Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel ist die Reduzierung von Fegedampfverlusten bei der thermischen Entgasung von Kesselspeisewasser durch Einsatz von Messtechnik (gel\u00f6ste Gase, Durchsatz, Wasseranalytik) und zugeh\u00f6riger Regeltechnik. Bisher wird das Fegedampfventil empirisch fest eingestellt, wodurch Dampfverluste in H\u00f6he von 0,5 – 1 % der installierten Kesselleistung entstehen. Durch das Verfahren sollen die Verluste um mehr als 90 % verringert werden. Zun\u00e4chst werden die Verluste an unterschiedlichen Praxisanlagen messtechnisch \u00fcberpr\u00fcft.
\nAn einer Pilotanlage wird die erforderliche Technik installiert und optimiert. Die Zuverl\u00e4ssigkeit der Regelung hinsichtlich der Speisewasserqualit\u00e4t wird unter Variation der Einflussparameter nachgewiesen. Das Verfahren wird bis zur Marktreife entwickelt, wobei auch m\u00f6gliche Vereinfachungen realisiert werden sollen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1.\tMesstechnischer Nachweis der Verluste im Istzustand
\nAn verschiedenen Kesselanlagen in der Praxis werden die tats\u00e4chlichen Fegedampfverluste messtechnisch ermittelt und Verh\u00e4ltniszahlen aufgestellt. Die Messung des Istzustandes ist unabdingbar f\u00fcr den Nachweis der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
\n2.\tPlanung der Pilotanlage und Aufbau der Mess- und Regeltechnik
\nDer Auswahl und Dimensionierung der Einzelkomponenten kommt eine erhebliche Bedeutung zu. Bereits bei der Projektierung der Pilotanlage wird auf Anforderungen an eine zuk\u00fcnftige Fertigung R\u00fccksicht genommen.
\n3.\tVersuchsbetrieb an der Pilotanlage
\nDurch umfangreiche Messungen k\u00f6nnen alle Einflussparameter untersucht und die Auswirkungen auf die Speisewasserqualit\u00e4t dokumentiert werden.
\n4.\tVereinfachungen und alternative Techniken
\nWenn eine ausreichende Reproduzierbarkeit erreicht wird, kann die Anlagentechnik dahingehend vereinfacht werden, dass insbesondere auch f\u00fcr kleinere Kesselanlagen eine Wirtschaftlichkeit erzielt wird.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Durch den messtechnischen Nachweis der Dampfverluste im Istzustand an verschiedenen Anlagen konnten einerseits die Literaturangaben gr\u00f6\u00dfenordnungsm\u00e4\u00dfig best\u00e4tigt werden, es zeigte sich jedoch eine sehr breite Streuung der gefundenen Werte. Auch bewegte sich ein Teil der Messergebnisse deutlich au\u00dferhalb des in der Literatur dargestellten Bandes. Die unterschiedlichen Einstellungen h\u00e4ngen ab von den tats\u00e4chlichen Betriebsbedingungen, wie installierte Kesselleistung, Weichwasseranteil bzw. Kondensatr\u00fcckf\u00fchrungsquote, Sauerstoffgehalt des Weichwassers und R\u00fccklauftemperatur des Kondensates. Unabh\u00e4ngig von diesen Parametern wurden deutlich abweichende Dampfvolumenstr\u00f6me ermittelt, die auf eine unsachgem\u00e4\u00dfe Einstellung des Abdampfventils zur\u00fcckzuf\u00fchren sind. Es zeigte sich, dass eine Anlagenbeurteilung aus der Ferne so gut wie ausgeschlossen ist, eine Messung vor Ort ist somit unabdingbar zur Absch\u00e4tzung von Einsparpotenzialen.
\nBeim Aufbau der Pilotanlage und der Mess- und \u00dcberwachungstechnik stellten sich immer wieder Anforderungen an die Ausstattung, die nicht vorhersehbar waren. Auf diese Situationen wurde spontan eingegangen und eine rasche, allgemeinverwendbare L\u00f6sung gesucht. Insgesamt konnte ein Konzept entwickelt werden, welches die Praxistauglichkeit der Oxytherm-Anlage auch f\u00fcr zuk\u00fcnftige Fertigungen sicherstellt. Die Anfangs gestellten Forderungen nach Funktionalit\u00e4t und Klarheit im Aufbau wurden nach einigen Anpassungen in vollem Umfang erreicht.
\nW\u00e4hrend des Versuchsbetriebes der Pilotanlage wurden die unterschiedlichsten Betriebszust\u00e4nde ermittelt und definiert gefahren, wobei stets eine \u00dcberwachung der relevanten Parameter erfolgte. Die Auswirkungen auf das System und insbesondere auf die Qualit\u00e4t des Speisewassers wurden kausal erfasst. Besonders interessant sind die ermittelten Ergebnisse deshalb, da in dieser Richtung bislang auch in der Fachliteratur keinerlei Angaben gemacht werden konnten. Die erforderlichen Parameter zur praxisnahen Fahrweise des Systems konnten ermittelt werden, ebenso konnte die Funktionalit\u00e4t des Systems durch den Betrieb der Pilotanlage nachgewiesen werden. Das prim\u00e4re Ziel – Energieeinsparung bei gleichzeitig konstanter Speisewasserqualit\u00e4t – wurde erreicht.
\nZun\u00e4chst angedachte Ans\u00e4tze zur Vereinfachung der Anlage mussten teilweise aufgegeben werden, da die daraus resultierenden Sicherheitsaufschl\u00e4ge zu einer starken Schm\u00e4lerung der Einsparungsrate gef\u00fchrt h\u00e4tten. Eine Fahrweise des Systems ohne Online-Sauerstoffmessung hingegen ist weiterhin denkbar, die Investitionskosten k\u00f6nnten dadurch deutlich gesenkt werden. Die Schm\u00e4lerung des Einsparpotenzials durch diese Fahrweise wird scheinbar bei kleineren Dampfkesselanlagen gerechtfertigt durch eine insgesamt dennoch k\u00fcrzere Amortisationszeit. Allerdings spricht die Kapitalwertentwicklung zu Gunsten der urspr\u00fcnglichen Anlagenversion mit Sauerstoffmessung. Dennoch soll die Weiterentwicklung in dieser Richtung vorangetrieben werden und ggf. ebenfalls zur Serienreife entwickelt werden.
\nDie durch den Einsatz von Oxytherm erzielbaren Einsparungsraten sind abh\u00e4ngig von den jeweiligen Betriebszust\u00e4nden. Bei ausreichender Entgasung ist jedoch von einer Quote zwischen 70 und 95 % auszugehen. Hochgerechnet auf das bundesdeutsche Potenzial (Dampfkessel der Gruppe IV) k\u00f6nnte durch diese Ma\u00dfnahme der Energiebedarf um rund 22 TWh und somit die CO2-Emission um ca. 0,5 – 1,2 Mio. t\/a gesenkt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Um das Verfahren einer breiten \u00d6ffentlichkeit zu pr\u00e4sentieren, nahm der Patentinhaber an der Auslobung des Bayerischen Energiepreises 2000 teil und wurde von einer Fachjury als einer der Preistr\u00e4ger ausgezeichnet. In entsprechenden Ver\u00f6ffentlichungen von Bayern Innovativ, der Fachpresse und der \u00f6rtlichen Presse wurde auf die Preisverleihung hingewiesen und das Verfahren erl\u00e4utert.
\nZur Pr\u00e4sentation des entwickelten Verfahrens nahm die ESI als Aussteller auf dem Gemeinschaftsstand von Bayern Innovativ bei der ENKON 2000 in N\u00fcrnberg teil. Es konnte ein gro\u00dfes Interesse des Fachpublikums und von potenziellen Anwendern an dem Verfahren festgestellt werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mit Hilfe der F\u00f6rderung durch die DBU ist es in einem Zeitraum von Juli 1999 bis November 2001 gelungen, eine Pilotanlage zu entwickeln und \u00fcber einen l\u00e4ngeren Versuchszeitraum zu betreiben. Die Ergebnisse f\u00fchrten zu einem sicheren Anlagenbetrieb bei einer optimalen Energieeinsparung. Die Erkenntnisse aus der Pilotanlage sind in die Weiterentwicklung des Verfahrens und in das Design des heute marktf\u00e4higen Produktes eingeflossen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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