Projekttreffen STEP auf dem Firmengelände von ATS - Agro Trading & Solutions in Hardegsen (Foto: DBFZ)

WärmeStromKWK | BiomassetechnologienBiomassefeuerung

FKZ-Nr. 03KB145

FuelBand2 - Feuerungs- und Brennstoffoptimierung zur Verwertung von Reststoffen in Biomassefeuerungen

Ascheablagerungen im Strahlungsteil des Heizkraftwerks (Quelle: FAU)

Dauer

  • 01.07.2018 – 30.06.2021

Kontakt

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik
Fürther Straße 244f
90429 Nürnberg

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Karl

Thomas Plankenbühler – Projektleiter
Telefon: +49 (0)911 5302-9031
E-Mail: thomas.plankenbuehler‍@‍fau.de

Partner

03KB145B - aixprocess GmbH
03KB145C - Stadtwerk Tauberfranken
03KB145D - Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Institutsteil Sulzbach-Rosenberg

Assoziierte Partner

Kooperationspartner

Unterauftragnehmer

03KB145 FuelBand2 (Quelle: DBFZ)

Thema

Das Gesamtprojekt thematisiert problematische Ascheablagerungen („Verschlackung“) in Biomasseheizkraftwerken mit dem Ziel, deren Entstehung zu verringern beziehungsweise im Anlagenbetrieb zu detektieren und passende Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Dadurch können kostengünstige Biomasserest- und Abfallstoffe effizient und risikoarm verwertet werden.

Ziele

Das Ziel des Projekts ist es, Brennstoffvorbehandlungs- und Anlagenbetriebsstrategien zur Reduktion der Verschlackungsneigung zu entwickeln und demonstrieren und darüber hinaus ein Verschlackungsfrühwarnsystem für einen aktiven Regelungseingriff innerhalb von Biomassefeuerungen zu realisieren und erproben. Der innovative technologische Aspekt ist dabei, den „Machine learning“-Ansatz von selbstlernenden und damit erfahrungsbasierten Regelungsstrategien auf Biomasseheizkraftwerke zu adaptieren und dessen Potential im Rahmen eines Einsatzes an einer realen Anlage zu demonstrieren.

Maßnahmen

FAU-EVT
FAU-EVT führt zum einen Laborversuche zur Untersuchung der Ablagerungsbildung und des Partikelabbrands verschiedener Brennstoffe und Brennstoffmischungen durch. Darüber wird eine im Vorgängerprojekt „FuelBand“ entwickelte Methodik Prognose von Ascheablagerungen mittels CFD-Simulationen weiterentwickelt und zur Optimierung des Heizkraftwerks Bad Mergentheim eingesetzt.

Aixprocess
Aixprocess entwickelt einen „Verschlackungswächter“ auf Basis von neuronalen Netzwerken bzw. Mustererkennung und installiert diesen am Standort des Heizkraftwerks Bad Mergentheim. Die dazu notwendige Datenbasis besteht aus Prozessdaten aus dem Anlagenleitsystem, Messungen zusätzlich installierter Sensoren und einer realtime Simulation des aktuellen Anlagenzustands.

Stadtwerk Tauberfranken
Das Stadtwerk Tauberfranken bringt ihre 6 MWth Biomassefeuerung in das Projekt ein; diese stellt das Beispielskraftwerk dar, an dem Optimierungsmaßnahmen entwickelt und der Verschlackungswächter erprobt wird.
Zusätzlich wird eine mehrmonatige Beprobung ihrer eingesetzten Brennstoffe durchgeführt, um typische Eigenschaften und saisonale Schwankungen zu bestimmen.

Fraunhofer Umsicht
Fraunhofer Umsicht untersucht an einer 440 kWth Rostfeuerung verschiedene Maßnahmen zur Vermeidung und Verminderung von Ascheablagerungen. Dazu gehören die Absiebung des Brennstofffeinanteils, optimierte Luftzuführung und Additivierung. Für die Versuche werden typische Brennstofffraktionen des Heizkraftwerks Bad Mergentheim verwendet.

Schwerpunkte

FAU-EVT

  • Laboruntersuchungen zur Verschlackungsneigung von Biomassefeinpartikeln, Weiterentwicklung der CFD-Methodik zur Prognose von Ascheablagerungen, Definition von Handlungsempfehlungen

Aixprocess

  • Entwicklung und Erprobung eines selbstlernenden Verschlackungswächters, Realtime-CFD-Simulationen des Heizkraftwerks

Stadtwerk Tauberfranken

  • Bereitstellung der Kraftwerksinfrastruktur in Bad Mergentheim, Unterstützung bei der Entwicklung und Evaluierung des Verschlackungswächters, Durchführung von Brennstoffuntersuchungen

Fraunhofer Umsicht

  • Untersuchung von Maßnahmen zur Verringerung der Ablagerungsbildung an einer Feuerung im Technikumsmaßstab
Ascheablagerungen an Wärmeübertragerrohren (Quelle: FAU)

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