Die KVA Buchs (gehörend zu VfA - Verein für Abfallbeseitigung) feiert im Jahre 2021 das sechzigste Firmenjubiläum seit ihrer Gründung. Vom ursprünglichen Konzept der Abfallbeseitigung ist wenig übriggeblieben.
In der Abreinigung von Russ und Flugasche aus den Feuerungsanlagen hat sich in der Geschichte vieles verändert. Während die Vorfahren vorwiegend mit dem Russ im Rauchgas zu kämpfen hatten, sind die gegenwärtigen Feuerungsanlagen dank der geregelten Feuerung vorwiegend mit der Flugasche im Rauchgas konfrontiert. Der «Russ» welcher aus ungenügender Verbrennung stamme, kennt die moderne Verbrennungstechnologie nicht, denn dieser organische Kohlenstoffanteil wird bis zum anorganischen Rückstand, nämlich bis zu der Flugasche ausgebrannt.
Eine Abfallverbrennungsanlage nutzt die im Abfall enthaltene Energie zur Dampfproduktion, welche wiederum vorteilhafterweise in elektrische Energie umgewandelt wird. Abfall ist der alleinige Brennstoff zur Energiegewinnung. Aufgrund technologischer Randbedingungen kann nur etwa 85% der enthaltenen thermischen Energie genutzt werden. Die elektrisch betriebenen Aggregate konsumieren etwa 2.5 bis 4% der bis zu 35% erzeugten elektrischen Energie. Der Rest wird ins Netz eingespeist. Abdampf, welcher nach der Turbine verbleibt, kann vorteilhaft zu Heizzwecken im Fernwärmenetz genutzt werden. Dort, wo ein solches Netz nicht vorhanden ist, muss der Abdampf in einem Kondensator zu Wasser kondensiert werden, um wiederum dem Dampfkessel zuzuführen.
Swiss Krono - ein erfolgreicher Hersteller von MFB Platten und OSB Platten - verarbeitet ausschliesslich natürliche Rohstoffe, die aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern stammen. Zur energetischen Verwertung diverser Produktionsabfälle, Stäube und Rinden wurde 2002 eine Biomasseverbrennungsanlage in Betrieb genommen. Flugascheablagerungen am gitterähnlichen Abgasübertritt zwischen dem ersten und dem zweiten Kesselzug (benannt Gardine) haben über viele Jahre Probleme mit der Beeinträchtigung des Abgasdurchtritts verursacht. Erst durch den Einsatz eines Shock Pulse Generators (SPG’s) für eine automatische Onlinereinigung wurden die Betriebserschwernisse beseitigt und die Anlage arbeitet seit Jahren zur Zufriedenheit des Betreibers.
Bei jeder Verbrennung organischer Stoffe entstehen Partikel, welche mit dem Abgas ausgetragen werden. Diese Partikel, genannt Flugasche, fliegen mit dem Abgas durch den Kessel und setzen sich an den inneren Kesselwänden und den Wärmetauscher-Rohren des Kessels ab. Dadurch kommt es zur Minderung der Wärmeübertragung. Mittels diverser Reinigungsverfahren werden diese Verschmutzungen abgetragen. Im Folgenden wird auf die wichtigsten automatischen Online-Reinigungsverfahren eingegangen.
Hohe Flugaschefracht im Rauchgas von Müll- und Biomasse-Verbrennungskesseln verursacht Ablagerungen an den Berührungsheizflächen. Zur Erhaltung der Kesseleffizienz und zur Einhaltung der erforderlichen Temperaturen nachgeschalteter Anlagenteile müssen die Rohrbündel periodisch gereinigt werden. Um möglichst konstante Bedingungen zu erreichen sowie aus Sicherheitsgründen sollte die Reinigung während des Betriebes online und ohne jeglichen Personeneingriff in den Kessel durchgeführt werden. Die angewendeten Reinigungsverfahren sind im Folgenden beschrieben.
Jährlich werden im Biomassekessel KOGEBAN in Nesle (FR) 260 kt naturbelassenes Holz zu erneuerbarem Strom (16 MWel) und Prozesswärme- (27-38 MWth) und kälte (2.8 MW) umgewandelt. Die Besitzergesellschaft AKUO Energy und die Betreiberin CNIM EB leisten dadurch seit Ende 2013 einen Beitrag zur Reduktion der CO2 Emissionen der lokalen Industrie. Seit einem halben Jahr weist die Anlage ein weiteres Highlight auf: die erste Rippenrohr-ECO-Reinigung mit Shock Pulse Generatoren in einem Biomassekessel.
Cokenergy LLC (USA) ersetzt bis Ende 2019 sämtliche ursprünglich installierten Russbläser durch SPGs, um die Wärmerückgewinnungs-Dampfgeneratoren (HRSG) für alle 16 Koksbatterien zu reinigen. Entschieden wurde dies nach einer erfolgreich bestandenen 6-monatigen Probebetriebsphase, in der sowohl die Glatt- als auch die Rippenrohre zur Zufriedenheit gereinigt wurden.
Aufgrund der guten Erfahrungen mit den Shock-Pulse-Generatoren zur Kesselreinigung in der inzwischen stillgelegten Müllverbrennungsanlage Real Luzern/CH hat der Betreiber für die Neuanlage Renergia Perlen wieder die SPGs der Explosion Power GmbH zur Abreinigung der ersten drei Kesselzüge eingebaut, wo diese seit 2015 zur vollen Zufriedenheit im Einsatz stehen.
Im Feuerraum eines Müllverbrennungskessels herrscht eine korrosive Atmosphäre und die Temperaturen erreichen bis zu 1‘400°C. Es ist naheliegend, dass die Kesselwände entsprechend geschützt werden müssen.
Die Explosion Power GmbH installierte 4 TwinL SPGs in einem überkritischen kohlestaubbefeuertem Kessel mit einer Leistung von 660 MWel, die erfolgreich zur Unterstützung der Kesselreinigung und zur Einhaltung der erforderlichen Rauchgasaustrittstemperatur innerhalb der Auslegungsvorschriften (Eingang zu SCR-Katalysatorelementen) eingesetzt werden. Für die nächste Phase plant der thailändische Energieproduzent die Installation von…
Abbildung 3: Shock Pulse Generator, Twin Baureihe, installiert in der Abfallverbrennungsanlage an der Josefstrasse in Zürich