Betriebsoptimierung von Kohlekraftwerksfeuerungen durch Experiment und Simulation

Wird die Betriebsweise von Kohlenstaubfeuerungen nicht an die Qualität des jeweils einzusetzenden Brennstoffs angepasst, können sich Betriebsprobleme wie erhöhte Schadstoffemissionen, Verschmutzungen, Verschlackung und Korrosion der Wärmeübertragerrohre oder eine reduzierte Dampfproduktion einstellen. Eine Optimierung des Feuerungsbetriebs wird notwendig, um eine verminderte Verfügbarkeit, Effizienz und somit Wirtschaftlichkeit des Kohlekraftwerks zu verhindern. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methode zur Betriebsoptimierung von Kohlekraftwerksfeuerungen entwickelt und beschrieben, die auf dem kombinierten Einsatz von computergestützten Simulationen und experimentellen Untersuchungen der Feuerungsprozesse von Kohlekraftwerken basiert. Mit Hilfe der Feuerraumsimulationen lassen sich die Verbrennungsbedingungen in der Feuerung mit hoher örtlicher Auflösung detailliert wiedergegeben. Durch den kombinierten Einsatz mit der experimentellen Untersuchung, d. h. mit Messungen in der realen Feuerung, kann die Verlässlichkeit der berechneten Vorhersagen überprüft und quantifiziert werden. Dieser Verifikationsprozess ermöglicht es, etwaige Auswirkungen einer veränderten Betriebsweise realitätsnah vorherzusagen und somit eine optimierte Betriebsweise der Feuerung zu erarbeiten, ohne den realen Betrieb der Feuerung zu stören. Die zur Umsetzung der Methode notwendigen Werkzeuge - die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten und die schon bewährten Großkraftwerksmesssysteme und die für die Feuerraumsimulation notwendige Modellierung – werden in der Arbeit beschrieben. Es werden die für die Anwendung relevanten Erfordernisse und Randbedingungen, wie Messorte, Messgrößen oder Versuchsbedingungen, dargestellt.