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Gaslanzenbrenner - Optimaler Betrieb und niedrige Emissionen mit elektronischer Verbundsteuerung

SAACKE rüstet Heißwasserkessel des Heizwerks Mitte in Duisburg mit Low NOX Brennern aus

Im Zuge der Umstellung auf Gas für das Heizwerk Mitte suchten die Stadtwerke Duisburg nach einem optimalen Feuerungskonzept. Auf eine aufwendige, vorhandene Rauchgaszirkulation sollte dabei verzichtet werden. Primäre Anforderungen waren neben einer deutlichen Unterschreitung der gesetzlichen Emissionsvorschriften ein wirtschaftlicher Betrieb und eine effiziente Modernisierungsstrategie. Mit der Implementierung von vier Brennern für die Verbrennung von Erdgas L mit elektronischer Einzelverbundsteuerung und einem umfassenden Projektservice konnte die SAACKE GmbH ein überzeugendes Gesamtkonzept liefern, das ohne Sekundärmaßnahmen zur NOX-Minderung auskommt.

Hohe Servicequalität – von der Projektierung bis zur Inbetriebnahme

Für eine kosteneffiziente Modernisierung wurden die Stadtwerke Duisburg bereits in der Projektierungsphase und der Budgetierung intensiv unterstützt. Sie profitierten dabei von der langjährigen Erfahrung von SAACKE im Projektengineering. Hoher Wert wurde auf die Wiederverwendbarkeit von vorhandenen Komponenten gelegt: Beim Einbau der Brenner wurde das bestehende Luftversorgungskonzept weitergenutzt. Eine weitere Herausforderung lag in der Inbetriebnahmephase: Als Spitzenlastkraftwerk wird das Heizwerk Mitte nur in den Wintermonaten angefahren und kommt auf eine Betriebsdauer von ca. 2.000 – 3.000 Stunden im Jahr. Die Inbetriebnahme war von den Witterungsbedingungen abhängig und erforderte eine flexible Inbetriebnahmemannschaft. Dank des dichten SAACKE Servicenetzes mit 24h-Bereitschaft konnte der Probebetrieb in drei Schritten planmäßig abgeschlossen werden.

„Als kompetenter Projekt- und Servicepartner hat SAACKE eine ganzheitliche Lösung mit zukunftssicherer Unterschreitung der NOX-Emissionen realisiert.“

- Innozenz Behrens, Anlagentechnik, Stadtwerke Duisburg

Die Herausforderung

Aufgabe Lösung
Entwicklung und Durchführung einer Brennstoffumstellung der Feuerungsanlagen für das Heizkraftwerk Mitte der Stadtwerke Duisburg AG unter Einhaltung von NOX-Emissionen <80 mg/Nm3 bei 3% O2. Einbau von vier DDGG-LN zu je 27,8 MW mit elektronischer Verbundsteuerung. Konzeptionierung und Budgetierung unter Berücksichtigung vorhandener Komponenten.

Verbundsteuerung

Technische Daten: Heizkraftwerk Mitte

Kesseltyp 1 Heißwasserkessel
Brennertyp DDGG-LN 300.03
Brennerleistung (max.) 4x 27,8 MW
Nutzwärmeleistung 20-100 MW
Regelbereich 1:6 (Erdgas)
Emissionen (Erdgas L) 80 mg NOX/m3 bei 3% O2

Die SAACKE Lösung im Detail

Kernstück der Anlage sind vier Gaslanzenbrenner des Typs DDGGLN, die jeweils mit einer elektronischen Verbundsteuerung ausgerüstet sind. Die Brenner können gleichzeitig oder unabhängig voneinander gefahren werden. Die einströmende Verbrennungsluft wird über eine Differenzdruckregelung angepasst. Der Erdgasdruck wird über eine Vordruckregelung gesteuert, um optimale Brennstoffkurven für die jeweiligen Betriebsmodi zu garantieren. Bei der Verbrennung von Erdgas L wird ein Regelbereich von 1:6 erreicht. Der Leistungsumfang beinhaltete die Lieferung und Montage von vier Brennern mit dazugehörigen Gasarmaturenstrecken, Ausmauerung, elektronischer Verbundsteuerung sowie einer zentralen Brennersteuerung mit Kesselschutz. Zu den Serviceleistungen gehörten neben der Inbetriebnahme die langfristige Projektbegleitung im Vorfeld, inklusive Projektierung und Budgetierung. Die Brenner sind für den späteren Betrieb mit Leichtöl nachrüstbar.

Fazit

Die Anlage wurde im Zuge der Umrüstung auf Gas modernisiert und unterschreitet die NOX-Vorgaben ohne die vorher notwendige Rauchgasrezirkulation. Das Feuerungskonzept mit elektronischer Verbundsteuerung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen: Mengenmessungen der Medienströme (Luft und Brennstoffe) sind für den Betrieb nicht erforderlich. Auf eine Absicherung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses durch O2-Überwachung kann verzichtet werden. Die elektronische Verbundsteuerung erlaubt die Unterschreitung der NOX Grenzwerte und die betriebssichere Funktion der Brenner. Zusammen mit der Konzeptionierung und dem Projektengineering durch SAACKE konnte mit den Stadtwerken Duisburg eine wirtschaftliche, effiziente und zukunftssichere Lösung realisiert werden.

Alle Vorteile auf einen Blick

  • Sichere Unterschreitung nationaler und europäischer Emissionsnormen dank Low NOX Technologie
  • Gesteigerte Effizienz durch hohen Regelbereich und Brennereinzelregelung
  • Erhöhte Wirtschaftlichkeit und optimierter Wirkungsgrad durch elektronische Verbundsteuerung
  • Geringe Wartungskosten, lange Lebensdauer
  • Inbetriebnahme, Service und 24h-Bereitschaft