Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In Bezug auf das Belagsbildungs- und Korrosionspotential von alternativen Brennstoffen wurden bislang haupts\u00e4chlich die stofflichen Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf Schadstoffgehalte, untersucht und Grenzwerte f\u00fcr diese festgelegt. Die Korrosionsneigung ist jedoch, wesentlich von dem Zusammenspiel Anlagenbetriebsweise und Brennstoff abh\u00e4ngig, so dass die Freisetzung der Schadstoffe unterschiedlichen Mechanismen unterliegt, welche f\u00fcr ein tiefergehendes Verst\u00e4ndnis der Korrosion weiter untersucht werden m\u00fcssen.
\nZiel dieses Projektes ist es, ausgehend von den zu ermittelten Zusammenh\u00e4ngen verschiedene Diagno-sem\u00f6glichkeiten (bei Stillstand, im Betrieb, am Brennstoff), eine Bewertung des Belagsbildungs- und Korrosionspotentials von Biomasse-Brennstoffen als schnelle Entscheidungshilfe f\u00fcr den Anlagenbetreiber und den Anlagenplaner vor dem gro\u00dftechnischen Einsatz zu etablieren.
\nDer Nutzen besteht insbesondere darin, dass Korrosionsrisiken bestimmter Brennstoffe in Kombination mit der Anwendung im Vorfeld eingegrenzt und abgesch\u00e4tzt werden k\u00f6nnen. Diese Risikofr\u00fchabsch\u00e4t-zung des Korrosionspotentials beim Einsatz von Biomassebrennstoffen erm\u00f6glicht es Entscheidungen zur Brennstoffauswahl, -aufbereitung und -mischung ebenso, wie die Auswahl und Kombination von pas-siven Schutzma\u00dfnahmen und nicht zuletzt die Feuerf\u00fchrung und die Wahl der Leitgr\u00f6\u00dfen der Feuerungs-leistungsregelung f\u00fcr einen optimal energieeffizienten Betrieb z. B. unter betriebswirtschaftlichen Ge-sichtspunkten zu treffen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenFolgende Arbeitsschritte werden im Projekt durchgef\u00fchrt: Untersuchungen der Brennstoffe im Labor zur Ermittlung der stofflichen Zusammensetzung, Anlagenbegehung und Installation der zus\u00e4tzlichen Mess-technik, Untersuchungen am Batch Reaktor mit der ASP-Methode, Untersuchungen in den gro\u00dftechni-schen Anlagen mit der ASP-Methode, Auswertung der Untersuchungen und Ableitung von Kriterien zur Korrosionsbewertung. Dazu stehen beispielsweise folgenden Verfahren zur Verf\u00fcgung und werden in diesem Projekt eingesetzt und weiterentwickelt: ASP (Asche zu Salz Proportionen); Belagssonde und Belagsmonitor, W\u00e4rmestromsensor, Online-Bilanzierung.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Aus \u00f6kologischer, aber auch aus \u00f6konomischer Sicht ist es erforderlich, eine hohe Energieeffizienz und eine hohe Verf\u00fcgbarkeit der Strom- und W\u00e4rmeerzeugung in Brennstoff befeuerten Kraftwerken zu erzie-len. Vor allem beim Einsatz von Biomassebrennstoffen, Ersatzbrennstoffen und Abf\u00e4llen stehen diesen Zielen die Belagsbildung und das damit verbundene Korrosionspotential dieser Brennstoffe gegen\u00fcber.
\nDas Belagsbildungs- und Korrosionspotential wird zun\u00e4chst bestimmt durch die aus dem Brennstoff freigesetzten festen, fl\u00fcssigen und gasf\u00f6rmigen mineralischen Komponenten, welche sich auf den k\u00e4lteren W\u00e4rme\u00fcbertragungsheizfl\u00e4chen absetzen, damit Bel\u00e4ge bilden und ihre korrosive Wirkung entfalten. F\u00fcr eine Bewertung der korrosiven Wirkung der entstehenden Bel\u00e4ge sind dabei detaillierte Kenntnisse der entsprechenden Vorl\u00e4ufersubstanzen (charakterisiert z.B. durch Form, Gr\u00f6\u00dfe, Aggregatzustand und Chemie der Partikel) von Bedeutung. Im realen Anlagenbetrieb werden die ablaufenden Teilschritte von der Freisetzung korrosiver Substanzen \u00fcber die Ablagerung auf den Rohrw\u00e4nden\/ Rohren bis hin zur Abzehrung der Rohre der W\u00e4rme\u00fcbertrager durch eine Vielzahl von Parametern beeinflusst.
\nEine M\u00f6glichkeit diese freigesetzten mineralischen Substanzen in Abh\u00e4ngigkeit von Konzentration und Temperatur entlang des Abgaswegs sichtbar zu machen und zu beurteilen, ist die von den Autoren ent-wickelte Methode der Partikelgitternetzsonde.
\nZur Entnahme der mineralischen Substanz im Abgas wird ein K\u00f6pertressengewebe als Substrat genutzt. Dieses Gewebe, bezeichnet als Partikelgitternetz, ist gleichzeitig Probentr\u00e4ger bei der Analyse der abge-lagerten Bestandteile mit Hilfe von Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Energiedispersiver R\u00f6ntgen-spektroskopie (EDX), d.h. die Ablagerungen auf dem Gewebe k\u00f6nnen, so wie sie entnommen wurden, sichtbar gemacht werden. Direkt ablesen lassen sich auf der belegten Partikelgitternetzsonde grundle-gende Partikeleigenschaften wie Gr\u00f6\u00dfe und Grundform. Durch Punkt- und Fl\u00e4chenmessungen mit Hilfe von REM-EDX k\u00f6nnen chemische Analysen einzelner Partikel und Partikel-Ansammlungen durchgef\u00fchrt werden und damit die elementare Zusammensetzung der Partikel direkt bestimmt werden.
\nDiese Partikelgitternetzsonde ist sowohl in gro\u00dftechnischen Anlagen zur Diagnose im Betrieb einsetzbar als auch in Technikumsanlagen zur Diagnose am Brennstoff. <\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse des Projektes wurden auf der 5.+ 6. Freiberger Korrosionstagung (20.-21.10.11 \/ 19.-20.09.13), dem Flammentag in Duisburg (11.-12.09.13), und dem Kraftwerkstechnischen Kolloquium in Dresden (15.-16.10.13) und) vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die, mit Hilfe der Partikelgitternetzsonde, m\u00f6glichen Aussagen zu den freigesetzten mineralischen Be-standteilen eines Brennstoffes stehen im Zusammenhang mit der Bildung und der Struktur von Ablage-rungen und damit auch im Zusammenhang zur weiteren Belags-Charakterisierung und den gegebenen-falls stattfindenden Korrosionserscheinungen. Somit eignet sich der Einsatz der Partikelgitternetzsonde im Batch-Reaktor (als Vertreter der Technikumsanlagen) insbesondere, um brennstoffspezifische Aus-sagen hinsichtlich des Belagsbildungs- und Korrosionspotentials zu treffen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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