Verbrennungsoptimierung in der Praxis

Transkript

1 Verbrennungsoptimierung in der Praxis Matthias Göllner, Fa. SEEGEN, Dachverband Biomasseheizwerke Salzburg biomasseboerse.at heizwerkpool.at

2 Optimierungspotential Brennstoffeinsatz Brennstoffeinkauf Brennstoffklassifizierung Brennstoffübernahme und Abrechnung Brennstofflagerung Verringerung der Abgasverluste Steigerung des Kesselwirkungsgrades Verbrennungsoptimierung Optimierung Restwärmenutzung Rauchgaskondensationsanlagen

3 Kosten laufend Biomasseheizwerk Salzburg Personal 12 % Strom 8 % Asche 2 % Ölkosten 2 % Sonst. Kost. 5 % Brennstoff 71 % Hauptkostenfaktor Brennnstoff Laufenden Optimierungen erfassen alle Bereiche im Heizwerksbetrieb Personalkosten werden kritisch betrachtet Stromkosten, Ascheentsorgung, Ölkosten wurden gesenkt Kostensenkungspotentiale im Bereich Brennstoff werden aus den unterschiedlichsten Gründen nur sehr zögerlich umgesetzt

4 Ausgangssituation Salzburg 110 Nahwärmeanlagen in Salzburg 60 Nahwärmeanlagen über 500 kw Brennstoffverbrauch ca Schüttraummeter / Jahr Brennstoffkosten rund 10 Millionen Euro / Jahr Emissionsmessungen 25 FAV 2013 / Kesselanlagen gemessen bei 4 Kesselanlagen => Verbrennungsoptimierung Brennstoffverbrauch rund Schüttraummeter Restsauerstoff (gemessen): min.: 6,5 % max.: 13 % Abgasverluste (errechnet): min.: 7,5 % max.: 22,5 % Schnitt: 12 % Einsparungspotential vorhanden Quelle: eigene Berechnungen

5 Effizienzsteigerung durch Verbrennungsoptimierung Kesselwirkungsgrad Strahlungsverluste Rostverluste Feuerungstechnischer Wirkungsgrad Chemischer Abgasverlust unverbrannte Gase im Rauchgas CO Gehalt Thermischen Abgasverluste Fühlbare Wärme die mit dem Rauchgas den Kessel verlässt Steigt mit der Kesselaustrittstemperatur Steigt mit der Rauchgasmenge Abhängig von Luftüberschuss und Brennstoffwassergehalt

6 Abhängigkeit Abgasverlust Verbrennungsrechnung Basis: 40 % Wassergehalt, Heizwert Ho 19 MJ / kg Quelle: Effizienzrechner,

7 Vergleichsrechner Eingabe Quelle: Effizienzrechner,

8 Vergleichsrechner Ergebnis Quelle:

9 Optimierung Restwärmenutzung Anteil Rauchgaskondensationen 50 % der Anlagen in Salzburg Energieausbeute durchschnittlich unter 10 % Besten Anlagen über 15 %

10 Anlagenwirkungsgrad in Abhängigkeit vom Restsauerstoffgehalt (Lambda) bei unterschiedlichen Brennstoffwassergehalten

11 Betriebspraxis Gemessene Werte stimmen mit den visualisierten Werten nicht überein Restsauerstoffgehalt: Drift der Sonden, Einbausituation Positionierung der Messpunkte kritisch Undichtheit der Systeme Falschlufteintrag im Bereich der Lambdasonde Falschlufteintrag im Bereich der Rauchgassysteme Wartung der Messeinrichtungen nötig Reinigung und Abgleich der O2 Sonden Funktionsfähigkeit der Sondenheizung In Visualisierungen können bestimmte Parameter nicht verändert werden Restsauerstoffgehalt Ventilatordrehzahlen Anlagenkonfiguration Fehlende Rezirkulation Luftführung Primärluft, Rezirkulationsluft => In vielen Fällen kommt es zu einer schleichenden Verschlechterung des Anlagenwirkungsgrades

12 Verbrennungsoptimierung Im Zuge der Verbrennungsoptimierung werden diese Probleme meist abgearbeitet Abgrenzung notwendig zwischen Technischer Wartung und Instandhaltung Anlagenoptimierung (Nachrüstung Rezirkulation) Verbrennungsoptimierung Potential zur Verbrennungsoptimierung gegeben Anlagenspezifische Bewertung und Entscheidung Versuchsanlage Verbrennungsoptimierung WW-Kessel kw Rezirkulation nachgerüstet, techn. gewartet und instandgesetzt Verbrennungsoptimierung durchgeführt, dritte Heizperiode Versuchsfahrten mit reinem Industriehackgut sowie reinem Waldhackgut Relevante Brennstoffeinsparung sowie Stromeinsparung Kritischer Brennstoff Waldhackgut kann ohne Probleme verwendet werden Störungsanfälligkeit erheblich reduziert

13 Betriebsdaten Datenauswertung Energiemanagementsoftware Matthias Göllner, Fa. SEEGEN, Dachverband Biomasseheizwerke Salzburg biomasseboerse.at heizwerkpool.at

14 Datenauswertung Unterschiedliche Visualisierungssysteme können nur mit erheblichem Aufwand zusammengeführt und damit ausgewertet werden Problematischer Datentransfer von der VISU zu nachgereihten Auswertungswerkzeugen Archivdaten können nur mit erheblichem Aufwand dargestellt werden (Kennzahlen, Monitoring, Optimierung, Betriebsbericht,..) Unschärfe der Datenauswertung In vielen Fällen kommt es zu einer schleichenden Verschlechterung des Anlagenwirkungsgrades Betriebsvergleiche Benchmark Benchmark: QM Heizwerke jährlich Salzburger Heizwerksdatenbank jährlich Datenbasis für Optimierungen Anlageninternes Reportingsystem aller technisch wirtschaftlich relevanten Daten Kennzahlenbildung, Datenauswertung, Visualisierung, Berichtsausgabe, Schwellwerte, Meldungssystem bei Überschreitung der Schwellwerte Möglichkeit zur Integration in bestehende Systeme

15 Betriebsdaten Doppelkesselanlage: 2,1 MW keine Kundenanlagen 2 Biomassekessel + Ölkessel, Rauchgaskondensation, Netzregelung 702 Prozessdaten Doppelkesselanlage: 8 MW keine Kundenanlagen 2 Biomassekessel + Ölkessel + ORC Rauchgaskondensation, Netzregelung, Puffer, Elektrofilter Prozessdaten IST: Visualisierung, Archivierung der Prozessdaten, verschiedene Visualisierungssysteme SOLL: Kennzahlenbildung, Datenauswertung, Berichterstellung, Zusammenführung verschiedener Visualisierungssysteme Optimum: universale Betriebsführungssoftware

16 Energiemanagementsoftware Deutschland: Liste förderfähiger Energiemanagement-software derzeit 152 Programme Energiemanagement-software gelistet Programme spezialisiert auf Anforderungen Energiemanagement Datenerfassung, Datenaufbereitung, Datenexport Kennzahlenermittlung Berichtsausgabe Visualisierung...

17 Von Prozessdaten zu Betriebsdaten Mindestanforderungen EM - Software

18 Von Prozessdaten zu Betriebsdaten Mindestanforderungen EM - Software

19 Energiemanagement-Software Heizwerksbetrieb Diese Software ersetzt keine Betriebsführungssoftware, kann jedoch als Datenbasis für diese dienen!!! Datenaufzeichnung und revisionssichere Archivierung Datensammlung, Datenaufbereitung, Datenexport für Betriebsführungsprogramme Datenauswertung dient vorrangig der technisch / wirtschaftlichen Anlagenoptimierung Anlagenbezogenes Benchmark Energiemonitoring Energiefluß Aufzeichnung aller Betriebsdaten unterschiedlicher Visualisierungssysteme möglich Produktion Verteilung Kundenanlagen

20 Projektstand Anwendungen Heizwerke Derzeit wird ein Programm bei mehreren Anlagen zur revisionssicheren Datenarchivierung eingesetzt Das Programm dient ebenso der Prozessdatenauswertung Monitoring QM - Heizwerke Evaluierung alternativer Programme Weitere Schritte Konzept zur einheitlichen Datenauswertung sowie Berichterstellung wird derzeit ausgearbeitet Angestrebt wird eine Bündellösung, welche auch kleineren Heizwerken die Nutzung von Energiemanagementsoftware ermöglicht

21 Matthias Göllner, Fa. SEEGEN, Dachverband Biomasseheizwerke Salzburg biomasseboerse.at heizwerkpool.at