Korrosionsbeständige Wärmetauscher in MVA s Eine rentable Investition zur Steigerung der Energieeffizienz ; Dipl.-Ing. Mariusz Maciejewski

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1 Korrosionsbeständige Wärmetauscher in MVA s Eine rentable Investition zur Steigerung der Energieeffizienz ; Dipl.-Ing. Mariusz Maciejewski

2 Wallstein Gruppe - Start in Umsatz im Jahr 2014 ca. 27 Mio. EUR (inkl. WTT China) - > 180 Mitarbeiter zum Jahresende Wallstein Saudi Arab Oger Ltd. / KSA Wallstein Thermal Technology Manufacturing Ltd Wallstein Thermal Technology Ltd. / China Wallstein Apparate und Anlagenbau GmbH Wallstein Service GmbH Wallstein Ingenieur GmbH 02

3 Leistungsprofil der Wallstein Gruppe Wallstein Ingenieur GmbH Wallstein Service GmbH Wallstein Apparateund Anlagenbau GmbH 03

4 Abfallverbrennungsanlagen im Spannungsfeld der Energiewende Ca. 116 Abfallverbrennungsanlagen in Deutschland konkurrieren um die anfallenden Abfallmengen Erlöse einer MVA setzen sich zusammen aus: Behandlungsgebühr für Abfall Strom Wärme Behandlungsgebühr für Abfall sinkt (./. 50% in letzten 10 Jahren) Stromerlöse sinken Wärmeerlöse als einziger Ausweg (Fernwärme, Industriewärme) Positives Klima rundum Fernwärme: Klimaschutz, CO 2 Fußabdruck 04

5 Agenda 01 Wärmeauskopplung vor einem Sprühabsorber 02 Wärmeverschiebung um den Wäscher 03 Gas/Gas Wärmetauscher um den Wäscher 1 04 Economiser hinter SCR- Prozess 05 Wärmerückgewinnung in einem Kohlekraftwerk 06 Fazit 05

6 01 Wärmeauskopplung vor einem Sprühabsorber - Prinzipschema Nm³/h 220 C E-Filter 150 C 160 C 120 C Fernwärme 2-3 MW Sprühabsorber 06

7 01 Wärmeauskopplung vor einem Sprühabsorber Anwendungsbeispiel AWG Wuppertal Parameter Einheit Min Nom Max Temperatur Eintritt max C Temperatur Eintritt mittel C Temperatur Austritt * C Rohgasvolumen Nm³/h HCl Konzentration mg/nm³ max SO2 Konzentration mg/nm³ max RG Feuchte % Staub mg/nm³ 20 Ausgekoppelte Wärme kw

8 01 Wärmeauskopplung vor einem Sprühabsorber Ausführung am Beispiel AWG Wuppertal 08

9 01 Wärmerückgewinnung vor dem Sprühabsorber Resultate am Beispiel AWG Wuppertal Nutzung der thermischen Energie der Rauchgase im Fernwärmenetz Dadurch Einspeisung von 2..3 MWth ins Fernwärmenetz Reduzierung der Dampfentnahme aus der Turbine mit dem Resultat durchschnittlich 500 kw elektrischer Energie mehr zu erzeugen. Reduzierung der Wassermenge im Sprühabsorber Amortisierung über zusätzliche Einnahmen aus dem Stromverkauf Erhöhung des R1- Faktors 09

10 02 Wärmeverschiebung um den Wäscher Nm³/h Dampfheizer 280 C 162 C E-Filter 202 C 150 C 1,7 MW 130 C 54 C Naßwäsche 010

11 02 Wärmeverschiebung um den Wäscher Anwendungsbeispiel: Industriemüllverbrennung in der Schweiz Parameter Einheit Nom Max Temperatur hinter E-Filter C Temperatur Austritt RGK C 202 Rohgasvolumen Nm³/h HCl Konzentration mg/nm³ <7.000 SO2 Konzentration mg/nm³ RG Feuchte % 8 14 Staub mg/nm³ Temperatur hinter Wäscher C 54 Temperatur vor Kamin C 130 Reingasvolumen Nm³/h Wassertemperaturen C 162 / 150 Ausgekoppelte Wärme kw

12 02 Wärmeverschiebung um den Wäscher Ausführung am Beispiel einer Industriemüllverbrennung in der Schweiz 012

13 02 Wärmeverschiebung um den Wäscher Resultate am Beispiel einer Industriemüllverbrennung in der Schweiz Umbau im Bestand während eines planmäßigen, 8-tägigen Stillstands Nutzung der thermischen Energie der Rauchgase ersetzt die Dampfaufheizung Dadurch Einspeisung von zusätzlichen 1,7 MWth ins Dampfnetz Amortisierung über zusätzliche Erlöse aus dem Dampfverkauf 013

14 03 Gas/Gas- Wärmetauscher um den Wäscher Nm³/h 170 C E-Filter 3 MW 59 C 120 C 106 C Naßwäsche 014

15 03 Gas/Gas- Wärmetauscher um den Wäscher Anwendungsbeispiel: MVA in Skandinavien Parameter Einheit Nom Max Eintrittstemperatur GaGaVo C Austrittstemperatur GaGaVo C Rohgasvolumen Nm³/h HCl Konzentration mg/nm³ SO2 Konzentration mg/nm³ RG Feuchte % 16,5 16,5 Staub mg/nm³ Temperatur hinter Wäscher C Temperatur vor Kamin C Reingasvolumen Nm³/h Ausgekoppelte Wärme kw

16 03 Gas/Gas Wärmetauscher aus AlWaFlon - Konstruktion am Beispiel einer MVA in Skandinavien WT- Fläche m² Anzahl der Wege 3 x um die Rohre Abmessungen x x 3.000mm Rohre St.; Ø 52 x 1 mm Rohrausführung AlWaFlon Rohranordnung vertikal Rohrlänge mm Gewicht kg 016

17 03 Eigenschaften von AlWaFlon AlWaFlon ist ein modifiziertes PTFE (Teflon) korrosionsbeständig gegen Säuren ideal für Anwendungen unterhalb des Säuretaupunkts temperaturbeständig bis 225 C antiadhesive Oberfläche, daher leicht zu reinigen hohe Lebensdauer leicht zu verarbeiten einfach schweißbar 017

18 03 Gas/Gas Wärmetauscher um den Wäscher Resultate am Beispiel einer MVA in Skandinavien Austausch des Wärmetauschers war aufgrund erhöhter Rauchgasmenge notwendig Keine Ausfallzeiten, Austausch während eines planmäßigen Stillstands Garantiewerte problemlos erreicht Gas/Gas WT ermöglicht weiterhin zusätzliche Erzeugung von ca. 700 kw elektrischer Energie, da keine externe Wiederaufheizung nötig. 018

19 04 Economiser hinter SCR- Prozess 170 C DeNOx Nm³/h 180 C 138 C 112 C Kondensatvorwärmung 1,5 MW 140 C 019

20 04 Economiser hinter SCR- Prozess Anwendungsbeispiel MVA Weisweiler Parameter Einheit Min Nom Max Temperatur hinter DeNOx C Temperatur Austritt Economizer C Rohgasvolumen Nm³/h HCl Konzentration mg/nm³ 10 SO2 Konzentration mg/nm³ 20 RG Feuchte % 21,81 17,22 18,17 Staub mg/nm³ 10 Kondensattemperatur Eintritt C Kondensattemperatur Austritt C Kondensatvolumen Nm³/h Ausgekoppelte Wärme kw ; Dipl.-Ing. Mariusz Maciejewski 020

21 04 Economiser hinter SCR- Prozess Resultate am Beispiel MVA Weisweiler Wärmeauskopplung pro Linie ca. 1,54 MWth, gesamt ca. 4,6 MWth Reduzierung der Dampfentnahme aus der Turbine mit dem Resultat durchschnittlich 1000 kw elektrischer Energie mehr zu erzeugen. Amortisierung über zusätzliche Einnahmen aus dem Stromverkauf Erhöhung des R1- Faktors 021

22 05 Wärmerückgewinnung in einem Kohlekraftwerk 022

23 05 Wärmerückgewinnung in einem Braukohlekraftwerk - Ausführung 023

24 05 Wärmerückgewinnung in einem Braukohlekraftwerk Resultate am Beispiel Blocks 14 in Belchatow /PL Abkühlung von kg/h Abgase von 176 C auf 125 C Erwärmung des Turbinenkondensats von 81 C auf 121 C Erhöhung des Wirkungsgrads des Blocks von 41,4% auf 42% resultiert in der Reduzierung des CO 2 - Ausstoßes um ca t p.a. oder Leistungserhöhung von 832 MW auf 845 MW 024

25 Agenda 01 Wärmeauskopplung vor einem Sprühabsorber 02 Wärmerückgewinnung vor dem Wäscher 03 Gas/Gas Wärmetauscher um den Wäscher 1 04 Economiser hinter SCR- Prozess 05 Wärmerückgewinnung in einem Kohlekraftwerk 06 Fazit 025

26 06 Korrosionsbeständige Wärmetauscher in MVA s Eine rentable Investition zur Steigerung der Energieeffizienz Effizienzsteigerung ist der Schlüssel zur Verbesserung der Rentabilität der MVA Korrosionsbeständige Wärmetauscher bieten vielfältige Möglichkeiten der Effizienzsteigerung von MVA s Viele Freiheitsgrade zur Anordnung von korrosionsbeständigen Wärmetauscher im Rauchgasweg Erhöhung des realen Wirkungsgrades durch erweiterte Abgaswärmenutzung Die meisten Umbaumaßnahmen können während der planmäßigen Stillstände realisiert werden Amortisierung über zusätzliche Einnahmen aus dem Energieverkauf Die Amortisierungszeit hängt von den aktuellen Energiepreisen ab. Die Erhöhung des R1- Faktors als positiver Nebeneffekt 026

27 Korrosionsbeständige Wärmetauscher in MVA s Eine rentable Investition zur Steigerung der Energieeffizienz Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Wallstein Ingenieur GmbH Dipl.-Ing. Mariusz Maciejewski Tel:

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