[Back]

S. Postlmayr:
"Modellierung und numerische Prozesssimulation einer Klärschlamm-Monoverbrennungsanlage";
Supervisor: M. Haider; Institut für Energietechnik und Thermodynamik, 2019; final examination: 2019-12-12.

Für die vorliegende Arbeit wurden im Auftrag der EVN Wärmekraftwerke GmbH zwei Modelle für die Simulation einer Monoverbrennungsanlage für Klärschlamm mit anschließendem Dampferzeuger erstellt. Mittels des Programmes IPSEpro wurde ein Modell erstellt, das einen Gesamtprozess abbildet. Dieser Gesamtprozess umfasst die Vortrocknung und Verbrennung des Klärschlammes als auch den nachgeschalteten Kreisprozess des Wassers. Ein derartiges IPSEpro-Modell dient im Auslegungsprozess der Bilanzierung einzelner Prozesskomponenten. Mittels solcher Bilanzierungen lassen sich Randbedingungen für spätere Auslegungsrechnungen generieren. Die Simulation in IPSEpro hat gezeigt, dass die Bereitstellung von Nutzwärme für die Trocknung des Klärschlammes als auch für die Verbrennungsluftvorwärmung und sonstige interne Verbraucher durch prozessinterne Wärmerückgewinnung erfolgen kann. Mit dem Programm Power Plant Simulator and Designer (PPSD) wurde ein Modell erstellt, welches die Verbrennung von vorgetrocknetem Klärschlamm samt Abhitzedampferzeuger simuliert. Die Modellbildung erfolgte anhand konstruktiver als auch stofflicher Daten einer vorab durchgeführten Berechnung seitens EVN. In beiden Modellen lag ein Hauptaugenmerk auf der möglichst realistischen Darstellung des zweistufigen Verbrennungsprozesses in einer stationären Wirbelschichtfeuerung. In beiden Modellen konnte eine für die EVN zufriedenstellende Darstellung dieser Feuerungsform realisiert werden. Die Ergebnisse der Simulation in PPSD bestätigen weitestgehend die Vorberechnung der EVN. An einzelnen Heizflächen wurden signifikante Unterschiede in den berechneten Wärmeleistungen zwischen PPSD und EVN festgestellt. Ursachen für diese Unterschiede werden in der Arbeit diskutiert. Im Zuge der Aufgabenstellung werden in der Arbeit Grundlagen über die Entstehung als auch die Verwertung von Klärschlamm behandelt. Außerdem wird auf die Brennstoffeigenschaften von Klärschlamm eingegangen und die daraus folgenden charakteristischen Mechanismen bei der Verbrennung.

Energietechnik / Wärmetechnische Anlagen

https://publik.tuwien.ac.at/files/publik_285141.pdf