Martin H. Zwiellehner

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1 Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten M zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung Martin H. Zwiellehner SAR GmbH Prozess- u. Umwelttechnik Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 1

2 Liefer- u. Leistungsumfang, Motivation Beratung, Gutachten Prozessplanung & Engineering Auswahl, Lieferung und Montage der E-MSRE MSR-Geräte Hydraulikanlagen, Rosthydraulik Elektroplanung, Schaltschrankbau Prozessleittechnik Montage & Inbetriebnahme Schulung, Service, Fernwartung Feuerungs(um)bau und -optimierung, Feuerungsleistungsregelung für f r MVA Unsere Erfahrung: Thema Kesselkorrosion ist unter den Betreibern sehr präsent! Warum? Weil jeder Kesselschaden eine teure Angelegenheit ist! Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 2

3 Problem: Wie kann man die Korrosion messen? Wiederkehrende Schichtdickenmessung an exponierten Stellen im Kessel und chem. Belagsanalysen sind Stand der Technik. Quelle: Fa. Corrmoran GmbH... dann ist es zu spät! Relativ neu hingegen ist die Möglichkeit M zur online- Korrosionsmessung. Online-Korrosionsmesung mittels Korrosionssonde. Methodik ist nicht (mehr) in der wissenschaftlichen Experimentalphase, praxistauglich und am Markt etabliert. Nach eingehender Evaluierung an mehreren MV-Anlagen für f r tauglich befunden. Bewusst wird das Messprinzip nicht hinterfragt oder in Frage gestellt obliegt der Wissenschaft! Für r die vorliegende Untersuchung stand der Praxisbezug im Vordergrund! Das gemessene Korrosionssignal wird wie ein normaler Messwert behandelt. Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 3

4 Frage- und Aufgabenstellung Sekundärma rmaßnahmen Additive, Chlor-Out, S-Pellets S etc. Kann eine Kesselkorrosion mit Primärma rmaßnahmen (positiv) beeinflusst werden? Primärma rmaßnahmen Verfahrenstechnische Primärma rmaßnahmen Feuerraumgeometrie Verbrennungsrost Verbrennungsluft konstruktive Primärma rmaßnahmen Betriebliche Primärma rmaßnahmen Konditionierung / Homogenisierung des Brennstoffs Regelbarkeit der Stellglieder (Feuerleistungsregelung) Aufgabenstellung und Zielsetzung: Identifizierung von geeigneten(!) Müllverbrennungsanlagen, M Durchführung hrung von Versuchskampagnen, Auswertung der Betriebsdaten, Identifikation von relevanten Fahrweisen/Betriebszuständen. nden. Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 4

5 Messprinzip und Einbauort Verwendung eines Potentiostaten als Gleichspannungsquelle und als a Amperemeter zur Strommessung. Hauptanwendung von Potentiostaten sind die Charakterisierung von n ionenleitenden Festkörpern (Elektroden). Spannung an Arbeits- und Gegenelektrode Messung I als f(u). Berechnung Korrosionsleitwert (KLW) aus U und I; KLW ~ Abzehrrate [mm]. Auskopplung eines Analogsignales und Einlesen in das zentrale Prozessleitsystem P (Zeitstempel). Quelle: Fa. Corrmoran GmbH Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 5

6 Durchgeführte hrte Versuche an verschiedenen MVA (Auszug) Laständerungen (Dampfleistung). Primärluftumverteilung rluftumverteilung innerhalb der Primärluftzonen rluftzonen ( langes( Feuer, kurzes Feuer). Erhöhung hung Primärluft, rluft, Erhöhung hung Sekundärluft, Umverteilung Primärluft rluft Sekundärluft. Zonenselektive Variation der Rostgeschwindigkeiten und von Pausenzeiten ( dünnes( MüllbettM llbett, dickes MüllbettM llbett ). Variation der Hublänge der Beschickung ( kleinere( Portionen ). Variation der Rauchgasmenge (O 2 -Überschuss). Erhöhung hung Menge Rezirkulationsgas. Rußblasen mit / ohne Lastabsenkung, Nassabreinigung. Unterschiedliche Sondenpositionierung (Strömungsgeschwindigkeit). Exkurs: Warum der Aufwand? Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 6

7 Versuch: Laständerungen Rauchgastemp. Ende 2. Zug Korrosionssignal gemessen Dampfmassenstrom (Soll- + Istwert) 14 Tage Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 7

8 Versuch: Variation der Rostgeschwindigkeiten Dampfmassenstrom Rostgeschwindigkeiten Zone 1+2 Korrosionssignal gemessen 13 Tage Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 8

9 Versuch: Reduktion der Rostgeschwindigkeiten Dampfmassenstrom Rostgeschwindigkeiten Zone 1+2 Korrosionssignal gemessen 7 Tage Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 9

10 Versuch: Variation der Primärluft rluft in der Hauptverbrennungszone Korrosionssignal gemessen Dampfmassenstrom Primärluftmenge Zone 3 mind. Kühlluftmenge 2 Tage Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 10

11 Versuch: Erhöhung hung der Rezirkulationsgasmenge Korrosionssignal gemessen Dampfmassenstrom Feuerraumtemp. Kesseldecke Menge Rezirkulationsgas 6 Tage Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 11

12 Einfluss der Strömungsgeschwindigkeit Positionierung von 2 Korrosionsmess-Sonden im 2. Zug einer MVA Sonde 1 Sonde 2 14 Tage Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 12

13 Einfluss der Strömungsgeschwindigkeit Sonde 2 Sonde 1 Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 13

14 Zusammenfassung Einflüsse auf die Korrosion (Stand der Wissenschaft): Rohrwandtemperatur: Rauchgastemperatur: Strömungsgeschwindigkeit: Konstruktives Merkmal der Anlage; nach konstruktiver Fertigstellung der nicht mehr beeinflussbar. Durch Primärma rmaßnahmen nur bedingt beeinflussbar. Maximal möglich m ist ein guter Kompromiss. Rauchgaszusammensetzung / Partikel: (Noch) nicht durch Primärma rmaßnahmen beeinflussbar. : konnte durch den Einsatz der Korrosionsmessung im Rahmen der vorgestellten Versuche nachgewiesen werden. : konnte durch den Einsatz der Korrosionsmessung im Rahmen der vorgestellten Versuche nicht nachgewiesen werden. Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 14

15 Ausblick Aktuelles Projekt (z.z. in Umbau- bzw. Inbetriebnahmephase): MVA, Haus- und Gewerbemüll, Vorschubrost, 90 t/h bei 40 bar und 400 C Korrosionsmessungen mit Sonde K m D O 2 neue Rosthydraulik- Ansteuerung mit umfangreichen Möglichkeiten zur Fahrweise der Rostzonen + Beschickung IR-Strahlungspyrometer T FR IR-Feuerraumkamera zur Detektion und Regelung der SAR- Feuerungsregelung neu T Br FL System zur videobildbasierten Feuerlage- und Feuerlängenregelung Brennbetttemperaturen Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 15

16 Vielen Dank für f r Ihre Aufmerksamkeit! Gerne können k wir die Diskussion fortsetzen in der Halle 7 am Stand D24! Evaluierung der betrieblichen Möglichkeiten zur Einflussnahme auf eine gemessene Korrosionsrate in Anlagen zur therm. Abfallbehandlung waste to energy, Bremen, 2011 M. Zwiellehner, SAR Prozess- u. Umwelttechnik 16