Analyse eines Dampferzeugers zur emissionstechnischen Optimierung

Durch eine detaillierte feuerungs- und wärmetechnische Analyse eines industriellen Dampferzeugers werden konstruktive und betriebliche Möglichkeiten der emissionstechnischen Optimierung für die Erdgas- und Heizölverbrennung aufgezeigt. Es wurden sowohl experimentelle als auch numerische Untersuchungen im Modell- und Originalmaßstab durchgeführt. Durch den Einsatz optischer Verfahren (LDA, LIF) am Modell konnten die Zusammenhänge zwischen Brennerkonstruktion, Verbrennungsreaktion und Schadstoffbildung aufgeklärt werden. Diese Erkenntisse wurden am Original mit neu entwickelten Temperatursonden bestätigt. Die Auswirkungen auf das wärmetechnische Verhalten des Dampferzeugers wurden mit einer neuartigen Wärmestromdichtensonde gemessen.
Die begleitend zu den Messungen durchgeführten umfangreichen CFD-Rechnungen gaben die experimentellen Resultate gut wieder. Je nach Feinheit der Diskretisierung konnten wertvolle Erkenntnisse über die Verhältnisse im Flammengebiet bzw. am Feuerraumaustritt erzielt werden.
Als Ergebnis der Analyse wurde durch eine optimierte Betriebsweise in Verbindung mit einer verbesserten Brennereinstellung eine Minderung des Schadstoffausstosses um ca. 20 % bei gleichzeitig leicht erhöhtem exergetischen Teillastwirkungsgrad der Anlage erreicht.