Kurzbeschreibung Hei

Biomasse Heizkraftwerk
(Kraft/ Wärme Kopplung) Gußwerk 6,5 t/h - (Dampfleistung)
1. Technische Daten:
Nennwärmeleistung 5000 kW
Überhitzungstemperatur 520 ° C
max. Kesseldruck: 32 Bar
Generator: Klemmleistung 820 kW
Die Biomassedampfkesselanlage ist als Hochdruckkesselanlage Mit Filter zur Rauchgasentstaubung
ausgeführt. Die Gesamtanlage (Dampfkessel und Turbine) wird im 24 BosB Betrieb gefahren.
Der erzeugte Hochdampfdruck (28 bar Nenndruck) der Kesselanlage dient der Versorgung einer
Dampfturbinenanlage, welche bei Nennlast eine maximale Generatorklemmleistung von 820 kW el
erzeugt. Die erzeugte Energie wird in das öffentliche Netz (Verbund) eingespeist.
Der Abdampf der Turbine wird im Heizkondensator in Heißwasser umgeformt.
2. Komponenten des Biomasseheizkraftwerkes
Brennstoff-Beschickungseinrichtungen:
Die Brennstoff-Beschickungseinrichtung besteht aus:
Tagesbunker mit einer Silofläche von 4,0 x 13,0 m, max. Schnütthöhe ca. 2 m
Hauptförderer mit Schubstangenaustragung für die Brennstoffaustragung, sowie
Querförderer mit Schubsender, Rückbrandsicherung mit Sprinkleranlage,
Hydraulikaggregat für Hauptförderer, Querförderer, Schubsender, Rost- und Ascheschleuse,
Aggregatteile der Hydraulikanlage sind:
Moto- Pumpe, Ventil, Überdruckventil, Manometer, RL- Filter, Ölmangelabscheider,
Temperaturwächter und elektr. Verschmutzungsanzeige,
Biomassebefeuerte Dampfkesselanlage:
Beschreibung des Biomassekessel:
5 MW, Hersteller Urbas Maschinenfabrik GmbH, 9100 Völkermarkt
Bezeichnung: Dampfkessel, Type UR-HDD-R/Z-6500
Nennwärmeleistung: 3690 kW
Fabrikationsnr. 2-4185-02
Herstelljahr: 2003,
Volumen: 16.880 l,
Heizfläche: 419 m²,
Betriebsdruck: 32 Bar
Betriebstemperatur: 239 ° C
Zul. Dampferzeugung: 6500 kg/Stunde,
Leermasse: 33.000 kg
Prüfdruck: 62,5 Bar
Brennstoff: naturbelassene Holzbrennstoffe
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Die Feuerungsanlage (Fabrikat URBAS) setzt sich aus dem Verbrennungsrost mit der sich darüber
befindenden Entgasungskammer und der nachgeschalteten Brennkammer zusammen. Die
Feuerungsanlage weist eine Brennstoffwärmeleistung von 5.460 kW auf.
Aus dem Vorratsbehälter wird der Brennstoff über ein hydraulisch betätigtes Schubstangen System in
die Feuerungen eingebracht.
Der Verbrennungsrost ist in eine Trocken-, Brenn- und Ausbrennzone gegliedert. Die Primärluft der
Verbrennung wird pro Rostzone mit je einem drehzahlgeregelten Ventilator von unten in den
Feuerraum eingebracht und dient gleichzeitig der Kühlung. Die sekundäre Luft wird über zwei
drehzahlgeregelte Sekundärluftventilatoren in die Nachbrennkammer eingebracht. Die benötigte
Verbrennungsluft wird im Luftvorwärmer mit der Restwärme des Rauchgases nachder Kesselanlage
auf max. 140 Grad Celsius vorgewärmt.
Die gesamte Anlage setzt sich aus der Hochdruck-Dampfkesselanlage (FabrikatURBAS), bestehend
aus Dampferzeuger (Verdampfer), Überhitzer und Speisewasservorwärmer zusammen.
Dampferzeuger/ Verdampfer:
Liegender zweizügiger Rauchrohrkessel aus Stahl mit Steinwolle isoliert, Kesselausführung für Anbau
an Feuerbox gerichtet;
Dampfüberhitzer:
Hersteller Urbas Maschinenfabrik GmbH, 9100 Völkermarkt
Type: UR-UH-R/Z-6500,
Fabrikationsnr. 2-4185-04,
Herstelljahr: 2003
Volumen: 1010 l,
Heizfläche: 59,5 m²,
zul. Betriebsdruck: 32 bar
zul. Betriebstemperatur: 520 °C
zul. Dampfdurchlass: 6500 kg / Stunde
Prüfdruck: 67 bar
Kondensatbehälter:
Hersteller Urbas Maschinenfabrik GmbH, 9100 Völkermarkt
Type: KB-5500,
Fabrikationsnr. 2-4185-09,
Herstelljahr: 2003
Volumen: 5500 l,
Betriebsdruck: 4 bar,
Betriebstemperatur: 400 °C,
Leermasse: 1485 bar,
Prüfdruck: 10,5 bar
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Speisewasserbehälter:
Speisewasservorwärmer zur Aufheizung von 6,5 t/h Speisewasser mit einer Eintrittstemeratur von
105 °C für eine Rauchgasaustrittstemperatur von 180 °C.
Hersteller Urbas Maschinenfabrik GmbH, 9100 Völkermarkt
Type: SWB-10400,
Fabrikationsnr.: 2-4185-06,
Herstelljahr: 2003,
Volumen: 10.430 l
Betriebsdruck: 1 bar,
Betriebstemperatur: 120 °C,
Leergewicht: 1605 kg,
Prüfdruck: 1,6 bar
Wasseraufbereitungsanlage (Umkehrosmoseanlage):
Fabrikat Berkefeld, Type Maxi-RO 14-1500 G, Auftragsnr. 1124614, Baujahr 11/03
Volumenstrom: 1450 bis 1600 l / Stunde
Steuergerät: RO30, Type Midi-RO, Type Maxi-RO, Auftragsnr. 6005744-KSO
Härtemonitor: Type RH-Control II, Identifikationsnr. 536047
Entgaser:
Hersteller Urbas Maschinenfabrik GmbH, 9100 Völkermarkt
Type: EG-6500,
Fabrikationsnr.: 2-4185-07,
Herstelljahr: 2003,
Volumen: 600 l
Betriebsdruck: 1 bar,
Leergewicht: 248 kg,
Prüfdruck: 1,6 Bar
Gegendruckdampfturbinen – Anlage samt Generator und Schaltanlage:
Dampfturbine, Tuthill Nadrowski Turbinen GmbH, Bielefeld
Type: B 5 S 6 GV,
Fabrikat Nr.: 20943,
Baujahr: 2004,
max. Leistung: 870 kW,
Zudampfdruck: P1 26 bar, 480 °C,
Abdampfdruck: P2 1,2 bar,
Turbinendrehzahl: 8.063 / 1500 /min
Synchrongenerator: AVK- Deutschland GmbH,
Type: DSG 74 M1-4,
Fabrikat Nr.: 6726256001,
Stromstärke: 1588 Ampere,
Leistung: 1100 KVA,
Baujahr: 2003,
Anlagesteuerung SEG mit Turbinen-Control-Panel
Regler Woodwart 505 Turbine Control
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Die Turbinen- und Generatordaten werden im Betrieb an die Profibus- Schnittstelle übergeben
(Zudampfdruck, Zudampftemperatur, Abdampfdruck, Generatorklemmleistung, Betriebs- und
Störungsmeldungen)
Rauchgas-Entstaubungsanlage:
Fabrikat: Scheuch – Elektrofilter,
Type: sef 2,2/4,5-c,
Fabrikationsnr.: 1249/03,
Gasmenge: 17.000 B m³/Stunde,
Gastemperatur: 180 °C,
Staubasche aus Hackschnitzelfeuerung,
Progasstaubmenge: 300 mg/N m³ tr,
Bauart: horizontal,
Auslegungstemperatur: 300 °C,
Anzahl der Gassen: 7 Stück
Aktive Feldlänge: 3600 mm,
Elektrodenhöhe: 3375 mm,
Filterfläche projiziert: 170 m²,
Gasgeschwindigkeit: 0,67 m/s,
Verweilzeit: 5,4 s,
Anschlußleistung: 11 KVA,
Wirkungsweise des Elekrofilters:
Die Rauchgase treten über den Raucheintrittsstutzen in den Elektrofilter ein und werden durch
Verteilerwände gleichmäßig über den gesamten Filterquerschnitt verteilt. Die Abscheidung des
Staubes erfolgt durch elektrostatische Aufladung der Staubteilchen und Abscheidung der
aufgeladenen Teilchen an den Niederschlagselektroden. Sprühelektroden erzeugen eine
Koronaentladung, die das gas ionisiert. Die im Gas befindlichen Staubpartikel werden negativ
aufgeladen und wandern im elektrischen Feld zu den positiv gepolten Niederschlagselektroden. Der
Staub setzt sich auf den Niederschlagselektroden und Sprühelektroden ab, welche periodisch
abgeklopft werden. Der Elektrofilter Unterteil ist als Wanne ausgebildetin welcher eine Schnecke zur
Staubaustragung eingebaut ist. Mittels Zellradschleuse wird der eine weitgehende Abdichtung
ermöglicht und die Asche wird zu dem darunter liegenden Aschecontainer gefördert.
Steuerung und Regelung der Dampfkesselanlage:
(Bernecker & Rainer-Steuerung)
Wandschrank mit eingebauten Regeleinheiten, SPS. Jeder Motor ist mit einem Sicherheitsautomat
und Motorschutzrelais abgesichert. Bei Überstrom oder Kurzschluß wird ein Meldekontakt
geschlossen.
Bedienung und Überwachung mit nachfolgender Protokollierung der letzten Betriebsstunden und
selbstständiger Aufzeichnung erfolgt über einen Personalcomputer. Dieser dient zur
Prozeßvisualisierung, zum Datenaustausch mit der SPS bzw. Eingabe der Einstellparameter, sowie zur
Datenspeicherung.
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Feuerungsregelung:
Die Regelung der Feuerungsanlage erfolgt in Abhängigkeit von der geforderten Wärmeleistung,
wobei der Dampfruck die Regelgröße darstellt. Bei Leistungsanforderung wird die notwendige
Verbrennungsluftmenge über die drei Primärluftventilatoren sowie den ersten
Sekundärluftventilator in den Feuerraum eingeblasen. Es wird dann genau die Menge an Luft
zudosiert, die den optimalen Restsauerstoffgehalt im Rauchgas ausregelt. Die Erfassung erfolgt über
ein Sauerstoffsonde im Rauchgaskanal. Bei sinkendem Leistungsbedarf übernimmt der zweite
Sekundärluftventilator die Ausregelung des Sauerstoffgehaltes um einen Sauerstoffmangel zu
vermeiden.Ein Geber am Rostende verhindert ein Überladen des Rostes, was u.U. durch mangelhafte
Brennstoffqualität vorkommen könnte.
Automatische Entaschung:
- automatische Ascheaustragung aus Feuerbox mittels Schubbodenförderer,
- Feinascheaustragung aus Überhitzer, Speisewasservorwärmer, Multizyklon mittels
Zellradschleuse auf die weiterführende Entaschung
- Ascheeinbringung in Container gemäß dem beiliegenden Aufstellungsplan
Edelstahlschornstein
doppelwandiges und vollisoliertes Schornsteinsystem mit Rauchgasführung aus Edelstahl und
Wärmedämmung. Der Edelstahlkamin ist für eine Dauerbelastung von 400 °C ausgelegt,
Kamindurchmesser: 700 mm,
Kaminhöhe: 22 m über Kesselhausboden
3. Auslegungsdaten:
Brennstoffwärmeleistung P(n) = 5000 kW
Projektierte Nutzungsdauer bei Vollast t(a) = 5500 h/Jahr
Die Verteilung Wärme – Strom (Kraft/ Wärme – Kopplung) ist gegeben:
Elektrische Leistung (Generatorklemmleistung) P (el) = 750 kW
Elektrische Energie/ Jahr W (el) = 750 kW x 5500 h = 4,125 Mio. kWh
Nennwärmeleistung P (w) = 4200 kW
Wärmeenergie/ Jahr W (w) = 4200 kW x 5500 h = 23,1 Mio. kWh
Biomasse als Brennstoff:
Als Brennstoff werden Sägenebenprodukte wie unzerkleinerte Rinde, Hackgut, Sägespäne eingesetzt.
Zur Erreichung einer konstanten und hohen Dauerleistung ist auf qualitativ gutes und möglichst
gleichmäßiges Ausgangsprodukt zu achten.
Biomassebedarf: 218,4 SRM/ 24 h
35.000 – 43.000 rm/ Jahr
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4. Überwachung und Bedienung
Die Gesamtanlage wird vollautomatisch betrieben und ist für den Betrieb ohne ständige
Beaufsichtigung (24-h BosB) genehmigt. Die Regelung und Steuerung der gesamten Anlage erfolgt
über eine SPS. Sämtliche relevanten Betriebsparameter können über die Visualisierung im
Prozeßschaltbild beobachtet werden bzw. werden auch kontinuierlich aufgezeichnet. Die
Fehlermeldung für sämtliche Anlagenkomponenten erfolgt im Klartex nach Priorität geordnet. Im
zentralen Leitstand liegt ein Tagebuch auf, in dem alle Störungen handschriftlich aufgezeichnet sind.
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