OptiMaDyn

Optimierung der Regelung von Müllverbrennungsanlagen durch dynamische Prozessmodellierung und den Einsatz innovativer Monitoringmethoden

Motivation

In einem modernen Abfallwirtschaftssystem trägt neben Recycling und Kompostierung auch Müllverbrennung zu einer effizienten und umweltschonenden Verwertung von Ressourcen bei. Eine große Herausforderung der Müllverbrennung stellt die heterogene Abfallzusammensetzung dar, da die brennstofftechnischen Eigenschaften dessen kaum vorhersagbar sind. Die bei der Verbrennung freiwerdende Energie und die damit erzeugte Dampfmenge in der Müllverbrennungsanlage variieren abhängig von der Müllbeschaffenheit. Dies führt zu einer suboptimalen Prozessführung verursacht durch eine ungleichmäßige Verbrennung.  Die hieraus entstehenden Temperaturschwankungen sind mitverantwortlich für eine erhöhte Entstehung von Schadstoffen und einer Schwankung der Laststabilität in der Strom- als auch Wärmeerzeugung. Innovative Regelungsverfahren versprechen durch eine bessere Prozessführung eine Einschränkung der thermischen Schwankungen, und somit auch eine konstantere Blockleistung sowie eine Verringerung der Schadstoffentstehung. Ergänzend zu einer besseren Regelung kann das Prozessverhalten durch ein frühzeitiges Erkennen (Monitoring) von Störungen verbessert werden und das dynamische Verhalten der Müllverbrennungsanlagen mittels CFD-Simulationen nachvollzogen werden.

Ziele

Das Ziel dieses Projektes ist die Optimierung der Regelung von Müllverbrennungsanlagen durch den Einsatz von dynamischer Prozessmodellierung in Kombination mit einem erweiterten Monitoringsystem und detaillierten CFD- und DEM-Simulationen.

Die optimierte Regelung soll zu einer erhöhten Laststabilität und -flexibilität bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit und niedrigen Schadstoffemissionen führen. Darüber hinaus soll die detaillierte Prozess- und CFD-Modellierung zu einem grundlegenderen Verständnis des dynamischen Verhaltens von Müllverbrennungsanlagen beitragen. Mithilfe dessen sollen Maßnahmen zur Erhöhung des Wirkungsgrades bei unterschiedlichen Betriebsarten gefunden werden.

Fördergeber

BMWK Forschungsvorhaben – „Innovationen für die Energiewende“

Projektpartner

Ansprechpartner

Moritz Westermeier, Matías Fierrro