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| Biomasse-Heizkraftwerk Ilmenau GmbH; Ilmenau (Deutschland) | | Ökologisch und effizient | Ein Biomasse-Heizkraftwerk erzeugt für Ilmenau am Thüringer Wald umweltfreundlich Strom und Wärme. Auch die Antriebssysteme sind für maximale Effizienz mit Frequenzumrichtern ausgestattet. Durch den drehzahlvariablen Betrieb lassen sich die Prozesse wesentlich exakter und damit effektiver regeln, die Anlage schonender fahren und der Energiebedarf sinkt deutlich. Die eingesetzten Frequenzumrichter zeichnen sich zudem durch besonders einfache Bedienung aus.
Die Anlage der Biomasse-Heizkraftwerk Ilmenau GmbH (BHI), einer Tochtergesellschaft der Saar Energie AG, wurde in einer Bauzeit von weniger als zwei Jahren errichtet. Das Heizkraftwerk erzeugt aus Altholz der Klassen A1 - A3 jährlich 31.420 Megawattstunden Strom und 67.990 Megawattstunden Wärme. Damit deckt es etwa ein Viertel des Stromverbrauchs der Stadt Ilmenau ab sowie etwa die Hälfte des Fernwärmebedarfs. Die Verwendung von Altholz als Brennstoff erspart der Umwelt im Vergleich zu herkömmlichen Heizkraftwerken rund 39.400 Tonnen CO2. Für den Verbrennungsprozess im Biomasse-Kessel muss dabei über Ventilatoren Frischluft zugeführt und das bei der Verbrennung entstehende Rauchgas durch Saugzugsgebläse abgeführt werden. Um die Frischluftzufuhr und Rauchgasabfuhr optimal regeln zu können, sind die Ventilatoren und Gebläse mit drehzahlvariablen Antriebssystemen ausgestattet.
Exakt und sparsam
Luftstromregelung über die Motordrehzahl ist wesentlich exakter als bei mechanischen Regelkonzepten wie einer Drosselklappe. Außerdem entlastet der Frequenzumrichter durch sanften An- und Auslauf den gesamten Antriebsstrang. Nicht zuletzt spart der drehzahlveränderbare Betrieb insbesondere bei Anwendungen mit quadratischem Lastmoment, also Strömungsmaschinen wie Lüfter, Gebläse oder Pumpen, im Vergleich zu Festdrehzahlmotoren sehr viel Energie. Im Gegensatz zu Festdrehzahlmotoren, die immer mit voller Drehzahl laufen, lässt sich bei drehzahlgeregelten Antriebssystemen mit Frequenzumrichtern die Leistung stets genau den aktuellen betrieblichen Erfordernissen anpassen. Je nach Anlagenkennlinie senkt dies den Energiebedarf bis zu 50 %. Aufgrund dieser großen Einsparungen amortisiert sich die Anschaffung eines Frequenzumrichters oft schon nach einigen Monaten. Gleichzeitig verbessert sich die Ökobilanz der Anlage, da deutlich weniger Strom bezogen werden muss.
Während bei den Frischluftzufuhr-Lüftern, die kleinere Leistungen haben, Frequenzumrichter Micromaster 440 der Siemens AG die Drehzahlregelung übernehmen, kommt bei dem 250-kW-Niederspannungsmotor N-compact des Saugzuges mit Sinamics G150 ein Vertreter der neuen Antriebsgeneration vom gleichen Hersteller zum Einsatz.
Neue Antriebsgeneration
Die neue Antriebsgeneration zeichnet sich durch eine technologische Basis für alle Ausprägungen, also für sämtliche Leistungs- und Spannungsklassen und Anwendungen aus. Allen gemeinsam sind die einheitliche und einfache Projektierung, Inbetriebnahme und Bedienung. Sinamics G150 ist dabei das Gerät für Antriebsaufgaben ohne Netzrückspeisung, beispielsweise Strömungsmaschinen wie Lüfter, Gebläse oder Pumpen. Beim Saugzuggebläse im Biomasse-Heizkraftwerk Ilmenau hat der Antrieb die Aufgabe über das Anpassen der Motordrehzahl den Unterdruck herzustellen, der einen optimalen Abtransport des Rauchgases gewährleistet. Das Antriebssystem muss dabei schnell und exakt auf den sich ständig ändernden Druck im Verbrennungskessel reagieren. Dieser Druck wiederum ist von der momentanen Verbrennungsintensität und der Frischluftzufuhr abhängig. Ein Softwareregler errechnet aus den aktuellen Messwerten den notwendigen Unterdruck und gibt den entsprechenden Drehzahlsollwert an Sinamics G150 weiter. Dieser passt die Drehzahl sofort an und das Saugzuggebläse fährt somit ständig genau im prozesstechnisch und energetisch optimalen Betriebspunkt.
Einfach in Inbetriebnahme und Betrieb
Der gewählte Antrieb profitiert von allen Vorteilen der neuen Antriebsfamilie, insbesondere der einfachen Handhabung. Durch eine breite Palette verfügbarer Komponenten und Optionen lässt sich das Gerät in seiner Ausstattung jeweils an die kundenspezifischen Anforderungen anpassen. Der unkomplizierte Aufbau macht es robust und zuverlässig. Im Servicefall lassen sich die Module mit wenigen Handgriffen austauschen. Werkseitig auf die Antriebsaufgaben vorkonfiguriert lassen sich die Geräte außerdem besonders einfach in Betrieb nehmen und bedienen. Durch das übersichtliche Bedienkonzept muss sich der Kunde nur mit den Funktionalitäten beschäftigen, die er wirklich braucht. Die unkomplizierten und einfachen Bedien- und Inbetriebnahmefunktionen stellt ein Grafikdisplay mit Klartextanzeige bereit, mit dem der G150 wie alle Sinamics-Schrankgeräte ausgestattet ist. Bei der Inbetriebnahme machen die selbsterklärenden Texte zusätzliche Handbücher überflüssig. Im Betrieb lassen sich die Antriebsparameter wie beispielsweise Strom-, Drehzahl-Istwert und Drehzahl-Sollwert in Balkendarstellung anzeigen.
Das Grafikdisplay hat sich bei uns schon während der Inbetriebnahme als sehr komfortabel erwiesen. Gab es einmal eine Störmeldung, hat das Gerät dort sofort selbstständig Maßnahmen zur Lösung vorgeschlagen. Das sonst oft übliche langwierige Nachblättern in Parameterlisten war damit überflüssig", sagt Herr Hartmann von der Firma Jenconsult Laasdorf, Planungs- und Handelsgesellschaft für Anlagenbau mbH. Jenconsult hatte als Systemintegrator Planung, Engineering, Anlagenintegration und Inbetriebnahme der Automatisierungs- und Antriebstechnik übernommen. Dazu gehörte neben der Konfiguration der Antriebssysteme unter anderem auch dessen Einbindung in das übergeordnete Automatisierungssystem über eine speicherprogrammierbare Steuerung Simatic S7-400 und die Visualisierung der Gesamtanlage über das Prozessvisualisierungssystem Simatic WinCC.
Seit Mitte 2005 läuft der Betrieb im Heizkraftwerk problemlos, Energie und Kosten sparend - den Betreiber und die Umwelt freut's.
erschienen in : UmweltMagazin 9/06 |
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