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Die Energieversorgung Offenbach verwertet in ihrem Müllheizkraftwerk jährlich bis zu 250.000 t Abfall. Um die Verbrennung zu optimieren, testete das Kraftwerk ein neues Messgerät von ABB, den in-situ Laseranalysator LS4000. Er misst auch unter rauen Prozessbedingungen sehr genau und spricht wesentlich schneller an als ein extraktives System.
Ihr 1970 in Betrieb genommenes Müllheizkraftwerk modernisiert die Energieversorgung Offenbach AG regelmäßig. Sie investiert insbesondere in die Verbesserung der Leistungsfähigkeit und des Umweltschutzes. „Wir wollen durch moderne Technologien immer besser werden und haben deshalb den neuen in-situ Laseranalysator LS4000 von ABB zur Verbrennungsoptimierung getestet“, sagt Joannis Camenakis, Leiter Emissionsmesstechnik bei der Energieversorgung Offenbach.
Der LS4000 wurde am Ausgang des Abhitzekessels vor dem Eingang zum Sprühtrockner installiert. Prozessgastemperatur und -druck blieben im Betrieb nahezu konstant. Allerdings schwankten aufgrund des wechselnden Brennstoffs die Begleitgaskomponenten erheblich. Die korrosiven Eigenschaften des feuchten Messgases mit bis zu 3.000 mg/m³ Chlorwasserstoff und die hohe Staubkonzentration bei einem Kanaldurchmesser von vier Metern erschwerten die Messung an dieser Stelle. Daher wurden Einsteckrohre eingesetzt, die die optische Wegstrecke verkürzten und den Einfluss der Staubkonzentration verringerten.
Erfasst mögliche Messwertspitzen
Während des Testlaufs mit dem LS4000 nutzte der Betrieb parallel das bisherige Messsystem, ein extraktives mit einem elektrochemischen Sensor zur Sauerstoffmessung. Es diente als Referenz, um die Plausibilität der LS4000- Messwerte zu bewerten. Die Werte beider Geräte wurden kontinuierlich aufgezeichnet und miteinander verglichen. Während der LS4000 mögliche Messwertspitzen erfasst, liefert das extraktive System aufgrund der geringeren zeitlichen Auflösung geglättete Messwerte. Der Vergleich ergab eine sehr gute Übereinstimmung beider Messwerte.
Signalverarbeitung nahezu in Echtzeit
Ein wesentlicher Vorteil des LS4000 liegt im Ansprechverhalten: Er misst direkt im Prozess und verarbeitet die Signale nahezu in Echtzeit. Die Messung mit dem in-situ Laseranalysator ist in diesem Fall zwischen 30 und 45 Sekunden schneller als die Messung nach der herkömmlichen Methode. Die Differenz zum extraktiven Messsystem ist insbesondere auf die notwendige Messgasentnahme und den Transport durch die Messgasleitung zurückzuführen.
Das Messgas weist am Installationsort eine hohe Staublast auf. Daher wurde auch der Einfluss der Staubpartikel auf den Wartungsaufwand und die Verfügbarkeit des LS4000 untersucht. Nach mehrmonatigem Betrieb wurden weder in den Einsteckrohren noch auf den Linsen der Sende- und der Empfängereinheit Staubablagerungen festgestellt. Die kontinuierliche Spülung mit Instrumentenluft war ausreichend, um alles sauber zu halten. „Im Vergleich zu unserem alten System mit den dort notwendigen Rückspülprozessen hat der Laseranalysator eine höhere Verfügbarkeit. Zudem überzeugt uns das schnellere Ansprechverhalten bei voll plausiblen Messwerten“, fasst Camenakis die Ergebnisse zusammen.
