Neue Messtechnik erhöht Kraftwerks-Wirkungsgrad

Kernstück des Verfahrens ist eine neue Messtechnik auf Laserbasis, die das amerikanische Unternehmen Zolo Technologies zusammen mit Siemens entwickelt hat.

Laut dem Forschungsmagazin Pictures of the Future ist es mit der Technik erstmals möglich, den Verbrennungsprozess in einem Kohlekraftwerk in Echtzeit zu analysieren und automatisch zu optimieren. Die Experten schätzen, dass dadurch die Effizienz um drei Prozent gesteigert werden kann. Der Schadstoffausstoß wird reduziert, ebenfalls die Betriebskosten des Betreibers.

Einsatzort der neuen Messtechnik sind bis zu 100 Meter hohe und etwa zehn Meter breite Verbrennungskessel. Die Kessel verbrennen innerhalb von 15 Sekunden eine Tonne pulverisierte Kohle und erreichen dabei in ihrem Inneren eine Temperatur bis 1.400 Grad Celsius. Falls hier die Verteilung von Luft und Kohle nicht optimal ist, läuft die Verbrennung nicht homogen ab.

Der Wirkungsgrad verringert sich und es bilden sich mehr Schadstoffe, etwa Stickoxide. Bisher war die Zusammensetzung des Luft-Kohle-Gemisches weitgehend unbekannt, denn herkömmliche Messsysteme konnten nur im Rauchgas und somit weit entfernt von der Verbrennungszone messen.

Mit der Messtechnik von Siemens Fossil Power Generation und Zolo Technologies kann der Ablauf des Verbrennungsprozesses nun exakt analysiert werden. Hierfür werden an den inneren Kesselwänden auf verschiedenen Ebenen Messköpfe befestigt. Die Messungen basieren dabei auf einem Laserstrahl, der von den Messgeräten durch den Kessel geschickt wird. Verschiedene Gase absorbieren dabei das Licht – abhängig von den Umgebungstemperaturen mit mehr oder weniger Molekülen. Somit können die Gaskonzentration und die Temperatur festgestellt und der Verbrennungsprozess mittels automatisch gesteuerter Sauerstoff- und Kohlezufuhr optimiert werden.

Neben der umweltfreundlicheren Stromerzeugung ergibt sich so auch ein riesiges Einsparungspotenzial bei Kraftwerksneubauten. Zudem könnte das intelligente Messverfahren auch bei Gasturbinen oder in Raffinerien eingesetzt werden. (IN 2008.05.5)