Projekt | 16.12.2014

Strahlungsüberhitzer

Im Jahr 2012 wurde erstmals über das Projekt mit dem Ziel berichtet, einen korrosionsgeschützten Strahlungsüberhitzer zur Effizienzsteigerung von thermischen Abfallbehandlungsanlagen und vergleichbaren Anlagen mit hoher Korrosion zu entwickeln und technisch zu erproben. Im November 2014 konnte nun dieses Projekt erfolgreich abgeschlossen werden.

Einsparung von Primärenergie und Verringerung des CO2 Ausstoßes

Durch die erhöhten Dampfparameter kann der elektrische Wirkungsgrad einer solchen Verbrennungsanlage deutlich erhöht werden, was unmittelbar zur Einsparung von Primärenergie und zur Verringerung des spezifischen CO2-Ausstoßes bei der Stromproduktion führt.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass korrosionsgefährdete Bauteile aus dem Bereich der Berührungsheizflächen in den Feuerraum verlagert und dort mit einem effektiven Schutz versehen werden. Dadurch können neben der Steigerung der Effizienz auch die Stillstandszeiten verringert und unter bestimmten Randbedingungen auch der Durchsatz erhöht werden. Die Erhöhung der Dampftemperatur stellt sich i. d. R. als schwierig dar. Selbst bei Anlagen mit der üblichen Dampftemperatur von 400 °C sind teilweise erhebliche Korrosionserscheinungen bekannt. Wirksame und zuverlässige Schutzsysteme sind zurzeit am Markt nicht erhältlich.

Viele Anlagenbetreiber versuchen, mit neuartigen Materialien, zum Beispiel Inconel 686, oder neuartigen Verfahren, zum Beispiel dem thermischen Spritzen, die Standzeiten der Überhitzer zu verlängern. Die gesammelten Erfahrungen sind bislang nicht eindeutig. In manchen Anlagen funktionieren diese Schutzsysteme zufriedenstellend, aber in anderen Anlagen versagen sie komplett.

Fazit

Nach der im Projekt gewonnenen Betriebserfahrung mit dem Strahlungsüberhitzer scheint sich das Konzept der Überwindung der bislang durch die Korrosion gesetzten Grenzen zu bewähren.

Damit wird für Bayern der Einsatz eines Strahlungsüberhitzers in allen technischen Anlagen zur Energieerzeugung relevant, in denen aufgrund der Brennstoffe eine vergleichsweise starke Korrosion auftritt und über höhere Dampfparameter eine Leistungssteigerung erzielt werden kann. Hier ist z. B. an den Einsatz in Biomasseanlagen zu denken, in denen aufgrund des Eintrags an Kalium eine sehr starke Belastung der Kesselmaterialien auftritt, die auch in den Versuchen mit sehr aufwendigen Materialien bei hohen Temperaturen nicht beherrscht werden konnte. Aufgrund der sehr eingeschränkten Investitionslage für Neuanlagen wird die Ertüchtigung, Optimierung und Erweiterung bestehender thermischer Abfallbehandlungsanlagen immer wichtiger. Hier wird ein wesentlicher Markt für den Strahlungsüberhitzer gesehen. Dabei sind für die Ertüchtigung von 20 oder 30 Jahre alten Anlagen die Konzepte von enormer Bedeutung.

Projektpartner waren neben der MVA Rosenheim die Martin GmbH und die CheMin GmbH.  Das Projekt wurde von der Europäischen Union aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz kofinanziert.