Grenzwerte unterschreiten

Prozessoptimierung einer DeNOx-Anlage mit WirelessHart
Wie lässt sich eine Anlage, deren Messstellen nur schwer zugänglich sind, optimal überwachen? Die RSMVA in Basel setzt auf eine WirelessHart-Lösung, um die Prozesse ihrer DeNOx-Anlage zu verbessern und sicher zu kontrollieren.

Die RSMVA Basel (Regionale Sondermüllverbrennungsanlage) befindet sich im Besitz des Umweltdienstleisters Veolia Environnement Paris, die mit mehr als 300.000 Mitarbeitern in 115 Ländern weltweit vernetzt ist. Sie wird von der Tochtergesellschaft Valorec Services AG betrieben und ist die größte Verbrennungsanlage ihrer Art in der Schweiz. 32.000t Sondermüll werden dort jährlich verbrannt. Neben festen, pastösen und flüssigen, werden auch alle gasförmigen Sonderabfälle verwertet. Das Abfallprodukt der RSMVA besteht aus Energie in Form von Hochdruckdampf und Strom. Mit dem Dampf wird hauptsächlich das Novartis Werk Klybeck versorgt. Daneben werden mit der Restabwärme der Anlage das große Einkaufszentrum Stücki in Basel und der Business Park Stücki mit Niedertemperaturwärme versorgt. Strom wird aus der Dampfturbine erzeugt und deckt etwa zwei Drittel des Eigenbedarfs der Anlage. Doch nicht allein das Abfallmanagement steht im Fokus der Valorec Services AG. Zum Profil des Unternehmens zählt auch das Energie Management mit dem Betrieb der Novartis Werke Klybeck, St. Johann und Schweizerhalle.

Die DeNOx-Anlage

Durch die Verbrennung des Sonderabfalls entstehen giftige Rauchgase, welche aufbereitet werden müssen, bevor sie für die Umwelt unschädlich emittiert werden. Um die Anteile an Schadstoffen und Treibhausgasen herauszufiltern, wird ein sechsstufiges Reinigungsverfahren angewendet. Die Reinigung besteht im Wesentlichen aus Filterung, Ad- und Absorption sowie katalytischer Umsetzung. Im Anschluss an das sechsstufige Verfahren wird das Rauchgas durch die sogenannte DeNOx-Anlage geleitet. Hier werden Stickoxide (NOx) in einem Katalysator reduziert und abschließend wird die Abwärme der Abgase in einem Wärmetauscher zurückgewonnen. Die Wärmerückgewinnung ist zur Aufheizung des einströmenden Gases vor dem Katalysator notwendig. Die Temperatur des in die DeNOx-Anlage einströmenden Rauchgases beträgt ca. 120°C und muss auf mindestens 230°C erhöht werden, damit die NOx-Anteile im Katalysator reduziert werden können. Zusätzlich zum Wärmetauscher sorgt ein Gasbrenner für die Erhitzung der Rauchgas-Temperatur.

Projekthintergrund

Der Wärmetauscher besteht aus vielen einzelnen Plattentauschern mit kleinen Hohlräumen. Mit der Zeit bilden sich Ablagerungen in den Plattentauschern, sodass die Wärme kaum noch weitergeleitet werden kann und der Wirkungsgrad des Wärmetauschers sinkt. Eine weitaus größere Auswirkung haben solche Ablagerungen auf den Druckverlust der Rauchgasanlage, die von einem Hochdruckgebläse mit einer Antriebsleistung von 650kW betrieben wird. Nehmen die Ablagerungen zu, steigt der Druckverlust über den Wärmetauscher signifikant an. Dies wiederum hat direkte Auswirkungen auf die Antriebsleistung des Hochdruckgebläses, von welchem die Wirtschaftlichkeit der Anlage beeinflusst wird. Bisher wurde lediglich der Differenzdruck zwischen Ein- und Ausgang des DeNOx-Prozesses gemessen. Somit war eine genaue Lokalisierung der Ablagerungen unmöglich und der Wärmetauscher musste stets komplett gereinigt werden. Eine sehr aufwändige und teure Prozedur. Im Zuge der Investition in einen neuen Wärmetauscher wurde das Konzept zur Anlagenüberwachung neu überarbeitet. Mehrere Differenzdruckmessungen sollen eine genauere Aussage über die Ablagerungen im Wärmetauscher ermöglichen. Allerdings ist aufgrund des Kreuzstromverfahrens im Wärmetauscher der Zugang zu den Messstellen für die Differenzdruckmessungen schwierig und die Positionierung der Messgeräte gestaltet sich kompliziert. Zusätzlich sollen mehrere Temperaturmessungen installiert werden, um den Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu ermitteln. Die Höhe der Anlage von ca. 30m ist eine weitere Herausforderung, die bei der Lösung berücksichtigt werden muss. Die richtige Lösung basiert auf einer drahtlosen Messwertermittlung.

Die Lösung

Die Größe der Anlage – im Wesentlichen der Wärmetauscher – erstreckt sich über vier Etagen. In jeder Etage befinden sich die Messstellen auf drei Seitenwänden des Wärmetauschers an verschiedenen Positionen. Dies vereinfachte die Entscheidung für WirelessHart, da die Verkabelung der Messstellen sehr aufwändig und mit Zeit und Kosten verbunden ist. Der Lieferumfang beinhaltete 17 WirelessHart-Adapter, ein WirelessHart-Gateway, sieben Druckmessgeräte, fünf Temperaturmessgeräte, Vorkonfiguration der Adapter und des Gateways, den Factory Acceptance Test sowie die Integration ins Leitsystem und Inbetriebnahme. An den bereits installierten Temperatur- und Druckmessungen wurde jeweils ein WirelessHart-Adapter montiert. Zusätzlich kommen vier Adapter als Repeater zum Einsatz. Die Messungen und Übertragung der Daten an das WirelessHart-Gateway erfolgen in einem Intervall von 15min Über Modbus RTU werden die Daten von einem ABB Controller AC 800F abgerufen und schließlich in der Leitwarte visualisiert. Die Vorteile durch den Einsatz der Wireless-Technologie sind für den Kunden beträchtlich: Verdrahtungsaufwand sowie Engineering- und Dokumentationskosten wurden erheblich reduziert. Das System konnte innerhalb kürzester Zeit in Betrieb genommen werden und die Modbus-Konfiguration wurde sogar online durchgeführt.

Seiten: 1 2Auf einer Seite lesen

Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.
http://www.de.endress.com

Das könnte Sie auch Interessieren

Weitere Beiträge

M12 in Edelstahlausführung

Sowohl die Prozesstechnik als auch die Lebensmittelindustrie und der einschlägige Maschinenbau fordern eine hohe Widerstandsfähigkeit der eingesetzten Komponenten und ihrer Materialien.

mehr lesen