Kooperatives Förderprojekt PRO INNO II

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1 Thema Kooperatives Förderprojekt PRO INNO II Körting Hannover AG und Ness Wärmetechnik GmbH Entwicklung eines wirkungsgrad und emissionsoptimierten HochtemperaturHeizsystems für die Erzeugung von mit Braunkohlestaubfeuerung PROgramm zur Förderung der Erhöhung der INNOvationskompetenz mittelständischer Unternehmen des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) Projektträger: AiF

2 Körting Historie Das Gründungsjahr... seit 1871 oder:... seit 138 Jahren Ernst Körting ( ) Berthold Körting ( )

3 Körting Historie Die ProduktIdee Das InjektorPrinzip Treibdüse Kopf Mischstrecke Diffusor Treibmedium Gemisch aus Treibmedium und angesaugtem Medium angesaugtes Medium Die Strahlpumpe

4 Körting Historie Dampfzerstäubung InjektorAnwendung in in der der Dampfstrahl Zerstäuberdüse zur Verbrennung von Teerölen hoher Viskosität (1876)

5 Körting heute Organisation Kenndaten des Unternehmens Werk und Stammsitz zertifiziert nach Anzahl der Mitarbeiter Ingenieur/TechnikerAnteil Umsatz 2008 Anzahl der Auslandsvertretungen Vorstand : Hannover, Badenstedter Straße 56 : DIN ISO 9000 ff, AD2000HP0, ASME UStamp, China Lizence : 240 : ca. 30 % : 42,7 Mio EUR : über 30 : Dr.Ing. Y. Fusch (Vorsitz), Dipl. Wirt.Ing. F. Hensel

6 Körting heute Organisation Vorstand Kaufm./Verwaltg. Kaufm. Vertrieb Rechnungswesen Personalwesen Organisation u. a. Technischer Vertrieb in den Marktsegmenten: Strahlpumpen und Vakuumtechnik Umwelttechnik Technik Konstruktion, Berechnung Fertigung / Produktion Abnahme, Dokumentation Forschung, Entwicklung u. a.

7 Körting heute Produkte Regelbare Hochdruck Strahlpumpe für den Einsatz in der Düngemittelindustrie

8 Körting heute Produkte Eiskondensationsanlage zur Speiseölherstellung

9 Körting heute Produkte CKEStaubbrenner zur Verbrennung von Holzschleifstaub und Schweröl Sonderausführung für vorgewärmte Verbrennungsluft (220 C)

10 Körting heute Produkte Schlüsselfertiges, mit Braunkohlestaub gefeuertes Heizkraftwerk zur Erzeugung von Prozessdampf

11 Körting heute Leistungs und Lieferumfang Planung / Projektierung Bau / Fertigung

12 Körting heute Leistungs und Lieferumfang Errichtung / Aufstellung Inbetriebnahme Service/Wartung

13 Körting heute Forschung / Entwicklung Durchführung von Versuchen Anwendung moderner Berechnungsmethoden (CFD)

14 Körting heute Forschung / Entwicklung Staubversuche im KörtingTechnikum Brennversuch im Kundenauftrag zur Ermittelung des Brennverhaltens von staubförmigen Sonderbrennstoffen

15 Thema Kooperatives Förderprojekt PRO INNO II Körting Hannover AG und Ness Wärmetechnik GmbH Entwicklung eines wirkungsgrad und emissionsoptimierten HochtemperaturHeizsystems für die Erzeugung von mit Braunkohlestaubfeuerung PROgramm zur Förderung der Erhöhung der INNOvationskompetenz mittelständischer Unternehmen des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) Projektträger: AiF

16 Inhalt Das Förderprojekt PRO INNO II Ausgangssituation Zielsetzung Planung Beantragung Bewilligung Arbeitspakete Inhalte und Ergebnisse Ausblick

17 PRO INNO II Ausgangssituation Warum Entwicklungsaktivitäten im im Bereich der Verfeuerung von Braunkohlestaub? Pro Pro kostengünstiger Energieträger stabile Preise über lange Zeiträume kurze Amortisationszeiten bei Neuinvestitionen heimischer Energieträger (krisensicher) längere Verfügbarkeit als für Gas und Öl Kontra Kontra ungünstigeres Emissionsverhalten als Gas und Öl

18 PRO INNO II Ausgangssituation Verfeuerung von von brennbaren Stäuben zur zur Erzeugung Erzeugung von von Prozesswärme Prozesswärme in in industriellen industriellen Anwendungen Anwendungen Körting Feuerung Körting oder Partner Wärmeübertragung energieeffizient und schadstoffarm Wärmeträgermedium Austritt (heiß) Energieübertragungssystem hohe hohe Ausbrandrate Ausbrandrate geringe geringe NO NO x Emission geringe COEmission x Emission geringe COEmission Luft Nachgeschaltete Wärmeübertragungsflächen/räume Brennstaub Brenner Feuerraum (Flammenraum) Abgas mögliche Brennstäube Holzschleifstaub Braunkohlestaub SonderStäube (z.b Tiermehl, u. a.) Wärmeträgermedium Eintritt (kalt) Arten von Feuerräumen Kessel (Wasser, Dampf, Thermalöl) Brennkammer (ausgemauert, Stahl) Asphaltmischtrommel

19 PRO INNO II Ausgangssituation KörtingStaubBrenner der Baureihe CKE KörtingStaubBrenner der Baureihe CKE

20 Inhalt Das Förderprojekt PRO INNO II Ausgangssituation Zielsetzung Planung Beantragung Bewilligung Arbeitspakete Inhalte und Ergebnisse Ausblick

21 PRO INNO II Projektplanung Vorklärung Grundsatzabstimmung zwischen den den Projektpartnern Körting Körting Hannover Hannover AG AG Ness Ness Wärmetechnik Wärmetechnik GmbH GmbH (Remshalden) (Remshalden) Einbinden einer einer Third ThirdParty": Partner Partner für für Innovation Innovation & Förderung Förderung Nießen.Stöhr.Zahm Nießen.Stöhr.Zahm (Lahr) (Lahr) (administrative (administrative Begleitung Begleitung des des Projektes) Projektes) Abstecken des des Projektinhaltes und und umfanges Festlegen Festlegen der der Arbeitsschwerpunkte Arbeitsschwerpunkte

22 PRO INNO II Projektplanung Festlegen der Arbeitsschwerpunkte Festlegen der Arbeitsschwerpunkte Körting Ness Ness Kö 1 Kö 2 Entwicklung Entwicklung eines eines Brenners Brenners emissionsarme emissionsarme Verfeuerung Verfeuerung von von BKS BKS BKSgestützte BKSgestützte HSSFeuerungen HSSFeuerungen Entwicklung Entwicklung eines eines Brennstoffdosiersystems Brennstoffdosiersystems mit mit hoher hoher Föderkontinuität Föderkontinuität und und Homogenität Homogenität Ne 1 Ne 2 Entwicklung Entwicklung eines eines CFD CFD Simulationsprogramms Simulationsprogramms zur: zur: Prozessmodellierung Prozessmodellierung Anlagendimensionierung Anlagendimensionierung Entwicklung Entwicklung eines eines neuen neuen Hochtemperaturerhitzers Hochtemperaturerhitzers für für BKS BKS Feuerungen Feuerungen Kö 3 Optimierung Optimierung des des Brenner/Muffelsystems Brenner/Muffelsystems zur zur Verbesserung Verbesserung des des Ausbrandes Ausbrandes und und des des Emissionsverhaltens Emissionsverhaltens

23 PRO INNO II Projektplanung Vorplanungen Antragserstellung Projektzeitplan Antragsabgabe Antragsprüfung Bewilligung Föderungszeitraum Bearbeitungszeitraum Berichtstermine I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

24 PRO INNO II Projektplanung Projektkostenaufstellung für die Förderung Projektkostenaufstellung für die Förderung PRO INNO II Personal EUR Material EUR gesamt EUR geplante Kosten Förderanteil 35 % Förderanteil 35 % beantragte Kosten bewilligte Kosten

25 Inhalt Das Förderprojekt PRO INNO II Ausgangssituation Zielsetzung Planung Beantragung Bewilligung Arbeitspakete Inhalte und Ergebnisse Ausblick

26 PRO INNO II Arbeitspakete (AP) Bearbeitung des des Gesamtprojektes in in einzelnen Arbeitspaketen (AP) (AP) bzw. EntwicklungsOrdernummern AP 1: Konzeption, Ziele AP 2: Vorarbeit, Recherchen AP 3: Auslegung Brenner AP 4: Konstr. Brenner/teile AP 5: Bau/Musterbau Brenner AP 6: Vorversuche u. CFD AP 7: Versuchsprogramm I Parameterstudien Risikobetrachtung AP 8: Aufbau Testeinrichtung für Brenner u. Dosierung AP 9: Versuchsprogramm II verbrennungstechnisch regelungstechnisch AP 10: Optimierungen AP 11: Dokumentation

27 PRO INNO II AP 3: Auslegung Brenner NEU CK16 CK 32 CK 63 CK 100 CK 160 CK 250 CK 400 CK 500 CK 630 Leistung [MW] 1,6 3,2 6, B C E Li F Li H I (DN) /PN L M Auslegung Brennerauswahl Versuchsbrenner für für Kundenanlage CKE CKE S U Gewicht in kg

28 PRO INNO II AP 4: Konstruktion Konstruktion Versuchsbrenner CKE 16 Konstruktion Versuchsbrenner CKE 16

29 PRO INNO II AP 5: Musterbau Versuchsbrenner CKE 16 (Rohbau) Versuchsbrenner CKE 16 (Rohbau) Kernrohr Gehäuse Staublanze

30 PRO INNO II AP 5: Musterbau Größenvergleich des des Versuchsbrenners CKE mit mit der der Baugröße CKE

31 PRO INNO II AP 5: Musterbau CKE Versuchsbrenner nach der der Endmontage

32 PRO INNO II AP 6: CFD StaublanzenAustrittsvarianten für für CFDStrömungssimulationsrechnungen BKS Luft

33 PRO INNO II AP 6: CFD Vereinfachte CFDModellierung von von BKSPartikelbahnen im im Feuerraum Feuerraum Luft d p = 1000 µm Variante 0 Kamin BKS Kamin Luft Variante 5 BKS Geschwindigkeit in m/s

34 PRO INNO II AP 6: CFD Vereinfachte CFDModellierung von von BKSPartikelbahnen im im Feuerraum Feuerraum Luft d p = 90 µm Variante 0 Kamin BKS Kamin Luft Variante 5 BKS Geschwindigkeit in m/s

35 PRO INNO II AP 6: CFD BKSPartikelkonzentrationen und und bahnen im im Bereich der der Brennermündung Variante 3 d p = 90 µm d p = 1000 µm Variante 5

36 PRO INNO II AP 7: Versuchsprogramm I Kundenanlage Braunkohlestaub gefeuertes Heizkraftwerk zur Erzeugung von Prozessdampf Brenner Entstaubungsanlage mit Aschesilo Kamin Kesselhaus Braunkohlestaubsilo

37 PRO INNO II AP 7: Versuchsprogramm I ausgeführte StaublanzenkopfVarianten ausgeführte StaublanzenkopfVarianten Variante 3 Variante 5

38 PRO INNO II AP 7: Versuchsprogramm I gemessene NO NO für x Emission für unterschiedliche Staublanzenköpfe 100 NOx [100%= Lastpkt 900 o. Vorsatz] Variante 1 Variante Variante Lastpunkt des Brenners [Digits]

39 PRO INNO II AP 7: Versuchsprogramm I erzielte Effekte erzielte Effekte feuerungstechnische Ergebnisse feuerungstechnische Ergebnisse stärkere stärkere interne interne Rezirkulationsströmung im im Bereich Bereich der der Brennermündung Brennermündung längere längere Verweilzeit Verweilzeit des des Staubes Staubes im im Feuerraum Feuerraum Vergrößerung Vergrößerung des des Flammenvolumens Flammenvolumens Symmetrisches, Symmetrisches, weiches weiches Flammenbild Flammenbild Auswirkungen Reduzierung Reduzierung der der NO NO x Emission x Emission Erhöhung Erhöhung der der Ausbrandrate Ausbrandrate Verringerung Verringerung der der Kesselverschmutzung Erhöhung Erhöhung des des Kesselwirkungsgrades Verlängerung Verlängerung der der Kesselreinigungsintervalle

40 Inhalt Das Förderprojekt PRO INNO II Ausgangssituation Zielsetzung Planung Beantragung Bewilligung Arbeitspakete Inhalte und Ergebnisse Ausblick

41 PRO INNO II AP 8: Test Dosierung Verbesserung der der BKSDosierung durch Optimierung des des Schleusenrotors BKS Eintrittstrichter Zellenrotor

42 PRO INNO II AP 9: Versuchsprogramm II CKE 16 Versuchsbrenner am Flammrohrprüfstand CKE 16 Versuchsbrenner am Flammrohrprüfstand Abgas BKS Erdgas Stufenluft Verbrennungsluft

43 PRO INNO II Projektüberwachung Änderungen / Probleme im Projektverlauf Änderungen / Probleme im Projektverlauf verspäteter Projektstart durch rückwirkende Bewilligung verspäteter Projektstart durch rückwirkende Bewilligung zu zu wenig wenig benannte ProjektTeamMitarbeiter Nachnennung Nachnennung von von weiteren weiteren Mitarbeitern Mitarbeitern Zeitverzug im im Projektablauf durch durch Priorität des des Tagesgeschäftes (Auftragsboom (Auftragsboom 2007/2008) 2007/2008) Beantragung Beantragung u. u. Genehmigung Genehmigung einer einer Laufzeitverlängerung Laufzeitverlängerung um um 1 1 Jahr Jahr Nebeneffekt: Neues Produkt Entscheidung Entscheidung für für den den Bau Bau eines eines Versuchsbrenners Versuchsbrenners CKE CKE Entfall Entfall der der geplanten Kundenanlage

44 PRO INNO II Projektüberwachung Vorplanungen Antragserstellung Projektzeitplan Antragsabgabe Antragsprüfung Bewilligung gestreckte Förderung gestreckte Förderung Föderungszeitraum Bearbeitungszeitraum Berichtstermine Gestreckte Förderung I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

45

46 Körting heute Forschung / Entwicklung Untersuchungen an LowNO x Flammen mittels LASERMesstechnik LIFVerfahren (Laserinduzierte Fluoreszenz)

47 PRO INNO II AP 7: Versuchsprogramm I Erreichte NO NO x Reduzierung durch feuerungstechnische Primärmaßnahmen NOx 120 Brennerleistung: 6,5 MW ca. 25 % ca. 30 % 0 15:18 14:28 14:29 14:31 14:32 14:34 14:35 14:37 14:38 14:40 14:42 14:43 14:45 14:46 14:48 14:49 14:51 14:53 14:54 14:56 14:57 14:59 15:00 15:02 15:04 15:05 15:07 15:08 15:10 15:11 15:13 15:15 15:16 NOx [100% = Ausgangszustand] Ausgangszustand Zugabe Zugabe von Stufenluft von Stufenluft Zugabe von Rauchgas Uhrzeit

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