als mit Dampfrußblasen 3 Mal/Tag.
Leistung Economizer:
• mit den zuvor installierten Luftreinigungslanzen stieg die Abgastemperatur rasant an,
• mit Installation der Infraschall-Technologie wurden die Luftreinigungslanzen ab- geschaltet und Δp und Austrittstemperatur sind jetzt die ganze Saison über auf einem stabilen niedrigen Niveau,
Fallstudie, EON Mora, Schweden, 8 MWth Rostfeuerung Inbetriebnahme: 2010
Reinigungsbereich: Vertikaler Economizer Brennstoff: Industrie-/Hausmüll
Leistung:
• der Kessel ist seit fast drei Jahren in Betrieb (seit Anfang 2011), ohne dass eine manuelle Reinigung des Economizers erforderlich ist,
• Δp ist immer noch gering und stabil,
• die Differenztemperatur ist immer noch hoch und stabil,
• keine weiteren Rußreinigungsvorrichtungen installiert.
Fallstudie, EVO Offenbach, Deutschland, 2x110 MWel Inbetriebnahme: 1993, 1994, 1995, 1996
Reinigungsbereich: 2 x Röhrenluftvorwärmer, 2 x Economizer, 2 x Überhitzer Brennstoff: Kohle
Leistung:
• Am Anfang wurden keine Rußreinigungsvorrichtungen installiert. Ablagerungen reduzierten die Wärmeübertragung erheblich. Seit der Installation von Infraschall- reinigern sind die Reinigungsergebnisse in beiden Kesseln sehr gut. Durch Verstop- fung verursachte Lastwechsel stellen kein Problem mehr dar und der thermische Wirkungsgrad ist um 1,5 % erhöht.
Fallstudie, Vattenfall Hamburg Tiefstack, Deutschland, 2x150 MWel Inbetriebnahme: 1997, 1999
Reinigungsbereich: 2 x wabenförmige SCR-Katalysatoren auf zwei identischen Kesseln Brennstoff: Steinkohle
Leistung:
• Seit der Installation Ende der 1990er Jahre wird die ganze Betriebssaison über der Druckabfall über beide Katalysatoren stabil gehalten. Infraschallreinigung ist die einzige Rußreinigungsausrüstung für die Katalysatoren.
8. Zusammenfassung
Infraschallreinigung ist ein kostengünstiger Weg, um saubere Niedrigtemperaturbe- reiche zu erhalten wie Economizer, Luftvorwärmer, Katalysatoren usw. Die Technik beseitigt oder reduziert die Notwendigkeit anderer Reinigungsmethoden wie Dampf- rußblasen, Kugelregenreinigung, Luftrußblasen, Sprengreinigung oder manuelle Reinigung stark. Die Kapitalrendite ist in der Regel kurz, dank beispielsweise höherer Verfügbarkeit, gesteigerter Produktion oder reduziertem Brennstoffverbrauch. Instal- lations-, Betriebs- und Wartungskosten sind gering, da nur eine geringe Anzahl von Einzelteilen installiert wird.
Die Deutsche Bibliothek – CIP-Einheitsaufnahme Energie aus Abfall – Band 11
Karl J. Thomé-Kozmiensky, Michael Beckmann.
– Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2014 ISBN 978-3-944310-06-0
ISBN 978-3-944310-06-0 TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky
Copyright: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky Alle Rechte vorbehalten
Verlag: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky • Neuruppin 2014
Redaktion und Lektorat: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky, Dr.-Ing. Stephanie Thiel, M.Sc. Elisabeth Thomé-Kozmiensky
Erfassung und Layout: Ginette Teske, Fabian Thiel, Cordula Müller, Ina Böhme, Janin Burbott
Druck: Mediengruppe Universal Grafische Betriebe München GmbH, München
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