Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Vorhersage und Reduktion von Schadstoffemissionen in Biomassefeuerungen durch Einsatz intelligenter Regler; Teilvorhaben 1: Koordination - Akronym: EmissionPredictor

Anschrift
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Technische Fakultät - Department Chemie- und Bioingenieurwesen - Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik
Fürther Str. 244 f
90429 Nürnberg
Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Karl
Tel: +49 911 5302-99021
E-Mail schreiben
FKZ
22040318
Anfang
01.04.2019
Ende
30.09.2022
Ergebnisverwendung
Die demonstrierten Maßnahmen zur Verringerung von Emissionen sollen im Rahmen eines Leitfadens sollen Anlagenbetreibern und -herstellern zugänglich gemacht werden. Mit der technischen Umsetzung der Maßnahmen erfolgt damit verbundene Wertschöpfung direkt bei einer Vielzahl von Heiz(kraft)werken. Es wird erwartet, dass durch die Einbindung des Heizkraftwerks Altenstadt ein Multiplikatoreffekt innerhalb der Branche erreicht werden kann. Über Consultingleistungen werden die FAU und vor allem aixprocess mit der Simulationsmethodik eine wirtschaftliche Verwertung sicherstellen. Ein vollkommen neuer Weg wird mit dem Emissionskontrollsystem zur Feuerungsoptimierung beschritten. aixprocess wird die Adaption von erfahrungsbasierter Regelungstechnik auf ein Biomasseheizkraftwerk realisieren und demonstrieren. Ein erfolgreicher Projektabschluss wird hier dazu führen, dass dieser Optimierungsansatz eine weite Verbreitung finden wird. Die Technologie ist übertragbar auf den gesamten Wärme- und Strommarkt basierend auf der Verbrennung von biogenen Festbrennstoffen. Für die Anwendung in anderen Anlagen wird stets ein gezieltes Detailengineering vor allem hinsichtlich der Schnittstellen vorausgehen, weshalb auch hier von einer langandauernden Wertschöpfung bei der Firma aixprocess bzw. etwaiger Mitbewerbern auszugehen ist, die gleichzeitig auch den Fortbestand von Biomasseheizkraftwerken fördern wird. Die wissenschaftliche Verwertung ist durch eine regelmäßige Präsentation der Projektergebnisse auf Konferenzen und innerhalb wissenschaftlicher Artikel obligatorisch für ein Forschungsprojekt mit starker Industriebeteiligung.
Aufgabenbeschreibung
Das Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, die Bildung gasförmiger Schadstoffemissionen (Kohlenmonoxid und Stickoxide) in einer Biomassefeuerung mittels numerischer Simulation zu beschreiben, um damit eine on-line Optimierung der Verbrennungsführung zu ermöglichen. Der innovative technologische Aspekt ist dabei, den "Machine learning"-Ansatz von selbstlernenden und damit erfahrungsbasierten Regelungsstrategien erstmals auf Biomasseheizkraftwerke zur Optimierung des Emissionsverhaltens zu adaptieren und dessen Potenzial im Rahmen eines Einsatzes an einer realen Anlage zu demonstrieren. Das vorgeschlagene Projekt wird vom Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg koordiniert; Projektpartner sind die aixprocess GmbH und die Heizkraftwerk Altenstadt GmbH. Dazu sollen zunächst Modelle zur Schadstoffbildung in numerische Simulationstools integriert und die Emissions-Vorhersage für instationäre Betriebsweisen der Feuerung zu validiert werden. Darüber hinaus werden Regelungsmechanismen auf Basis statistischer und selbstlernender Methoden entworfen, um damit eine on-line-Feuerungsoptimierung während des Betriebs mit schwankenden Brennstoffeigenschaften zu erreichen. Diese Vorgehensweisen werden kombiniert, um ein On-line Emissionskontrollsystem aufzubauen und in einem Heizkraftwerk zu erproben. Dieses Kontrollsystem agiert als zusätzlicher Rechner in der Leitwarte und liefert dem Betreiber erweiterte Informationen bezüglich der aktuellen Betriebsparameter liefert sowie auch bereits aktive Regeleingriffe vorschlägt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist somit ein Beitrag zur Senkung der Schadstoffemissionen bzw. Einhaltung von gültigen Grenzwerten während des Betriebs von Biomassefeuerungen bei gleichzeitiger Erweiterung des Brennstoffbandes hin zum vermehrten Einsatz von landwirtschaftlichen Reststoffen.

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