Neue Anlagenregelung erhöht Wirkungsgrad

Das Heizkraftwerk besteht aus einem 2,5 MWth-Warmwasserkessel, einer 1,5 MWth-Rauchgaskondensationsanlage und einem 5 MWth-Thermalölkessel. Darüber hinaus produziert man mit einem 600 kWel-ORC-Modul Strom. Zur Abdeckung von Spitzenlasten ist ein 5 MWth-Ölkessel vorgesehen. Die Fernwärme versorgt den angrenzenden Skihersteller Atomic, die Therme Amadé sowie 250 Tarifkunden in der Umgebung.
Pro Jahr verheizt man in Altenmarkt rund 66.000 srm Hackschnitt, Rinde sowie Restholz und produziert damit 32 GWh Wärme und 3 GWh Strom.

„Der Betrieb und die Versorgung der Kunden mit ausreichend Energie stellen für die Anlagenführung komplexe Aufgaben dar. Seit der Errichtung des Heizkraftwerkes 2004 und der anschließenden Erweiterung 2008 mit dem Warmwasserkessel spürte man, dass die Anlage nicht optimal lief“, erklärt Günther Seifter, Geschäftsführer der Holzwärme Altenmarkt. Zwar versuchte man punktuell Lösungen zu finden, jedoch schaffte man, durch die Veränderung von Parametern gleichzeitig neue Probleme.

Optimierung der Regelungstechnik

In einem Managementseminar 2011 für Heizkraftwerksbetreiber referierte Geschäftsführer Richard Wipp über Einsparungspotenziale, die durch die Optimierung der Regelungstechnik möglich sind. Dies weckte das Interesse von Seifter und er ließ von Voigt+Wipp Engineers, Wien, ein Audit durchführen. Dabei stellte man ein großes Steigerungspotenzial der Leistung und des Wirkungsgrades allein durch eine Regelungsoptimierung fest.

„Wir wussten zu Beginn nicht, ob wirklich so viel Potenzial vorhanden war. Deshalb entschieden wir uns für ein Energieeffizienz-Contracting“, erklärt Seifter. Dabei rechnete man das Projekt anhand der tatsächlichen Einsparungen ab. Gemeinsam definierten die Projektpartner messbare Parameter, die zur Ermittlung der Verbesserungen dienten. Man verglich lastbereinigt den Biomasseeinsatz, die Öleinsparung, den Eigenstrombedarf sowie die ORC-Verstromung nach der Durchführung der Maßnahmen mit den Werten davor.

Amortisationszeit drei Jahre

„Voigt+Wipp hat eingehalten, was es versprochen hat. In weniger als drei Jahren haben wir die zinsgestützten Projektkosten erwirtschaftet“, zeigt sich der Geschäftsführer zufrieden. Umgesetzt wurden unter anderem zwei neue BCS (Biomass Control Solution)-Feuerleistungsregelungen. Darüber hinaus wurde ein Lasthierarchiemanagement implementiert, welches festlegt, wie die benötigte Wärme am wirtschaftlichsten auf die einzelnen Erzeuger aufgeteilt wird.

„Durch die regelungstechnischen Optimierungsmaßnahmen werden die Kessel nun gleichmäßiger betrieben, wodurch Störungen minimiert und Einsatzzeiten des Spitzenlastkessels deutlich reduziert wurden. Neben einem verbesserten Wirkungsgrad schont dies die gesamte Anlage und erhöht die Nutzungsdauer“, erklärt Michael Kupa, Projektleiter von Voigt+Wipp. Positiver Nebeneffekt des Projektes war, dass der Betreiber zusätzliches Wissen über die Instandhaltung der Anlage generieren konnte.

Zahlreiche Folgeprojekte

Aufgrund der erfolgreichen Zusammenarbeit bei der Regelungsoptimierung ließ man von Voigt+Wipp die Rauchgaskondensationsanlage neu planen. Diese wies aufgrund der baulichen Beschaffenheit, eine ineffiziente Wärmerückgewinnung auf. Spezielle Leitbleche innerhalb des Kondensators sorgen nun für eine gleichmäßige Anströmung des Wärmetauschers durch das Abgas und ermöglichen eine optimale Ausnutzung der verbauten Wärmetauscherfläche. Mit dem Eindüsen von Wassertröpfchen in das Rauchgas erhöht man zudem die Effizienz. „Da der Taupunkt durch diesen Vorgang erhöht wird, erreicht man eine gesicherte Nassfahrweise. Damit werden eine Verschmutzung und eine mögliche Korrosion der Wärmetauscherbündel verhindert und somit die Effizienz und die Lebensdauer der Anlage erhöht“, erklärt Kupa. „Mit der neuen Kondensation ersparen wir uns bis zu 80.000 € Brennstoffkosten pro Jahr“, verweist Seifter.
Weiters erhielt Voigt+Wipp den Auftrag, ein Umbaukonzept auszuarbeiten, um den abrasiven Verschleiß des Thermalölkessels einzudämmen. Die Rohrwanddicke des Wärmetauschers wurde durch den Abrieb beträchtlich reduziert, beschreibt Seifter. Durch den vom Ingenieurbüro geplanten Umbau werden der Verschleiß und der Druckverlust im Kessel stark reduziert. Der für das Absaugen der Rauchgase benötigte Ventilator – ein 55 kW-Motor – benötige nun um 20 % weniger Strom, erläutert der Geschäftsführer.
Aufgrund der hohen Einsparungen führte Voigt+Wipp weitere Energieeffizienzaudits und Regelungsoptimierungen an Biomasseheizwerken der Salzburg AG durch.