Magnon Green Energy betreibt unter anderem in Spanien drei Anlagen für erneuerbare Energien in Huelva/Spanien zur Verbrennung von Biomasse und zur Erzeugung von elektrischer Energie. Die älteste der Anlagen, die HU-1, litt unter Verstopfungsproblemen insbesondere im Verdampferbündel. Seit der Installation des Shock Pulse Generators (SGP) vor etwa drei Jahren wurden diese behoben.
Erneuerbare Energien mit Biomasse haben in Spanien ein enormes Entwicklungspotenzial. Magnon Green Energy, der Geschäftsbereich für erneuerbare Energien von Ence (Energia & Celulosa), ist das grösste Unternehmen in Spanien, das sich der Nachhaltigkeit verpflichtet hat und Biomasse für den Umweltschutz einsetzt. Das Unternehmen ist in mehreren Regionen Spaniens tätig. In Huelva betreibt es drei Produktionseinheiten zur Erzeugung von 137 MW elektrischer Energie aus forst- und landwirtschaftlicher Biomasse.
Die als erste gebaute Anlage mit einer elektrischen Leistung von 41 MW (genannt HU-1) befindet sich auf dem Gelände der ehemaligen Zellstofffabrik. Danach wurden zwei weitere Anlagen in 2012 (50 MW, genannt HU-2) und in 2019 (46 MW, genannt HU-3) in diesem Areal in Betrieb genommen.
Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen Dank der Bewirtschaftung von Waldflächen
Nach der Entladung vom LKW und einer Zerkleinerung wird die Biomasse, welche hauptsächlich aus Eukalyptus- und Kiefernholz besteht, über Förderbänder weiterbefördert, bis sie in einem der zwei-tage Lagersilos ankommt. Der Betreiber verwendet kein Rundholz mit einem Durchmesser von mehr als 10 cm als Brennstoff, es sei denn, es wird ausschliesslich für die energetische Nutzung verwendet, respektive stamm von invasiven Arten, oder wurde von der zuständigen Behörde ausdrücklich zugelassen.
Die entsprechend dimensionierte Biomasse wird über Schnecken und einen Aufgabetrichter in den Feuerraum des Kessels geleitet und fällt auf das Wirbelbett, wo die Verbrennung stattfindet. Die Fluidisierung wird durch Düsen im unteren Teil des Ofens erreicht, welche die Primärluft einblasen, die folglich eine Suspension des Sandes bewirkt. Diese Primärluft deckt 35 bis 40 Prozent des für die Verbrennung benötigten Sauerstoffs ab, weshalb mehr Luft (Sekundär- und Tertiärluft) in den Ofen eingeblasen wird, um eine vollständige Verbrennung zu erreichen.
Nach dem Kessel durchquert das Rauchgas zwei Flugascheabscheider zur Beseitigung von Schwebstoffen, bevor es durch das Saugzuggebläse in den Kamin geleitet wird.
Ca. 100 t/h Speisewasser werden mittels den Speisepumpen durch 3 Economizer in die obere Dampftrommel gepumpt. Alle Feuerraumwände und das doppel-trommel Verdampferbündel (oft als «Kesselbank» bezeichnet) arbeiten im Naturumlauf. In der oberen Trommel wird der Sattdampf getrennt, um seine Energie in den Überhitzern zu erhöhen. Nach zwei Überhitzungsstufen wird der Frischdampf mit einer Temperatur von 480 ºC und einem Druck von 68 bar gewonnen, der zur Stromerzeugung in eine Turbine geleitet wird.
Wie hält der SPG den Verdampfer sauber
In Richtung des Rauchgasstroms sind die Überhitzer die ersten Heizflächen. Sie werden durch dampfbetriebene Russbläser gereinigt, die Teil der ursprünglichen Konstruktion der Kesselreinigungsanlagen des HU-1 sind. Der Verdampfer mit zwei Trommeln war ebenfalls mit Russbläsern ausgestattet, aber die Reinigungswirkung war nicht ausreichend. Aufgrund des engen Durchgangsraums zwischen den Verdampferrohren neigt die Asche dazu, sich abzusetzen und den Rauchgasdurchgang zu verstopfen. Im November 2019 beschloss der Betreiber, ein SPG des Typs EG10XL zu installieren, um die Effizienz der Reinigung zu untersuchen. Der Einbauortort wurde so gewählt, wo die am stärksten konzentrierte Flugasche mit dem Rauchgas in das Verdampferbündel eingetragen wird. Dieser hat sich bewährt. Die Shock Pulse Frequenz wurde auf 45 Minuten zwischen den Schock Pulsen (SP) eingestellt.
Der Betreiber kümmert sich selbst um die Anlage und führt die regelmässige Wartung durch. In den knapp drei Jahren seines Betriebs wurden etwa 20.000 Schock Pulse eingeleitet. Die ersten grösseren Wartungsarbeiten wurden von Explosion Power im Mai 2022 durchgeführt.
Der Betreiber ist zufrieden mit der Reinigungswirkung und der Zuverlässigkeit des SPG, der die Zwischenräume der Verdampferrohre auch in den für die Russbläser nicht zugänglichen Bereichen frei von Ablagerungen hält und vor allem keine Schäden an den Rohren verursacht. Der Beweis dafür ist die relativ konstante Rauchgastemperatur hinter dem Verdampfer von ca. 440 °C (orange Kurve).
Grössere Wartungsarbeiten, die von Explosion Power durchgeführt wurden
Im Mai 2022 führte Explosion Power grössere Wartungsarbeiten gemäss dem Wartungsplan durch. Wartungsarbeiten an SPGs können problemlos bei laufendem Kesselbetrieb durchgeführt werden. Der SPG wird vom Kessel abgekoppelt und die Öffnung am Auslaufstutzen gegen den Unterdruck des Kessels abgedichtet. Die Hauptarbeiten an der SPG umfassen der Austausch von Verschleissteilen wie Dichtungen, die während dem Schock Pulse kurzzeitig hohen Temperaturen ausgesetzt sind, und die Überprüfung von Ersatzteilen. Die Verschleissteile werden ausgetauscht und die Ersatzteile überprüft. An den meisten Standorten werden die Wartungsarbeiten direkt am Aufstellungsort der SPG durchgeführt. Einige wenige Betreiber entscheiden sich dafür, die Wartungsarbeiten in der Werkstatt durchzuführen. Nach dem Wiedereinbau wird das SPG wieder an den Kessel angeschlossen und gründlich auf Dichtheit und korrekte Funktion der Steuerung überprüft. Diese Arbeiten wurden innerhalb eines Tages durchgeführt.
Ergebnis eines Gesprächs mit dem Betreiber
Bei einer Diskussion mit dem Betreiber stellte sich heraus, dass er es vorziehen würde, zusätzliche SPGs zwischen dem Verdampferbündel anzubringen, wo sich derzeit die Russbläser befinden. Auch andere Bereiche, in denen die SPGs die Effizienz weiter steigern würden, wurden diskutiert. Solche Entscheidungen wurden jedoch noch nicht getroffen, da HU-1 die älteste Anlage am Standort ist und noch nicht bekannt ist, wie lange die Anlage noch in Betrieb verbleibt.
