Wirksame Abhilfe bei Verschlackung und Verschmutzung

Kraftwerke, die durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) zugleich Wärme und Strom erzeugen, sind auf dem Weg in eine nachhaltige Energiewirtschaft ein Schritt in die richtige Richtung. Die Integration experimenteller Daten, die in einem europäischen Projekt zur Aufstellung eines neuen Computermodells gesammelt wurden, werden zu einem optimierten Betrieb dieser Kraftwerke beitragen.

Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) sind ein neuer Trend in Europa. Solche Anlagen, auch „Kraft- und Heizwerke“ genannt, erzeugen gleichzeitig Wärme und Elektrizität. Sie haben einen höheren Wirkungsgrad als herkömmliche Anlagen wie z.B. Kohlekraftwerke und erreichen beim Primärenergieträger-Einsatz Einsparungen von bis zu 35%. Entsprechend geringer ist auch ihre Emission von Treibhausgasen wie Kohlendioxid. Die KWK-Kraftwerke der neuesten Generation erreichen sogar noch größere Einsparungen.

Doch auch in der Welt der Kraft-Wärme-Kopplung ist nicht alles perfekt. So kann die Verbrennung von nachhaltigeren Brennstoffen wie etwa Biomasse (z.B. Torf) oft mit Verschlackungs- und Verschmutzungserscheinungen verbunden sein. Dabei sammeln sich im Lauf der Zeit Verunreinigungen, die im Brennstoff enthalten sind, an den Kesselwänden an. Haben sich erst einmal Ablagerungen gebildet, so wachsen diese schnell und können schon bald problematische Ausmaße erreichen. Dies behindert den Energietransfer und damit die Umwandlung von Wasser in Dampf. Da sich diese Rückstände nur sehr schwer entfernen lassen, müssen möglichst frühzeitig entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden.

Das Verschlackungs- und Verschmutzungsproblem ist zwar allgemein bekannt, aber bislang nur unzureichend erforscht, weil nicht genügend Messungen zur Verfügung stehen. Im Rahmen des Projekts SLAGMOD wurden über zwei verschiedene Zeiträume hinweg Experimente an zwei verschiedenen Kesseln durchgeführt. Dabei wurden die Kessel mit Rückstandssensoren auf das Aufkommen mehrerer chemischer Verbindungen überwacht.

Die bei SLAGMOD gesammelten Daten gaben den Anstoß für Verbesserungen an den bestehenden numerischen Modellen für Kessel. Kraftwerksbetreiber können das Tool nutzen, um den Kesselwirkungsgrad zu optimieren und zugleich die Betriebskosten und die Treibhausgasemissionen so niedrig wie möglich zu halten. Darüber hinaus können je nach Bedarf Maßnahmen zur Vermeidung oder Reduzierung der Auswirkungen von Verschlackung und Verschmutzung implementiert werden.

Zusätzliche Mittel können zur weiteren Verbesserung des Modells beitragen, insbesondere durch die Installation weiterer Überwachungsgeräte zur Messung der Durchflussmengen von Luft und Brennstoff an unterschiedlichen Punkten im System. Vattenfall, der fünftgrößte Energieversorger in Europa, beabsichtigt ebenfalls, das aktuelle Modell und das zugehörige Know-how für die Optimierung seiner KWK-Kraftwerke in ganz Europa zu nutzen.

Kontakt
Gardman, Lennart

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