Energie aus Abfall

Spezialisten für Wasser-Dampf-Kreisläufe

Der Wasser-Dampf-Kreislauf ist das Herzstück einer effizient arbeitenden Energy from Waste Anlage. In den meisten Fällen kombiniert man die Erzeugung elektrischer und thermischer Energie (Kraft-Wärme-Kopplung), um den Wirkungsgrad der Anlage zu erhöhen und um auf Schwankungen der Marktpreise reagieren zu können. In einer üblichen thermischen Müllverwertung ist über die Erzeugung elektrischer Energie im Wasser-Dampf-Kreislauf ein Brutto-Wirkungsgrad von über 30% erreichbar. Wird gleichzeitig auch thermische Energie genutzt, zum Beispiel über die Einspeisung in Fernwärmenetze, lässt sich der Nutzungsgrad auf über 80% erhöhen. Um die Energie in maximalem Umfang nutzen zu können, ist jedoch sehr viel Wissen und Erfahrung sowohl mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf als auch mit den verbundenen Feuerungs- und Kesselsystemen  erforderlich. Mit unseren Historie zurückgehend auf einen der ersten professionellen Kesselhersteller der Welt und über 50 Jahren Erfahrung in der Verbrennung von Abfällen bieten wir Ihnen dieses Know-How.

In einem Wasser-Dampf-Kreislauf wird Wärme teilweise in mechanische Arbeit umgewandelt. Der Kreislauf besteht maßgeblich aus den vier Komponenten Dampferzeuger, Turbine, Kondensator und Speisewasserpumpe. Bei der Umwandlung von Wärme in mechanische Kraft bedient man sich eines Temperaturgefälles: je höher der Temperaturunterschied im System, desto höher das ausnutzbare Energiepotential. Die untere Temperaturgrenze in Form des Kühlwassers im Kondensator lässt sich nur bedingt variieren, daher wird die obere Temperaturlinie angehoben. Basis des Wasserdampfkreislaufes ist ein Kessel, in dem Wasser über die Wärme des Verbrennungsprozesses bis zum Siedepunkt erhitzt wird und schließlich verdampft. Üblicherweise wird der so erzeugte Sattdampf anschießend im Kessel weiter überhitzt und wird mit ca. 400° C bei 40 bar zur Turbine geleitet. In der Turbine wird der Dampf unter Abgabe der Energie und unter Senkung des Drucks entspannt. In der thermischen Abfallbehandlung arbeitet man meist mit mehreren Turbinenstufen, um die Energie des Verbrennungsprozesses möglichst gut zu nutzen. Typischerweise haben Turbinen in der MVA etwa eine Leistung von 10 bis 30 MW. In Einzelfällen werden allerdings auch über 100 MW erreicht. Steinmüller Babcock Environment hat in Neapel zum Beispiel im Jahr 2009 die bis dahin größte jemals in einer MVA eingesetzte Turbine mit 120 MW installiert. Um den Kreislauf nach der Turbine fortzuführen wird der nun entspannte Wasserdampf in einem Kondensator in den meisten Fällen mit Hilfe von Luft oder teilweise sogar mit Kühlwasser kondensiert. Das Kondensat kann durch so genannte Anzapfungen von Dampf aus bestimmten Turbinenstufen vorgewärmt werden und wird dann im Speisewasserbehälter wieder gesammelt. Anschließend beginnt der Prozess erneut, wobei das Wasser mit einer Speisepumpe unter Erzeugung des gewünschten Druckniveaus zurück in den Dampferzeuger gepumpt wird. 

Steinmüller Babcock Environment erstellt Konzepte, Basic-Engineering und Detail-Engineering für den gesamten Wasser-Dampf-Kreislauf einer Energy from Waste Anlage.

Dabei passen wir den Prozess exakt auf die lokalen Anforderungen an und berücksichtigen nicht nur den potentiellen Energiebedarf, sondern auch die Marktpreise bestimmter Energieformen, die Belastbarkeit der Anlagenkomponenten und die Nutzbarkeit externer Netze. Wir integrieren ausschließlich Turbinen namhafter Hersteller, um ein Höchstmaß an effizienter Stromerzeugung zur gewährleisten.

Auf Wunsch binden wir die Anlagen in bestehende Fernwärmenetze ein und statten die Kreisläufe mit wasser- oder mit luftgekühlten Kondensatoren aus. Zur Erhöhung der thermischen Effizienz der Anlage bieten wir die Möglichkeit der Kondensat-, Speisewasser- und Luftvorwärmung. Hierzu wird Sattdampf direkt aus der Dampftrommel oder aus der Turbine abgezapfter Niederdruckdampf genutzt, um das Temperaturniveau von Verbrennungsluft und Speisewasser zu erhöhen. Hierdurch wird die thermische Effizienz der Anlage wesentlich gesteigert. Die Vorwärmung der Luft ermöglicht zusätzlich die sichere Verbrennung von Abfällen mit niedrigen Heizwerten unter Sicherstellung eines sehr hohen Ausbrandes der Abfälle unter allen Betriebsbedingungen. Sowohl bei neuen Konzepten als auch bei vorhandenen Wasser-Dampf-Kreisläufen bieten wir Ihnen unser Wissen für die Optimierung des Kesselwirkungsgrads.

  • Wir stellen die optimale Verbrennungsluftmenge ein
  • Wir ermitteln die optimal erzielbaren Temperaturgefälle
  • Wir erreichen die für den Prozess optimalen Temperaturen und Druckverhältnisse, inklusive auf Wunsch mehrstufiger Dampfüberhitzung
  • Wir sorgen für maximalen Ausbrand im Verbrennungsprozess und damit für eine optimale Ausnutzung der eingesetzten Brennstoffe
  • Wir ermöglichen die Nutzung von Wärme aus beispielsweise den Rauchgasen für andere Prozesse, zum Beispiel für die Fernwärmeauskopplung
  • Wir gewährleisten einen minimal möglichen Kondensatordruck
  • Wir sorgen für den Einsatz technisch geeigneter Dampfturbinen und anderer benötigter Komponenten
  • Wir optimieren den Gesamtanlagenwirkungsgrad beispielsweise durch Einsatz von Kraft-Wärme-Konzepten

Weitere Modifikations- und Anpassungsmöglichkeiten speziell für den Dampferzeuger finden Sie im Bereich Lösungen/Dampferzeuger. Weit über 1.000 Referenzen zeugen von unserem Wissen und unserer Erfahrung in der Kessel- und Verbrennungstechnologie. 

Blick auf einen horizontalen Kesselzug mit Überhitzerheizflächen bei der Montage

Blick auf einen horizontalen Kesselzug mit Überhitzerheizflächen bei der Montage

Dampftrommel des Kessels zum Separieren von (Satt-)Dampf und Wasser

Dampftrommel des Kessels zum Separieren von (Satt-)Dampf und Wasser

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