Das Projekt "Informationen ueber das Mahl- und Zuendverhalten von zukuenftigen Kraftwerkskohlen und -gemischen und ihr Einfluss auf den Betrieb von Feuerungsanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Energieverfahrenstechnik und Brennstofftechnik durchgeführt. Der zunehmende Import von Kohlen durch die Betreiber von Kohlekraftwerken machen es, auch im Hinblick auf eine umweltvertraegliche Verbrennung, erforderlich, deren technologische Eigenschaften besser zu charakterisieren, als es mit herkoemmlichen Methoden moeglich ist. Die am Institut entwickelten Verfahren zur Untersuchung des Mahlverhaltens, des Zuend- und Ausbrandverhaltens sowie der Verschlackungsneigung (ausserhalb des Projekts), ermoeglichen die Ermittlung aussagekraeftiger technologischer Kennzahlen, die eine Abschaetzung des Verhaltens einer in ihren Eigenschaften unbekannten Kohle in einer Feuerung zulassen. Die praktische Belastbarkeit der im Labor ermittelten Kennwerte wurde bereits mehrfach durch praktische Erfahrung mit den untersuchten Kohlen unter Beweis gestellt.
Das Projekt "Verfahrenstechnische Versuche fuer die Entwicklung einer Zirkulierenden Druckwirbelschichtfeuerung (Braunkohleeintrag und -verbrennung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Vereinigte Energiewerke AG (VEAG) durchgeführt. Gegenstand dieses Antrages ist die Durchfuehrung von Basisversuchen zur Verbrennung von Braunkohlenslurry in einer Druckwirbelschicht-Feuerungsanlage. Mit diesen sollen folgende Betriebswerte/Auslegungswerte ermittelt werden. - Ermittlung des Zuendverhaltens und Ausbrandverhaltens der feuchten Braunkohle (Wassergehalt rund 58 v.H. bis 62 v.H.) in der zirkulierenden-Druckwirbelschichtfeuerung. - Bestimmung der Emissionswerte, wie CO, N2O, NOx, SO2, Staub fuer die Auslegungskonsole. - Bestimmung der Ausbrandwerte bei einer Feuerraumtemperatur von ueber 850 Grad Celsius. - Messung der Temperaturverteilung in der Wirbelschicht. - Verhalten der Heissgasfilter bei Beaufschlagung mit Braunkohleflugasche. - Untersuchung des 'Aschehaushaltes' zur Erhaltung eines stabilen Zirkulationsbetriebes - Untersuchung des Ascheabriebverhaltens im Zirkulationsbetrieb - Pruefung der Funktionstuechtigkeit von Nebenanlagen, wie Bekohlungseinrichtung, Entaschungseinrichtung fuer Flug- und Bettasche, sowie Ermittlung der thermodynamischen Daten im vorhandenen Aschekuehler.
Das Projekt "Theoretische und experimentelle Untersuchung einer Zusatzfeuerung in gasturbinengestuetzten KWK-Prozessen fuer eine Optimierung hinsichtlich Flammenstabilitaet und Ausbrandverhalten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gaswärme-Institut e.V. durchgeführt. Zusatzfeuerungen kommen sehr haeufig in gasturbinengestuetzten KWK-Prozessen zum Einsatz. In diesen Faellen wird die Temperatur des Abgases der Gasturbine von ca. 750 K auf 1000-1200 K angehoben. Voraussetzung fuer einen optimalen Betrieb der Zusatzfeuerung ist die homogene Vermischung des Turbinenabgases, bzw. der Frischluft mit dem eingebrachten Erdgas am Brenner. Im Rahmen eines abgeschlossenen Vorhabens wurde die Auswirkung geometrischer und stroemungstechnischer Parameter auf die integrale Temperaturverteilung experimentell untersucht, wobei wesentliche Optimierungspotentiale aufgezeigt werden konnten. Die mathematische Modellierung der Vermischungsvorgaenge wird zur Zeit in einem von der AIF gefoerderten, theoretisch angelegten Forschungsvorhaben bearbeitet. Das Forschungsziel des geplanten Vorhabens liegt in der Weiterentwicklung eines bestehenden Rechenmodells zur Ermittlung der Konzentrationsverteilung der Verbrennungsprodukte der Zusatzfeuerung in Abhaengigkeit unterschiedlichster Randbedingungen, die durch das Turbinenabgas vorgegeben sind. Dies betrifft im wesentlichen die Turbinenabgastemperatur und die Konzentrationen einzelner Spezies des Turbinenabgases. Anhand dieses Modells sollen Brennerhersteller in die Lage versetzt werden Brennerkonstruktionen hinsichtlich der Emissionen, des Ausbrandverhaltens und der Flammenstabilitaet zu untersuchen. Bisher wurden in Modellversuchen der Zusatzfeuerungsbetrieb fuer zwei verschiedene Gasturbinenlastfaelle und der Frischluftbetrieb der Kanalbrenner experimentell untersucht. Fuer die unterschiedlichen Betriebsarten wurde die Geometrie der Brenner variiert. Der Stroemungsverlauf ist jeweils in 5 Ebenen hinter der Brenneranordnung mit einer Hitzdrahtsonde (X-Draht) vermessen worden. Fuer das kleinere Impulsstromverhaeltnis von Brennstoff und Turbinenabgas ergab sich dabei die bessere Einmischung des Brennstoffes in den Abgasstrom. An der Versuchsanordnung zur Simulation des Zusatzfeuerungsbetriebes wurde durch Nebeleinduesung die Stroemung sichtbar gemacht und mit einem digitalen Kamerasystem aufgenommen. Die fuer die mathematische Modellierung notwendigen Flamelet-Libraries sind fuer einen einfachen Reaktionsmechanismus (C1-Mechanismus) mit 17 Spezies fuer drei unterschiedliche Gasturbinenlastfaelle erstellt worden. Die Erstellung der Libraries mit einem am Gaswaermeinstitut entwickelten Reaktionsmechanismus mit 52 Spezies wurde bereits begonnen. Unterschiedlichste Prozessparameter machen eine genaue Auslegung der verwendeten Kanalbrenner in einem Abgaskanal notwendig. Fuer diese Auslegung muss auf empirische Daten zurueckgegriffen werden, die erst zur Verfuegung stehen, wenn die Installation eines Brennersystems abgeschlossen ist. Die Bereitstellung von Rechenprogrammen erlaubt, auf relativ preiswerte Art, vorhandene Anlagen ohne die Notwendigkeit kostenaufwendiger Parametervariation zu optimieren und umzuruesten.