Lesen Sie in der März-Ausgabe 2020 der KA, Rubrik „Kreislaufwirtschaft, Energie, Klärschlamm“ auf Seite 185:
„Ökologischer Fußabdruck von Klärschlamm-Karbonisat und von Klärschlamm-Asche im Vergleich“
Die französische Firma ENOGIA mit Sitz in Marseille entwickelt und produziert Systeme zur Umwandlung von Wärme in elektrischen Strom, die auf der Kombination des Organic Rankine Cycle (ORC) mit einer exklusiven und patentierten Mikroturbinentechnologie basieren. (mehr …)
Unser erstes Stirling-BHKW ist erfolgreich auf der zentralen Kläranlage Niederfrohna (Sachsen) in Betrieb genommen worden. Die Kläranlage mit einer Kapazität von 40.000 EW reinigt Abwasser häuslicher und industrieller Herkunft biologisch nach dem SBR-Verfahren (Sequencing Batch Reactor).
WUDAG hat von Stirling Denmark den Motor, die Brennkammer und die Bediensteuerung bezogen und in Eigenregie die Brennersteuerung konzipiert. Zusätzlich oblag der Firma WUDAG die Aufgabe, eine Klärgasstrecke aufzubauen und die Anlage in das bestehende Heizsystem und das Prozessleitsystem zu integrieren. Die erfolgreiche Inbetriebnahme der Anlage erfolgte im Mai 2010 auf der Kläranlage in Niederfrohna.
Der anfallende Klärschlamm wird anaerob stabilisiert. Das dabei gewonnene Klärgas weist einen Methangehalt von 50 bis 60 Prozent auf. Auf dem Weg vom Gasspeicher zum Stirling-BHKW durchläuft das Klärgas lediglich einen biologischen Entschwefler und zwei Kondensatabscheider, obgleich das Klärgas reich an Siloxanen ist. Aufgrund der externen Verbrennung im Stirling-BHKW erfolgt keine sonst gebotene weitergehende Klärgasaufbereitung, beispielsweise mit einem Aktivkohlefilter. Die Verbrennungsluft wird im Gegenstromprinzip in der Brennkammer vorgewärmt, so dass die Abgase am Ausgang der Brennkammer eine mittlere Temperatur von nur noch ca. 425°C aufweisen.
Ein nachgeschalteter Abgaswärmetauscher kühlt die Abgase weiter ab auf etwa 100°C. Die Kühlung des Stirling-Motors, der Brennkammer sowie der Abgase ermöglichen in Summe eine thermische Nutzleistung von bis zu 120 kWtherm. Die Wärme wird überwiegend für die Temperierung des mesophil betriebenen Klärschlamm-Faulreaktors und darüber hinaus für die Heizung der Betriebsräume genutzt. Der nach dem Stirling-Prinzip erzeugte Strom mit einer Leistung von bis zu 35 kWel dient ausschließlich zur Deckung des Eigenbedarfes der Kläranlage. Die Betriebsweise des Stirling-BHKW ist auf eine Grundlastabsicherung ausgelegt.
Wegen der guten Wirkungsgrade auch im Teillastbereich kann es kontinuierlich betrieben werden. Dabei erfolgen die Steuerung der zugeführten Menge an Klärgas, die Regelung der Verbrennungsluft sowie der gesamte Anlagenbetrieb vollautomatisch. Sie ist in das Prozessleitsystem der Kläranlage integriert.
Nach fast 11.000 Betriebsstunden im Klärgasbetrieb, wurde im April 2017 die zweite planmäßige Wartung des Stirling-BHKWs auf einer kommunalen Kläranlage in Sachsen durchgeführt. Die Inspektion zeigte, dass sich der Stirling-Motor nach wie vor in einem einwandfreien Zustand befindet. …
Ein weiterer Teilabschnitt wurde im Februar 2017 erfolgreich abgeschlossen.
Mit über 10.000 Betriebsstunden auf einer kommunalen Kläranlage etabliert sich der Stirling-Motor als wertvoller Grundlastversorger für Strom und Wärme. (mehr …)
WUDAG ist Teilnehmer und Aussteller der „EnergieTage Abwasser und Biogas“der DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V am 08. und 09. September 2015 in Wuppertal.
Nach etwa 5.500 Betriebsstunden mit dem Klärgas einer kommunalen Kläranlage wurde Ende Januar die erste planmäßige Wartung des Stirling-BHKWs durchgeführt. Aus der Inspektion ging hervor, dass sich der Stirling-Motor in einem sehr guten Zustand befand und noch etwa 500 weitere Betriebsstunden wartungsfrei hätte betrieben werden können.
Wichtige Dichtungen und Filter wurden gewechselt und die beiden Zylinder mit Kolben für die Generalüberholung ausgebaut und durch neue ersetzt. Ein Ölwechsel war nicht notwendig. Durch den Betrieb mit dem problematischen Brennstoff wurde feines Siloxan in der Brennkammer abgelagert. Konstruktiv bedingt blieb der Stirling-Motor davon unberührt und somit schadlos. Der feine Staub konnte leicht vom Boden der Brennkammer abgesaugt werden.
Das Stirling-BHKW wurde durch die Wartung in einen neuwertigen Zustand gebracht. Somit steht einem erneuten kontinuierlichen Dauerbetrieb zur Grundlastabsicherung von bis zu 6.000 Betriebsstunden bis zur nächsten Inspektion nichts im Weg.
WUDAG ist für den Service der Cleanergy GasBox zertifiziert.
Positive Zwischenbilanz einer innovativen Technologie:
Über 5.000 Betriebsstunden sind seit der Inbetriebnahme des Stirling-Motors im Februar 2015 vergangen. Mit einer elektrischen Nennleistung von etwa 7 kW wurden fast ebenso viele Volllaststunden erreicht. Insegesamt konnten damit bereits 35.000 kWh Strom und über 100.000 kWh Wärme für die Grundlastversorgung bereitgestellt werden.
Das im Dauerbetrieb arbeitende Klärgas-BHKW wurde nur im Sommer in Zeiten verringerter Wärmebedarfe heruntergefahren und steht nun bald der ersten planmäßigen Inspektion seit Inbetriebnahme entgegen. Die WUDAG stuft die lange störungsfreie Betriebszeit als vollen Erfolg ein. Wir konnten zeigen, dass die Cleanergy GasBox in ihrem Leistungssegment die optimale Wärmekraftmaschine ist, um aus problematischen Bio- und Klärgasen Strom und Wärme zu gewinnen.
