Das Biomassekraftwerk Silbitz in Thüringen produziert Strom und Fernwärme aus Altholz, wobei die elektrische Leistung 5.6 MW und die Fernwärmeleistung maximal 3 MW beträgt. Damit es wettbewerbsfähig produzieren kann, ist eine hohe Verfügbarkeit der Anlage gefordert. In Silbitz war diese nicht zufriedenstellend. Ursache war der Feuerraum: Starke Anbackungen an der Ausmauerung führten zu kurzen Reisezeiten und häufigen Stillständen. Seit 2011 reinigen vier Shock Puls Generatoren die Anlage im laufenden Betrieb. Damit ist es nachhaltig gelungen, die Anbackungen zu minimieren und dadurch die Reisezeit zu verlängern.
Andree Michaelis, verantwortlich für den Betrieb beim Biomassekraftwerk Silbitz, bringt es auf den Punkt: «Seit wir Feuerraum, Strahlungszug und die Konvektionszüge regelmässig mit den Shock Pulse Generatoren reinigen, halten wir den Wirkungsgrad des Kessels über die gesamte Reisezeit auf einem konstant hohen Niveau.»
Das Biomassekraftwerk ging 2003 in Betrieb. Der vertikale Kessel besteht aus Feuerraum, Strahlungszug, Konvektionszug und Ecozug (siehe Abbildung 1). Der Anlagenbauer Standardkessel Baumgarte sah für Feuerraum und Strahlungszug kein System zur Kesselreinigung während des Betriebs vor. Der Überhitzer- und Ecozug waren von Beginn weg mit Dampf-Russbläsern (Lanzenschraubbläser und Drehrohrbläser der Marke Rosink) ausgerüstet.
Kesselverschmutzung führte zu häufigen Stillständen
Bereits nach kurzer Betriebsdauer wies der Kessel jeweils starke Verschmutzungen auf. Im Feuerraum erreichten Anbackungen und Wächten oft solche Ausmasse (siehe Abbildung 2), dass sie sich aufgrund ihres Eigengewichts lösten und herunterfielen und dadurch den Ascheaustrag verstopften oder Schäden am Rost verursachten. Die Folge: Der Kessel musste zur Reinigung respektive Reparatur abgeschaltet werden.
«Die häufigen Stillstände reduzierten die Betriebszeiten des Kessels massiv. Eine unhaltbare Situation, wir mussten nach Lösungen suchen», erzählt Herr Michaelis. Fündig wurde der Betreiber bei Explosion Power. Seit Oktober 2011 sind vier Shock Pulse Generatoren der Baureihe EG10 im Einsatz.
Ein Shock Pulse Intervall von 24 Stunden anstatt acht Russbläser
Die Shock Pulse Generatoren decken den gesamten Kessel ab: Der erste verhindert im Feuerraum das Entstehen von Anbackungen und Wächten (siehe Abbildung 2). Der zweite reinigt den Strahlungszug. Der dritte ergänzt die Russbläser im Konvektionszug, um den Überhitzer 1 besser abzureinigen und den Betrieb der Russbläser zu reduzieren, und der vierte ersetzt die acht Russbläser im Economizer-Zug komplett.
Durch den Einsatz der SPGs im Feuerraum und im Strahlungszug kann die Rauchgastemperatur am Eintritt des Konvektionszuges auf konstant tiefem Niveau gehalten werden. Dies reduziert die Korrosion der Überhitzerbündel und verbessert die Abreinigbarkeit der Bündel.
Dank der tieferen Eintrittstemperaturen sind die Ablagerungen, die an den Überhitzern im Konvektionszug entstehen, weniger klebrig. Die Rohre lassen sich einfacher reinigen. – Die Russbläser müssen weniger häufig eingesetzt werden. Während den ersten sechs Wochen nach einer Kesselrevision müssen die Russbläser im Konvektionszug jeweils nicht in Betrieb genommen werden.
Auf die acht Russbläser im Economizer konnte das Werk ganz verzichten. Was diese zuvor gemeinsam geleistet hatten, übernimmt heute ein einziger Shock Pulse Generator mit einem Shock Pulse Intervall von 24 Stunden.
Im Oktober 2017 wurde zudem, ein fünfter SPG im dritten Zug, zwischen Überhitzer 1 und Überhitzer 2, eingebaut, um auch die Reinigung des Überhitzers 2 weiter zu optimieren.
Markante Steigerung der Verfügbarkeit …
Dank der automatisierten Reinigung des Kessels mittels Shock Pulse Generatoren ist die Verfügbarkeit der Anlage deutlich gestiegen. Die Stillstandzeiten sind auf ein Minimum reduziert. Dazu Herr Michaelis: «Zwischen den Reinigungsintervallen läuft die Anlage heute immer im Nennlastbereich. Zudem konnten wir die Rauchgastemperatur an der Feuerraumdecke auf maximal 850 °C reduzieren.»
… und weitere gewichtige Vorteile
Die Shock Pulse Generatoren erhöhen zudem die Lebenszeit des Kessels und vereinfachen dessen Wartung. Herr Michaelis erklärt: «Im Gegensatz zu den Russbläsern verursachen die Shock Pulse Generatoren keinen Abrieb an den Rohroberflächen. So konnten wir die Schutzschalen auf den Economizer-Rohren entfernen».
Dass die Russbläser deutlich weniger in Betrieb sind, wirkt sich auf die Gesamtbilanz des Biomassekraftwerks aus. Die Stromproduktion ist dadurch um 2 % gestiegen. Zudem muss weniger vollentsalztes Wasser aufbereitet werden. «Durch den deutlich reduzierten Betrieb der Russbläser konnten wir den Wasserverbrauch halbieren», freut sich Herr Michaelis.
Einfache Wartung – vom Kunden vor Ort erledigt
Das Biomassekraftwerk in Silbitz nutzte das Angebot, eigene Servicetechniker für die Wartung der Shock Pulse Generatoren zu schulen. So werden Wartungsarbeiten alle 3000 Shock Pulse oder alle 12 Monate komplett selbständig durchgeführt. Ersatz- und Verschleissteile werden bei der Explosion Power GmbH bezogen.
Biomassekraftwerk Silbitz
- Kesselleistung max. 27 MWth
- Brennstoffeinsatz ca. 55 000 t/a (Altholz A1-A2)
- Elektrische Bruttoleistung 5,6 MW
- Jahresarbeit Strom netto 39 660 MWh/a
Das Kraftwerk wurde durch Standardkessel Baumgarte gebaut und wird seit 2003 von der PNE Biomasse GmbH betrieben. Seit 2011 sind vier Shock Pulse Generatoren der Baureihe EG10 in Betrieb, 2017 kam ein weiterer dazu.
