Verfahren zur automatischen Einstellung der Feuerung einer Müllverbrennungsanlage

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Müllqualität" aus den Werten Heizwert (Hu) des Mülls und dem Wassergehalt des Mülls (H₂O_Müll). Bei der Müllverbrennung wird der Wassergehalt des Mülls (H₂O_Müll) entweder direkt gemessen oder bei einem nachgeschalteten Rauchgaswäscher lediglich aus Temperaturmessungen und einer statistischen Beziehung zwischen der entbundenen Wärme (QB) und dem Kohlendioxidmassenstrom (ṁ_CO2) ermittelt. Die Müllqualität" dient zur Einstellung der für die Feuerung wichtigen Grössen wie Verbrennungsluftverteilung, Müllschichtdicke und Rostgeschwindigkeit.

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur automatischen Einstellung der Feuerung einer Müllverbrennungsanlage.

STAND DER TECHNIK

[0002] Beim Betreiben einer Müllerbrennungsanlage ist es wichtig, die Feuerung der

Müllqualität" entsprechend so anzupassen, dass sie stabil und im Hinblick auf die Emissionen optimiert wird. Die wichtigsten Einflussfaktoren, welche die Feuerung dabei beeinflussen, sind die Zündfähigkeit und das Abbrennverhalten des Mülls. Da die beiden Faktoren nicht messbare Grössen sind, ist eine direkte Messung nicht möglich. Dem Anmelder ist dadurch bis heute keine Messung oder kein Verfahren bekannt, welche(s) die

Müllqualität" bezüglich der Zündfähigkeit und des Abbrennverhaltens eindeutig bestimmt. Es wurden lediglich indirekte Messungen betrieben, um die Fahrweise einer Müllverbrennung vorausschauend zu betreiben. Da die beiden genannten Kriterien der Zündfähigkeit und des Abbrennverhaltens entscheidend vom Heizwert und vom Wasseranteil des Mülls beeinflusst werden, wird beispielsweise in der Druckschrift DE 44 45 954 A1 ein Verfahren zur Verbrennung von Abfällen beschrieben, welches den Heizwert des Mülls bereits im Zuteilungsschacht ermittelt. Daraus wird über eine Prozesssteuerungseinheit die Menge der Verbrennungsluft und/oder die Menge des zuzuführenden Abfalls gesteuert. Der Heizwert ergibt sich aus Messungen, welche mit Mikrowellen durchgeführt werden. Ausgesandte Mikrowellen werden reflektiert zurückgesendet und aufgrund dieser Reflexion wird der Wassergehalt des Mülls ermittelt. Dieses Messverfahren hat aber verschiedene Nachteile. Der Aufwand für die Installation der Sensoren ist sehr gross und auch relativ teuer. Zudem ist die Messung nur an diskreten Punkten verfügbar. Auch aus der Druckschrift DE 3537945 A1 ist ein Verfahren zur optimierten

[0003] Fahrweise einer Müllverbrennungsanlage bekannt, welche die Luftmenge in Abhängigkeit vom Heizwert regelt. Die Verbrennungsluft kann dabei in einzelnen Zonen eingestellt werden. Dies geschieht kontinuierlich, um die Menge einem schwankenden Heizwert anzupassen. Der Heizwert ergibt sich dabei aus dem Quotient aus aktuell entbundener Wärme und dem Abfallmassenstrom. Bei der Lufteinstellung werden der CO und der O₂-Gehalt des Abgases mit einbezogen. Nachteilig wird der Wassergehalt des Müll bei diesem Verfahren aber nicht berücksichtigt, obwohl dieser bei einer Verbrennung eine grosse Rolle spielt.

[0004] Auch aus

Entwicklung einer kamerageführten Feuerungsregelung zur Verbesserung des Verbrennungs-, Ausbrand- und Emissionsverhaltens einer Abfallverbrennungsanlage", GB Kraftwerkstechnik 73 (1993), Heft 7 ist eine Feuerungsregelung einer Abfallverbrennung bekannt. In diesem Verfahren wird zur schadstoffoptimierten Regelung der Temperatur im Feuerungsraum, die O₂-Konzentration im Abgas und die erzeugte Dampfmenge bestimmt. Aus diesen Werten werden die Müllbeschickung und die Primär- und die Sekundärluftzufuhr ermittelt, wobei der CO-Gehalt minimiert wird. Die Luftzufuhr kann dabei auf dem Feuerungsrost auf verschiedenen Zonen eingestellt werden. Dieses Verfahren arbeitet mit einer Kameraüberwachung, mit welcher mittels Infrarotbildern die Temperaturverteilung im Kessel ermittelt wird. Dieses System ist aber durch die Kameraüberwachung relativ aufwendig und teuer. Dieses Verfahren zur Regelung der Feuerungsleistung von Verbrennungsöfen mit zonenweise unterschiedlicher Primärluftzufuhr am Verbrennungsrost ist auch in der Druckschrift EP 352 620A2 beschrieben.

[0005] Aus der Druckschrift EP 317 731 B1 ist ein Verfahren zum Steuern der Verbrennung von Brennstoff mit stark schwankendem Heizwert bekannt. Dabei wird der Wassergehalt des Brennstoffes und/oder der CO₂-Gehalt der Verbrennungsgase durch die Intensität der herrschenden Strahlung im Bereich der Aufgabestelle und der Verdampfungs- und Entgasungzone der Feuerung gemessen. Aus diesem Werten wird unter anderem der Heizwert des Mülls bestimmt und in Abhängigkeit davon die Luftzufuhr gesteuert. Nachteil dieses Standes der Technik ist aber, dass bei sehr feuchtem Müll auch der Wassergehalt und der CO₂-Gehalt im Rauchgas durch eine wesentliche schlechtere Verbrennung abnimmt. Dies kann bei einer automatischen Feuerungsführung aber bedeuten, dass der Müll entgegen der Wirklichkeit wesentlich trockener scheint. Zudem werden teure opto-elektrische Sensoren zur Detektion vom Wassergehalt bzw. vom CO₂-Gehalt benötigt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0006] Die Erfindung überwindet die erwähnten Nachteile. Sie löst die Aufgabe, ein Verfahren zur Bestimmung der Müllqualität zu schaffen, welches einfach und zuverlässig arbeitet. Ist ein Rauchgaswäscher vorhanden, soll das Verfahren lediglich Temperatur-, Druck- und Differenzmessungen (bspw. Volumenstrom) anwenden. Es soll auch einfach in eine bestehende Müllverbrennungsanlage integriert werden können und kostengünstig sein.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs dadurch erreicht, dass zur Einstellung der Feuerungsgrössen, wie Verbrennungsluftverteilung, Müllschichtdicke und Rostgeschwindigkeit, eine fiktive Prozessgrösse

Müliqualität" aus dem Heizwert des Mülls (Hu) und dem Wassergehalt des Mülls (H₂O_Müll) bestimmt wird.
Ist ein Rauchgaswäscher vorhanden, wird durch das erfindungsgemässe Verfahren die direkten Messung des Wassergehalts überflüssig. Weiter kann vorteilhaft über eine statistische Beziehung zwischen der Verbrennungswärme und dem Kohlenstoffmassenstrom das bei der Verbrennung entstandene Wasser ermittelt werden. Zudem ist das Verfahren einfach und kostengünstig in eine bestehende Müllverbrennungsanlage integrierbar, da meist alle notwendigen Geräte bereits vorhanden sind. Trotz der Einfachheit ist es ein sehr zuverlässiges Verfahren.

[0007] Die weiteren Ausgestaltungsmöglichkeiten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0008] Es zeigen:

Fig.1

eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig.2

ein Diagramm

Müllqualität" über Heizwert und Wasseranteils des Mülls,

Fig.3

eine schematische Darstellung zur Ermittlung des Mülldurchsatzes,

Fig.4

eine schematische Darstellung zur Ermittlung des Mülldurchsatzes,

Fig.5

eine schematische Darstellung zur Ermittlung des Wassergehalts im Rauchgas,

Fig.6

eine schematische Darstellung zur Ermittlung des Wassergehalts im Rauchgas mit einer Temperaturmessung vor und im Rauchgaswäscher,

Fig.7

das Diagramm zur Ermittlung des Wassergehalts im Rauchgas aus Rauchgaseintrittstemperatur und Sättigungstemperatur der Rauchgase im Wäscher,

Fig.8

eine statistische Beziehung zwischen entbundener Wärme und Massenstrom an Kohlenstoff und

Fig.9

ein Diagramm über die Fehleranfälligkeit des erfindungsgemässen Verfahrens.

[0009] Es sind nur die für die Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Gleiche Elemente sind in unterschiedlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0010] Das erfindungsgemässe Verfahren ist geeignet, durch Ermittlung der Werte Wassergehalt des Mülls H₂O_Müll und
Heizwert des Mülls Hu
in einer Müllverbrennungsanlage eine fiktive Grösse

Müllqualität" festzulegen und dadurch eine automatische Feuerungseinstellung beispielsweise in bezug auf wesentliche Grössen wie die Verbrennungsluftverteilung, die Müllschichtdicke oder die Rostgeschwindigkeit vorzunehmen.

[0011] Die Figur 1 zeigt schematisch das Verfahren, um zu den Werten Heizwert (Hu) und Müllfeuchte (A) zu gelangen. Dabei wird zunächst der Müllmassenstrom (F Müll) durch die einzelnen Müllkranchargen ermittelt. Danach wird der Heizwert des Mülls (Hu) mit dem Müllmassenstrom und mit der produzierten Frischdampfmenge über die übertragende Wärmemenge berechnet. Durch Temperaturmessungen kann über pysikalische Beziehungen weiter die Rauchgasfeuchte (A) und über die statistische Beziehung daraus der Wassergehalt (A) des Mülls ermittelt werden. Aus dem Heizwert des Mülls und der Müllfeuchte wird eine Müllqualität ermittelt, welche zur automatischen Einstellung der Feuerung verwendet wird. Zur Bestimmung der genannten Werte sind folgende Messungen oder Komponenten, welche in jeder Müllverbrennungsanlage üblicherweise vorhanden sind, erforderlich:

• Müllkrananlage mit Wägeeinrichtung der einzelnen, beschickten Müllchargen
• Kessel
• Frischdampfmengenmessung
• Temperatur und Druck von Frischdampf und Speisewasser
• Verbrennungsluft Volumenstrom
• Entweder Wäscher mit Temperaturmessung der Rauchgase vor Eintritt und im Wäscher,
  oder H₂O Messung im Rauchgas am Kesselende

[0012] In der Figur 2 wird die

Müllqualität" in einem 3-dimensionalen Diagramm mit den beiden Basisgrössen Heizwert und Wasseranteil im Müll dargestellt. Die

Müllqualität" ist je grösser, je höher der Heizwert und je tiefer der Wasseranteil im Müll. Die schiefe Ebene in diesem Diagramm, aus welcher die Müllqualität resultiert, ist aufgrund langjähriger Versuche und Erfahrungen gewählt.

[0013] Folgende Schritte sind bei dem erfindungsgemässen Verfahren auszuführen:

1. Berechnung des Mülldurchsatzes/Müllmassenstroms ṁ_Müll

[0014] Die Figuren 3 und 4 zeigen schematisch den ersten Verfahrensschritt in einer Müllverbrennungsanlage 10 mit einer Feuerung 40. Um eine schnelle Berechnung des Mülldurchsatzes ṁ_Müll zu ermöglichen berechnet man den Durchsatz aufgrund der Pausenzeit zwischen den Beschickungen und der Beschickungsmenge des Mülls in einem Trichter 20. Dabei geht man davon aus, dass das beschickte Volumen konstant (=Greiferinhalt 1-12) ist und sich nur das spezifische Gewicht ändert. Weiter kennt man die Anzahl Greifer, die notwendig sind, um den Müllschacht 50 zu füllen (1 mal ermitteln). In den Figur 3 und 4 sind die Greifer von 1 bis 12 durchnumeriert. Diese Art der Mülldurchsatzberechnung bedingt weiter, dass mehr oder weniger immer bei einer gleichen Marke 30 im Müllschacht 50 beschickt wird (z. B. eine Schweissnaht, die Umlenkkante oder der Sichtbereich der Kamera). Damit ist gegeben, dass die Volumenabnahme zwischen 2 Beschickungen einem Greiferinhalt entspricht.

[0015] Der Ablauf für die Bestimmung des Mülldurchsatzes ṁ_Müll ist wie folgt:

• der Müllschacht 50 ist z.B. mit 8 Greifern (Nr 3-10) bis zur Marke 30 gefüllt,
• von jedem der beschickten Greifer kennt man das Gewicht (gespeichert im Prozessleitsystem)
• der Kranführer legt einen 11. Greifer in den Trichter 20
• durch den Müllnachschub für die Verbrennung rutscht der Müll im Müllschacht 50 langsam nach unten, bis die Marke 30 erreicht ist.
• in diesem Moment wird ein neuer Greifer beschickt (Nr. 12)
• man misst die Zeit t_11-12 die der 11. Greifer gebraucht hat, um die Marke 30 zu erreichen (entspricht der Volumenabnahme)
• während dieser Zeit müssen die w₃ kg des Greifers 3 in die Feuerung transportiert worden sein
• Durch den Müllnachschub für die Verbrennung rutscht der Müll im Müllschacht 50 langsam nach unten, bis die Marke 30 wiederum erreicht ist.
• ein neuer Greifer wird beschickt (Nr. 13)
• man misst die Zeit t_12-13 die der 12. Greifer gebraucht hat, um die Marke 30 zu erreichen (entspricht der Volumenabnahme)
• während dieser Zeit müssen die w₄ kg des Greifers 4 in die Feuerung transportiert worden sein

[0016] Der Mülldurchsatz ṁ_Müll in dieser Zeit über 2 Greifer war

[0017] Um die Einflüsse der Fehler bezüglich der Annahmen (gleichmässige Beschickung, konstantes Volumen etc.) zu minimieren wird diese Berechnung über einige Greifer gemittelt (je nach Volumen des Greifers, Grösse der Anlage und Fahrweise der Kranführer).

2. Berechnung des Müllheizwertes Hu

[0018] Ist der Mülldurchsatz ṁ_Müll bekannt, kann mit Hilfe des Kesselwirkungsgrades ζ_Kessel, der Enthalpie von Speisewasser h_SPW und Frischdampf h_FD sowie der Frischdampfmenge ṁ_FD der Müllheizwert Hu berechnet werden.

[0019] Eingebrachte Müll-Feuerungswärmeleistung:

wobei gilt (aus Wasserdampftafel):    Frischdampfenthalpie (FD):

   Speisewasserenthalpie (SPW):

[0020] Eingebrachte Wärmeleistung bei Einsatz eines Zusatzbrenners (z.B. Stützfeuerung für 17. BlmSchV):

[0021] Daraus ergibt sich für den Müllheizwert unter Einbeziehung von (1) und (2):

3. Bestimmung der Rauchgasfeuchte H₂O_Rauchgas

[0022] Die Rauchgasfeuchte dient als Grundlage für die Bestimmung des Wasseranteils im Müll. Der Wasseranteil im Müll kann mangels geeigneter Messsysteme nicht direkt detektiert werden. Je höher der Wasseranteil im Müll ist, desto mehr Wasser muss vor oder in der Feuerung verdampfen. Somit muss auch die Rauchgasfeuchte ansteigen. Dieser Vorgang ist in der Figur 5 dargestellt.
Die Rauchgasfeuchte H₂O_Rauchgas kann bei einem vorhandenen Wäscher aus der Rauchgastemperatur vor Wäscher und der Sättigungstemperatur im Wäscher berechnet werden. Die Figur 6 stellt diesen Vorgang mit den beiden Temperaturmessungen dar. Aus diesen Messung kann über ein Diagramm, welches in Figur 7 dargestellt ist, die Rauchgasfeuchte H₂O_Rauchgas ermittelt werden.

[0023] Dabei gilt: Je trockener das Rauchgas, desto mehr Wasser kann es aufnehmen und desto tiefer wird die Sättigungstemperatur im Wäscher sein. Ist kein Wäscher vorhanden, wird die Rauchgasfeuchte H₂O_Rauchgas beispielsweise mit einer auf Laserabsorption (bei der entsprechenden Frequenz) basierenden Messung direkt bestimmt.

4. Berechnung des Rauchgasvolumenstroms V̇_Rauchgas

[0024] Über eine Massenbilanz kann unter Berücksichtigung der jeweiligen Dichten der Rauchgasvolumenstrom berechnet werden:

wobei gilt:

gemessene Grössen: V̇_PL, V̇_SL

konstante Grössen: V̇_Falschluft = 5000Nm³ / h

Anteil_Asche = 25%

ρ_Rauchgas = 1,277kg /Nm³

berechnete Grössen (aus (1)): ṁ_Müll

[0025] Aus Abnahmeversuchen und Leistungsmessungen ist aus verschiedenen Anlagen bekannt, dass 20..30% des Müllmassenstromes ṁ_müll als Aschemassenstrom (Flug- und Rostasche) anfällt und im Mittel ziemlich konstant ist.
Die Rauchgasdichte ρ_Rauchgas hängt von der Zusammensetzung ab. Die Dichte ρ_Rauchgas=1,277kg/Nm³ gilt für folgende (mittlere) Rauchgaszusammensetzung (Volumenprozent): 14,5% H₂O, 11% CO₂, 7,5% O₂, Rest N₂

5. Berechnung der Wassermassenströme ṁ_{H2O_Rauchgas}

[0026] Der gesamte Wassermassenstrom ṁ_{H2O_Rauchgas} am Kesselende berechnet sich unter Einbeziehung von (7) und (8) aus:

[0027] Das Wasser das im Rauchgas zu finden ist, hat 4 verschiedene Quellen:

• H-Verbrennung Müllfeuerung
• H-Verbrennung Zusatzfeuerung (Öl)
• H₂O aus der Verbrennungsluft
• H₂O aus dem Müll

daraus folgt:

daraus folgt:

[0028] Aus Abnahmeversuchen und Leistungsmessungen mit einer installierten CO₂-Messung im Rauchgas wurde über eine statistische Auswertung der Messdaten ein linearer Zusammenhang

festgestellt. Diese Gleichung ergibt sich aus dem Diagramm, welches in der Figur 8 wiedergegeben ist. Daraus errechnet sich der C-Massenstrom aus der Verbrennung.

[0029] Setzt man ein konstantes C/H-Verhältnis im Müll ein, kann man über den erwähnten Zusammenhang auch den H₂O-Massenstrom aus der Müllverbrennung berechnen. Das C/H-Verhältnis ist üblicherweise 7 bis 8. Mit einem konstanten Wert von 7,5 für das C/H-Verhältnis kommt man auf folgenden Zusammenhang:

[0030] Für die Zusatzfeuerung mit Heizöl gilt:

wobei Anteil_H für verschiedene Heizölsorten bekannt ist (Heizöl EL = 13%)

[0031] Für das über die Verbrennungsluft eingebrachte Wasser gilt:

wobei H₂O_{Verbrennungsluft} zwischen 7..12g/Nm³ liegt und in diesem Bereich als konstant angenommen wird.

6. Berechnung des Wasseranteils im Müll H₂O_Müll

[0032] Setzt man den Wassermassenstrom ṁ_{H2O_Müll} aus dem Müll (11) ins Verhältnis zum Mülldurchsatz ṁ_Müll (2), erhält man den Wasseranteil im Müll:

[0033] Allen Berechnungen liegen Konstanten oder Annahmen zu Grunde. Sie verfälschen das Resultat bezogen auf den effektiven, physikalischen Wert. Die fiktive Grösse "Müllqualität" als Grundlage für die Feuerungseinstellung basiert auf diesen berechneten Werten. Im Sinne der Müllverbrennung spielen aber die absoluten Werte keine tragende Rolle. Es ist jedoch von entscheidender Wichtigkeit, wann sich der absolute Wert ändert. Erst eine Änderung des Wertes bewirkt über die fiktive Grösse "Müllqualität" schlussendlich eine veränderte Feuerungseinstellung. Systematische Fehler (durch unzutreffende Annahmen oder unkorrekte Konstanten), die sich hauptsächlich auf den absoluten Wert auswirken, können demzufolgen keinen Einfluss auf den Feuerungsprozess nehmen. Den grössten Einfluss auf die letztendlich entscheidende Grösse "Müllqualität" hat jedoch der Müllmassenstrom ṁ_Müll. Die vorgestellte Methode ist aber so aufgebaut, dass dieser Einfluss auf elegante Art und Weise vernachlässigt werden kann:

Ein (kleiner) Fehler in der Berechnung des Müllmassenstromes ṁ_Müll wirkt sich nun folgendermassen aus:

Ausgangslage: Hu = 10000kJ/kg und Wasseranteil Müll H₂O_Müll = 30% ergibt eine Müllqualität von 29,2%. Ist der berechnete Müllmassenstrom ṁ_Müll ca. 10% grösser als effektiv, werden der Heizwert Hu und der Wasseranteil im Müll H₂O_Müll um diese 10% kleiner sein.

Ausgangslage Fehler: Hu = 11000 kJ/kg und Wasseranteil Müll H₂O_Müll = 33% ergibt eine Müllqualität von 31,2% (vorher 29,2%)

Ändert sich der Wassermassenstrom ṁ_Müll aus dem Müll um +10%, so ergibt dies bei einem Hu von 10000kJ/kg eine Müllqualität von ca. 24,6% (vorher 29.2%). Der Müll ist also schlechter geworden.

Ändert sich Heizwert des Mülls um +10%, so ergibt dies bei einem Wasseranteil im Müll von 30% eine Müllqualität von 36% (vorher 29,2%). Der Müll ist also offensichtlich besser geworden.

Die Figur 9 zeigt in einem Diagramm einige Beispiele, wie ein Fehler von Müllmassenstrom ṁ_Müll, Heizwert Hu und Wassermassenstrom ṁ_{H2O_müll} in bezug auf die Müllqualität ändert. Durch eine geeignete Wahl der Funktion

lässt sich der Fehler aus der Berechnung des Müllmassenstromes ṁ_Müll gänzlich ausblenden oder zumindest klein halten.
Allen Berechnungen liegen ausschliesslich (bei Einsatz eines Wäscher in der Rauchgasreinigung)

• Temperatur-
• Druck-
• Differenzdruck (Durchfluss, Volumenstrom)-

[0034] Messungen zu Grunde. Diese Messungen gelten auch im Einsatzgebiet Müllverbrennung als hoch verfügbar. Somit muss auch die Verfügbarkeit der fiktiven Prozessgrösse "Müllqualität" hoch verfügbar sein.
In allen Berechnungen werden kleine Fehler gemacht, die sich entweder gegenseitig aufheben oder verstärken. Die vorliegende Methode zu Bestimmung der "Müllqualität", die als Basis für die Feuerungseinstellung dienen muss, hat sich aber unabhängig von diesen Fehlern in verschiedenen Anlagen als sehr zuverlässig herausgestellt. Die fiktive Prozessgrösse "Müllqualität" stimmt in 95% aller Betriebsfällen mit den im Feuerraum beobachteten Feuerungszuständen überein. Somit eignet sich das Signal bestens, von dessen Wert über Funktionen und Tabellen eine Feuerungseinstellung abzuleiten (Verbrennungsluftverteilung, Müllschichtdicke, Rostgeschwindigkeiten etc.).

[0035] Das Verfahren ist so konzipiert, dass sie in jedes handelsübliche Leitsystem eingebaut werden kann. Sie ist auf keine zusätzliche, spezielle Hard- oder Software angewiesen.

[0036] Nachfolgend ist beispielsweise ein Rechenbeispiel (Momentaufnahme) aus einer Müllverbrennungsanlage aufgeführt. Das Leitsystem rechnet die Werte online alle 250ms neu.

1. Mülldurchsatz

[0037] Im Müllschacht befinden sich die Greifer 3-10 mit den Gewichten w3-w10:

	w3	2950kg
	w4	3120kg
	w5	2760kg
	w6	2370kg
	w7	2590kg
	w8	3280kg
08:48	w9	2880kg
09:00	w10	3010kg

[0038] Der Greifer 10 hat die Marke nach 10min erreicht und es wird ein Greifer w11 und später (w11 bei Marke) ein Greifer w12 aufgegeben:

09:10	w11	2810kg
09:25	w12	2930kg

zum Zeitpunkt 09:25 errechnet sich der Mülldurchsatz mit

2. Müllheizwert

[0039] 

h_FD = f(T_FD,P_FD) aus Wasser-Dampftafel

T_FD = 400°C

P_FD = 39 bar

h_FD = 3217.4 kJ/kg

h_SPW = f(T_SPW,P_SPW) aus Wasser-Dampftafel

T_SPW = 130 °C

P_SPW = 56 bar

h_SPW = 549.9 kJ/kg

m_FD = 55000 kg/h = 15.2778 kg/s

ζ_Kessel = 0.855

Q_{Zusatzbrenner} = 0 kW

⇒ QB = 47665 kW

3. Rauchgasfeuchte

[0040] 

T_{RG vor Wäscher} = 180 °C

Sättigungstemperatur der Rauchgase im Wäscher = 62 °C

⇒ H₂O_Rauchgas = 15.60 Vol%

4. Rauchgasvolumenstrom

[0041] 

V_PL = 56500 Nm³/h

V_SL = 11600 Nm³/h

V_Falschluft = 5000 Nm³/h

m_Müll = 14568 kg/h (siehe oben)

Anteil_Asche = 25%

ρ_Rauchgas = 1.277 kg/Nm³

5. Wassermassenströme

[0042] 

V_{Rauchgas Volumenstrom} = 82572 Nm³/h (siehe oben)

H₂O_Rachgas = 15.60 Vol%

ρ_Rauchgas = 0.80 kg/Nm³

m_{H2O Oel} = 0 kg/h

H₂O Verbrennungsluft 10g/Nm³

k_CO2 = 0.3770 kg/kWh QB = 47655 kW (siehe oben)

6. Wasseranteil im Müll

[0043] 

m_Müll = 14568 kg/h (siehe oben)

m_{H2O Müll} = 3739 kg/h

7. Müllqualität

[0044] 

H₂O_Müll = 25.66%

Hu_Müll = 11779 kJ/kg

	Wasseranteil im Müll
Müll Heizwert	15	20	25	30	35	40	45
6000	21	14	8	3	0	0	0
8000	33	25	18	12	7	3	0
10000	52	44	36	28	20	11	2
12000	75	67	59	51	41	28	10
14000	93	86	79	70	58	41	20
16000	100	94	87	79	67	52	30
QMüll = 55.40 %

BEZUGSZEICHENLISTE

[0045] 

1-12

Greiferinhalt

20

Trichter

30

Marke

40

Feuerung

50

Müllschacht

60

Müllverbrennungsanlage

h_FD

Enthalpie des Frischdampfes

h_SPW

Enthalpie des Speisewassers

H₂O

Wasser

Hu

Heizwert

k

Proportionalitätsfaktor

ṁ

Massenstrom

ṁ_Müll

Massenstrom des Mülls

P_FD

Druck des Frischdampfs

P_SPW

Druck des Speisewassers

PL

Primärluft

Q

Wärmeleistung

QB

Wärmeleistung der Feuerung

SL

Sekundärluft

T

Temperatur

T_FD

Temperatur des Frischdampfs

T_SPW

Temperatur des Speisewassers

t

Zeit

V

Volumen

V̇ _Rauchgas

Volumenstrom des Rauchgases

w₃

Masse des 3. Greifers

w₄

Masse des 4. Greifers

ρ

Dichte

ζ_Kessel

Wirkungsgrad des Kessels

Ansprüche

1. Verfahren zur automatischen Einstellung der Feuerung einer Müllverbrennungsanlage bei welchem der Heizwert des Mülls (Hu) kontinuierlich aus der aktuell im Feuerungsraum entbundenen Wärme (QB) und dem eingetragenen Müllmassenstrom (ṁ_Müll) bestimmt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Einstellung der Feuerungsgrössen, wie Verbrennungsluftverteilung, Müllschichtdicke und Rostgeschwindigkeit, eine fiktive Prozessgrösse

Müllqualität" aus dem Heizwert des Mülls (Hu) und dem Wassergehalt des Mülls (H₂O_Müll) bestimmt wird, wobei der Wassergehalt des Mülls (H₂O_Müll) nach der Gleichung

ermittelt wird,
mit ṁ_{H2O_Müll} Wassermassenstrom des Mülls,
und wobei sich der Wassermassenstrom des Mülls ṁ_{H2O_Müll} aus

zusammensetzt,
mit

ṁ_{H2O_Rauchgas} Wassermassenstrom im Rauchgas

ṁ_{H2O_Müllverbrennung} bei Verbrennung entstandener Wassermassenstrom

ṁ_{H2O_Öl} durch Öl-Zusatzfeuerung entstandener Wassermassenstrom

ṁ_{H2O_Verbrennungsluft} in der zugeführten Verbrennungsluft enthaltener

Wassermassenstrom, wobei gilt:

mit

V̇ _{Rauchgas_Kessolende} Volumenstrom des Rauchgases am Kesselende

H₂O_Rauchgas Feuchte im Rauchgas

ρ_{H2O_Dampf} Dichte des Wassers in Dampfform

mit

k_H2O Proportionalitätsfaktor

QB bei der Feuerung entbundene Wärme

mit

ṁ_Öl Massenstrom des Öls

Anteil_H Anteil des Wasserstoffs im Öl

mit

V̇_PL Volumenstrom der Primärluft

V̇_SL Volumenstrom der Sekundär

V̇_Falschluft Volumenstrom der Falschluft

H₂O_{Verbrennungsluft} In der der Verbrennung zugeführten Luft enthaltenes Wasser

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Feuchte im Rauchgas (H₂O_Rauchgas) am Ende des Feuerungsraums direkt gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Feuchte im Rauchgas (H₂O_Rauchgas) über die Temperatur vor dem Eintritt des Rauchgases in einen der Müllverbrennungsanlage nachgeschalteten Rauchgaswäscher und über die Sättigunstemperatur der Rauchgase im Rauchgaswäscher bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Proportionalitätskonstante k_H2O über eine statistische Beziehung Kohlendioxidmassenstrom

und das Kohlenstoff zu Wasserstoff-Verhältnis (C/H) im Müll bestimmt wird, wobei k_CO2 eine Proportionalitätskonstante zwischen der entbundenen Wärme (QB) und des Kohlendioxidmassestroms (ṁ_CO2) ist.

Zeichnung