Körting realisiert Oxyfuel Verbrennungsversuchsanlage für die BTU Cottbus

Die Körting Hannover AG realisierte eine Versuchsanlage zur Verbrennung von fossilen Festbrennstoffen an der Brandenburg Technische Universität Cottbus (BTU), Lehrstuhl Kraftwerkstechnik. Auftraggeber ist das Centrum für Energietechnologie Brandenburg GmbH (CEBra).

Diese Anlage kann fossile Festbrennstoffe in folgenden Varianten verbrennen: mit Luft als Sauerstoffträger, mit Luft als Sauerstoffträger und Rauchgasrezirkulation und mit Rauchgasrezirkulation im Oxyfuel-Betrieb“, erklärt Marco Meyer, Projektleiter bei der Körting Hannover AG. In Zusammenarbeit mit CEBra und der BTU Cottbus wurde die Versuchsanlage geplant. Körting fertigte und lieferte dann die Hauptausrüstung.

Ab März 2011 wurde die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierte Verbrennungsversuchsanlage mit der Bezeichnung VVS400 schrittweise in Betrieb gesetzt.

Ausschlaggebend für die Auftragsvergabe an Körting war, neben der hohen Kompetenz im Bereich Feuerungstechnik und dem überzeugenden Konzept, die praktische Vorstellung des hauseigenen neuen Brennerversuchsstandes“, so die Pressestelle der BTU Cottbus.

Die VVS400-Anlage dient nun, nach Abschluss der Erprobungs- und Optimierungsphase, den For-schungsarbeiten der BTU bei der Verbrennung von Braunkohlestaub (BKS), vorrangig unter Oxyfuel-Atmosphäre, unter anderem für:

  • Untersuchungen am veränderten Abbrand- und Verbrennungsverhalten von Braunkohlestäuben im Vergleich zu bisherigen theoretischen Verbrennungsrechnungen und -modellen.
  • Untersuchungen des Einflusses der geändertenRauchgasatmosphären auf das Korrosionsverhalten der Werkstoffe, insbesondere der Brennkammer (Kessel) sowie nachgeschalteter rauchgasseitiger Systemkomponenten und verbindender Rohrleitungen.
  • Modellierungen von Daten für die Beschreibung von Strömungs- und Wärmeübergangsprozessen in realen Großkesselanlagen. Durch die Ermittlung von Temperaturprofilen, Rauchgaszusammensetzungen, Strömungsprofilen und Abstahlungs­intensitäten werden die erarbeiteten Modellierungsansätze validiert.
  • Untersuchungen des Einflusses unterschiedlicherBrennergeometrien auf eine NOx-arme Fahrweise und Optimierung der Feuerung.
  • Untersuchungen zur direkten Zündung von BKS ohne Einsatz eines zweiten Brennstoffes.

Beim Oxyfuel-Betrieb der VVS400-Anlage wird der Brennstoff Braunkohlestaub – im Gegensatz zur herkömmlichen Verbrennung mit Luft – jetzt mit reinem Sauerstoff verbrannt“, sagt Michael Branzke, der bei Körting zuständig war für die Abwicklung des Projekts. „Dies findet unter Einmischung von rückgeführtem Rauchgas, also Rauchgas­-Rezirkulation zwecks Beeinflussung der Flamme und Flammentemperatur statt.“ Ein Teilstrom des bei der Verbrennung entstehenden Rauchgases wird dem Brenner-/Kesselsystem dann wieder zugeführt.

Als Brenner ist in der Anlage ein modifizierte CK-Körting-Brenner eingesetzt, der primär für die Staubverbrennung von BKS im Leistungsbereich bis 400 kW thermische Feuerungsleistung entwickelt wurde. „Bei der Konzeption des Brennersystems wurde hoher Wert auf einen modularen, vielseitigen und leichten Umbau mit Variationsmöglichkeiten gelegt“, berichtet Michael Branzke. Im BKS-Betrieb wird der Brenner über einen Tauchscheiben-Dosierer mit Fluidisierboden mit BKS versorgt. Im CK-Brennersystem können auch gasförmige Brennstoffe mit Erdgasqualität H eingesetzt werden. Der Gas-Betrieb ist vor allem für Zündungs- und Auf-/Abheizphasen erforderlich. Die über den Brenner entbundene Feuerungswärme wird rauchgasseitig über einen Heißwasserkessel mit Economiser an ein Heißwasserkreislaufsystem 190/170°C abgegeben und anschließend über ein sekundäres Kühlwassersystem abgeführt. Zur Abgasreinigung ist hinter dem Luftvorwärmer (Luvo) ein Körting-Nass-Rauchgasreinigungssystem angeordnet (Venturiwäscher).

Die gesamte Anlage wird rauchgasseitig über ein Saugzuggebläse im Unterdruck betrieben. Die Steuerung der Gesamtanlage erfolgt durch eine übergeordnete Leittechnik über eine CEBra/BTU-seitig erstellte Steuerungssoftware. „Damit bietet die Anlage der Universität verschiedenste Möglichkeiten, um interessante Versuche durchführen zu können“, erklärt Michael Branzke.

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