Energetische Optimierung einer thermischen Abfallverwertungsanlage

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit werden Vorschläge zur Optimierung einer bestehenden Abfallverwertungsanlage generiert. Die untersuchte Anlage befindet sich am Standort Wels und wird von der AVE Österreich GmbH betrieben. Die ganzheitliche Betrachtungsweise und die damit einhergehende Berücksichtigung aller systemrelevanten Faktoren stehen dabei im Vordergrund.<br />In einem ersten Schritt wird der Ist-Zustand der Anlage betrachtet und analysiert. Dabei wird auf die Prozesssimulationssoftware IPSEpro zurückgegriffen. Damit kann der Wasser-Dampf-Kreislauf sowie die Rauchgasreinigung der beiden Verbrennungslinien modelliert werden. Um einen Gesamtwirkungsgrad zu erhalten, wird einerseits der thermische Kreislaufwirkungsgrad durch das Modell berechnet, andererseits werden alle kontinuierlich laufenden, elektrischen Verbraucher des Kraftwerks berücksichtigt. Die Modelle der Rauchgasreinigung sowie eine Darstellung der elektrischen Verbraucher runden das Bild, des Ist-Zustandes der Anlage, ab.<br />Ausgehend vom Gesamtwirkungsgrad der Anlage, lassen sich alle vorgeschlagenen Effizienzmaßnahmen bezüglich ihres Verbesserungspotentials überprüfen. Die Grundlage für die untersuchten Vorschläge bilden bereits existierende, innovative Verbesserungsmaßnahmen an bestehenden Abfallverwertungsanlagen. Sie betreffen insbesondere den Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks.<br />Aufgrund der Quantifizierung des energetischen Nutzens, wird ein bestmöglicher Fall modelliert, welcher eine Kombination aus den verschiedenen Einzelmaßnahmen darstellt. Schlussendlich lässt sich auch die Wirtschaftlichkeit der einzelnen Vorschläge über den gesteigerten Wirkungsgrad und den durchschnittlichen Strompreis ermitteln.<br />Abschließend werden die Umsetzungsmöglichkeiten der effizienzsteigernden Maßnahmen diskutiert und aktuelle Ansätze näher beleuchtet.<br />

The aim of this thesis is to generate advices to optimize an existing municipal waste- fired power plant. The reviewed facility is located at the city of Wels/Austria and operated by AVE Österreich GmbH.<br />The study is focused on giving a comprehensive and integral approach to all aspects which influence the system.<br />First of all, the actual situation of the facility gets analysed by using the process simulation environment IPSEpro. It has been designed to simulate and to solve problems, which appear at processes in energy engineering. In the present case the steam cycle and the flue gas cleaning system of the two incineration lines are analysed with this particular software. To get an overall efficiency the steam cycle gets calculated by the software and the electric demand is taken into account. To complete the data acquisition a global illustration of the main electric consumers is added.<br />By using the main efficiency of the existing facility it becomes easy to screen the performance of each optimisation step. Especially innovative optimisations of existing solutions are the basis of these reviewed proposals. Because it is possible to quantify the energetic benefit by using IPSEpro, it is obvious to create also a Best Case which includes different optimisations. By using the increased overall efficiency and the average electricity tariff it also gets possible to measure the economic benefit of each optimisation technique.<br />Finally, the thesis takes the implementation possibilities of each optimisation step into consideration.