Advanced Staged Combustion

Ein Feuerungskonzept zur Emissionsreduzierung und Leistungssteigerung

• Robert von Raven
• Axel Hanenkamp

Zur Steigerung von Anlagenleistungen und weiterer Verringerung der Emissionen hat MARTIN das ASC (Advanced Staged Combustion) Feuerungskonzept entwickelt und großtechnisch erfolgreich validiert. Die wesentlichen Aspekte dieses neuen Feuerungssystems sind: Das Abgas des Feuerraums wird durch die Düsenanordnung der Sekundärluft vergleichmäßigt und stufenweise ausgebrannt. Die Temperaturverteilung im Feuerraum kann durch die einzelnen Düsenebenen gezielt beeinflusst werden, was sich positiv auf Schlackefluss und die Wärmeverteilung auswirkt. Eine Absenkung des Gesamtluftüberschusses auf 5,5 Vol.-% tr. (entsprechend 4,4 % feucht) ist möglich, dies führt zu einer Verbesserung der Gesamteffizienz, da durch Absenken des Abgasvolumenstroms
– die Abgasverluste sinken, wodurch der Wirkungsgrad des Kessels steigt,
– der elektrische Eigenverbrauch der Anlage sinkt wodurch der elektrische Nettowirkungsgrad der Anlage steigt und
– eine kleinere Abgasreinigungsanlage und kleinere Ventilatoren geplant werden können wodurch eine zum Teil erhebliche Kostenreduktion erzielt werden kann.
Die Erkenntnisse der Versuche und die Validierungsergebnisse werden genutzt, um neue Anlagen auszulegen und bestehende zu modernisieren. In Zukunft wird die thermische Abfallbehandlung jedoch nicht nur energieeffizient und schadstoffarm zu betreiben sein. Sie wird darüber hinaus eine wichtige Position in der Kreislaufwirtschaft zur weitgehenden Rückgewinnung von Ressourcen spielen.

To increase plant efficiency and to further reduce emissions MARTIN developed the ASC (advanced staged combustion) firing concept and validated it successfully on a large technical scale. The essential aspects of this new combustion system are: Due to the nozzle arrangement of the secondary air the flue gas of the combustion chamber is homogenized and burned gradually. The temperature distribution in the combustion chamber can be specifically influenced by the single nozzle levels which affects slag flow and heat distribution in a positive way. A decrease of the total excess air to 5.5 vol.% dry (respectively 4.4 % moist) is possible, this results in an increase of total efficiency since due to decreasing the flue gas volume flow
– the flue gas losses are reduced, resulting in an increase of the degree of efficiency of the boiler,
– the electric self-consumption of the plant decreases, by what the electrical net efficiency of the plant increases and
– a smaller flue gas cleaning plant and smaller fans can be planned, in part resulting in considerable cost reductions.
The findings of the tests and the validation results are used to layout new and to modernize existing plants. However, in the future thermal waste treatment will not only be operated very energy efficient and low-emission. In addition it will play an important role in the recycling economy for the extensive recovery of resources.