Online-Brennstoffanalyse ermöglicht prädiktive Steuerung

Vorausschauende Feuerungsregelung in der Müllverbrennung

Pressemitteilung / 12.9.2019

In »AdOnFuelControl« soll eine vorausschauende Steuerung von Verbrennungsanlagen, im konkreten Beispiel für die Abfallbehandlung, entwickelt werden. Dadurch wird ein effizienterer Anlagenbetrieb mit niedrigeren Kosten und geringeren Emissionen möglich. Das Projekt wird mit 340.000 Euro durch die Bayerische Forschungsstiftung gefördert. Den Förderbescheid für das Fraunhofer Institut UMSICHT überreichte der bayerische Staatsminister der Finanzen und für Heimat Albert Füracker am 12.09.2019 in Sulzbach-Rosenberg.

© Fraunhofer UMSICHT
Übergabe des Förderbescheids mit (v.l.) Dr.-Ing. Ragnar Warnecke, Geschäftsführer GKS Schweinfurt, Martin Zwiellehner, SAR Elektronik GmbH, Michael Göth, Erster Bürgermeister Stadt Sulzbach-Rosenberg, Dr. Harald Schwartz, Mitglied des Bayerischen Landtags, Prof. Dr. Dr. h.c. Arndt Bode, Präsident der Bayerischen Forschungsstiftung, Albert Füracker, Staatsminister der Finanzen und für Heimat, Prof. Dr. Andreas Hornung, Institutsleiter Fraunhofer UMSICHT Sulzbach-Rosenberg, Martin Meiller, Projektleiter AdOnFuelControl, Fraunhofer UMSICHT

»AdOnFuelControl« steht für die Adaptive Online-Brennstoffcharakterisierung von heterogenen Brennstoffen für eine optimierte Feuerungsregelung. Im Projekt soll die Steuerung von Anlagen zur Verbrennung heterogener Festbrennstoffe (Müll, Ersatzbrennstoffe, Biomasse) grundlegend optimiert werden, der Fokus liegt auf Restabfall- bzw. Müllverbrennungsanlagen (MVA).

Besonders beim Einsatzstoff Restabfall unterliegen Heizwerte, Wasser- und Ascheanteile, die chemische Zusammensetzung, die Schadstoffbelastung sowie die Schüttdichte je nach Abfalltyp starken Schwankungen. In Müllverbrennungsanlagen führen diese Unterschiede zu einer ungleichmäßigen Verbrennung mit den Folgen einer verminderten Leistung, höherem Verschleiß und erhöhten Emissionen. In der Folge können thermische Überlastungen zu Schäden an Ausmauerung, Kessel und Rost und im schlimmsten Fall zum Stillstand der Anlage führen.

Neue Sensorik erlaubt vorausschauende Steuerung

Während konventionelle Feuerungsregelungen derzeit nur im Nachhinein auf solche variierenden Brennstoffzusammensetzungen reagieren, ist es das Ziel des Projekts, eine Regelung zu realisieren, die vorrausschauend arbeitet. Möglich wird dies, indem mit Hilfe innovativer Sensorik (u.a. 3D-Laser-Scannern) der eingesetzte Brennstoff »online« analysiert wird und in weiterer Folge der Heizwert berechnet wird. Diese Daten werden dann für eine optimierte Anlagensteuerung genutzt. Dieser Schritt soll im Projekt entwickelt und in der Großtechnik umgesetzt werden.

Ziel: Niedrigere Kosten, weniger Emissionen

Im Ergebnis kann mit der optimierten Regelung ein stabilerer, flexiblerer und effizienterer Anlagenbetrieb mit geringeren Betriebskosten und niedrigeren Emissionen erreicht werden. Würden solch proaktiven Steuerungen in allen 70 deutschen Müllverbrennungsanlagen eingesetzt werden, schätzen die Projektmitglieder das CO2-Einsparpotenzial insgesamt auf 32.000 Tonnen pro Jahr bei einer Reduzierung der Schadgasemissionen. Niedrigere Betriebskosten von MVA könnten sich zudem stabilisierend auf die Entsorgungskosten auswirken.

Die Projektpartner Fraunhofer UMSICHT, SAR GmbH Prozess- und Umwelttechnik sowie die GKS – Gemeinschaftskraftwerk Schweinfurt GmbH verknüpfen im Projekt verfahrenstechnisches Know-how mit Kompetenzen im Bereich Digitalisierung, Feuerungstechnik, Brennstoffcharakterisierung und Automatisierung. Eine erfolgreiche Realisierung des Projekts ist der Ausgangspunkt für eine grundlegende Optimierung und Weiterentwicklung von Regelstrategien im Bereich der Feststoffverbrennung.

Das Projekt mit einem Gesamtvolumen von 700.000 EUR wird mit 340.000 EUR von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert.