Planung einer Klärschlammverbrennungsanlage auf der Energieverwertungsanlage Hetlingen

Arbeitsgebiet: Trocknungs- und Verbrennungsanlagen

Kurzbeschreibung

Beschreibung der Planungsleistungen

Das Projekt wurde in einer Arbeitsgemeinschaft mit dem Büro Wandschneider und Gutjahr Ingenieurgesellschaft mbh durchgeführt. Als Unterauftragnehmer für Bautechnik und TGA war das Büro Fiedler Beck Ingenieure AG eingebunden. Zum Leistungsumfang gehörten Grundlagenermittlung, Vorplanung und Entwurfsplanung für den Neubau der Gesamtanlage, im Wesentlichen bestehend aus:

  • Schlammentwässerung und Schlammtrocknung (PFI)
  • Schlammverbrennung im Wirbelschichtofen und Kessel (W+G)
  • Wasser-Dampfkreislauf und Dampfmotor (W+G)
  • Rauchgasreinigung nach 17. BImSchV (W+G)
  • Bautechnik und TGA (FBI)
  • Elektrotechnik (PFI)
  • Prozessleit- und Automatisierungstechnik (PFI)

Es wurden insbesondere die folgenden Planungsleistungen erbracht:

  • Zusammenstellung aller Rand- und Rahmenbedingungen zum Bau der Anlage
  • Identifikation der bestgeeigneten Verfahren im Rahmen der Vorplanung
  • Anlagentechnik und Anlagenlayouts
  • Zeichnerische Dokumentation der Planungsleistungen
  • Verbrennungsrechnung, Berechnung der Abgasreinigung, Simulation Wasser-Dampf-Kreislauf, etc.
  • Verbraucher-, Messstellen- und Apparatelisten
  • Erläuterungsberichte zu allen wesentlichen Anlagenteilen
  • Erarbeitung des Gesamtterminplans
  • Investitions- und Betriebskostenermittlung
  • Wirtschaftlichkeitsberechnung (LAWA)

Kurzbeschreibung der geplanten Anlagentechnik

Die EVA Hetlingen ist für die thermische Verwertung von Klärschlamm, Rechen-, Sandfang- und Rohschlammsiebgut konzipiert. Ziel der Anlage war es, einen langfristigen sicheren, bedarfgerechten und wirtschaftlichen Betrieb der Schlammbehandlung und -Verwertung zu gewährleisten und die Energiebilanz der Kläranlage zu verbessern. Der Klärschlamm wird zunächst mechanisch in Hochleistungszentrifugen entwässert. Das Zentrat wird zusammen mit den Abläufen aus der Brüdenkondensation der Trockner zur Kläranlage zurückgeführt. Der entwässerte Schlamm wird mittels Scheibentrocknern auf etwa 40 % TR getrocknet. Als Heizmedium für die Trockner wird Sattdampf aus dem Wasser- Dampf-Kreislauf der Verbrennungsanlage verwendet. Für Ablüfte aus Schlammentwässerung-, Trocknerraum und Annahmebunker ist eine gesonderte Abluft- Behandlungsanlage vorgesehen. Der getrocknete Klärschlamm wird in einem Dickschlammsilo zur Pufferung zwischengelagert und über einen Wurfbeschicker der stationären Wirbelschichtfeuerung zugeführt, die als optimale technische Lösung herausgearbeitet wurde. Der Kessel ist als vertikaler Naturumlaufkessel konzipiert. Der Wasser-Dampf-Kreislauf nutzt die bei der Verbrennung freiwerdende Energie zur Stromerzeugung und zur Trocknung des Klärschlamms. Der im Kessel erzeugte Dampf wird über die Frischdampfschiene zum Dampfmotor geleitet.

Die Rauchgasreinigungsanlage ist für die sichere Einhaltung der Emissionsgrenzwerte der BImSchV konzipiert und besteht aus einem zweifeldrigen Elektrofilter zur Staubabscheidung, einem Sprühtrockner zur Eindampfung der Wäscherabschlämmung, Sorbenseindüsung, Gewebefilter und Natronlaugewäscher. Zur Abscheidung von Stickstoffoxiden aus den Rauchgasen wird Harnstoff bereits in die Feuerung eingedüst. Die Spannungsversorgung aller verfahrenstechnischen Verbraucher wird über  Mttelspannungs- und Niederspannungsanlagen im Schaltanlagenraum gesichert. Die Prozessleit- und Automatisierungstechnik der gesamten Anlage besteht aus den folgenden Einheiten:

  • Prozessleitebene zur Bedienung, Beobachtung, Überwachung, Protokollierung und Archivierung
  • Automatisierungsebene zur Datenerfassung und –ausgabe, Steuerung, Regelung und Überwachung
  • Prozessinstrumentierung wie z.B. Messtechnik, Magnetventile, Stell und Regelorgane

Technisches Konzept

Schlammentwässerung
Zentrifugen

Schlammtrocknung
Scheibentrockner

Verbrennungsart
stationäre Wirbelschicht

Kessel
Vertikalkessel

Rauchgasreinigung
Nasse Rauchgasreinigung gemäß 17. Blm- SchV

Prozessleit- und Automatisierungstechnik
– mehrere Bedienstationen in Zentraler Leitwarte und in der Anlage
– Multiserver-Multiclient-System
– min. 10 autarke Automatisierungsstationen

Projektdaten

Leistung Dampftrockner              3,1 MW
Verbrennungskapazität        11.000 tTR/a
Thermische Leistung                    4,6 MW
Dampfparameter          60 / 320 bar / °C
Dampfleistung                             6,4 Mg/h
Elektr. Leistung Dampfmotor    0,4 MW
Umbauter Raum                 ca. 17.600 m³

Leistungsumfang

  • Objektplanung Ingenieurbauwerke (Lph. 1 – 3, örtl. Bauüberwachung)
  • Fachplanung verfahrens- und maschinentechnische Ausrüstung sowie EMSR-Technik (Lph. 1 – 3 komplett)
  • Tragwerksplanung (Lph. 1 – 3 komplett)
  • Inbetriebnahme und Betriebsoptimierung, Betriebsanleitung