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ANHANG A. MASSEN- UND ENERGIEBILANZEN DER UNTERSUCHTEN VHKW
A.2 Massen- und Energiebilanz des Viking-VHKW
In der Zeit vom 7.4. bis zum 11.4.2003 wurde eine Messkampagne am Viking-VHKW der
Dänisch Technischen Universität (DTU) durchgeführt. Um die Massen- und Energiebilanzen zu
schließen, wurden alle dafür notwendigen Massenströme, Drücke und Temperaturen aufgenommen.
Wie in Abbildung 9.5 zu erkennen ist, kam es am 8.4.2003 zu einer Unterbrechung des kontinuierlichen
Anlagenbetriebs. Da es in den darauffolgenden Tagen zu keinen weiteren Unterbrechungen
des Anlagenbetriebs kam, werden zum Schließen der Massen- und Energiebilanzen die Messdaten
vom 9.4.2003 von 0:00 bis 24:00 Uhr herangezogen.
Massenbilanz
Zur Ermittlung des Massenstromes der Biomasse wurde am 9.4.2003 über einen Zeitraum von
6 Stunden die Biomasse gewogen und manuell zugeführt. Dabei wurden Proben genommen und
die Zusammensetzung, der Wassergehalt und der Heizwert bestimmt. Die aus dem Kondensator
und dem Gaspuffer abgeführten Kondensatmassenströme wurden über einen Zeitraum von 46,5
Stunden (9.4.2003, 11:45 Uhr bis 11.4.2003, 10:20 Uhr) ermittelt. Die Vergasungsluftmenge
wurde am 9.4.2003 über einen Zeitraum von 4 Stunden volumetrisch gemessen.
Die dem BHKW zugeführten Verbrennungsluft- und Motorabgasmassenströme wurden nicht
gemessen. Der Massenstrom des Motorabgases wird über eine Energiebilanz am Wärmetauscher
WT4 (Abbildung 9.4) bestimmt. Aus dem Massenstrom des erzeugten Reingases und des
Motorabgases wird der dem Motor zugeführte Massenstrom der Verbrennungsluft berechnet.
Über einen Zeitraum von 50 Stunden wurde der im Vergasungsreaktor und am Gewebefilter anfallende
Aschemassenstrom bestimmt. Es wurden 0,007 kg/h Asche aus der Anlage ausgeschleust.
Der durch die Biomasse eingebrachte Aschemassenstrom betrug jedoch 0,114 kg/h. Wie sich am
Ende der Messkampagne zeigte, agglomerierte ein Großteil der Asche im Vergasungsreaktor
und wurde während des Betriebs nicht ausgetragen. Dies geschah, da ein Absperrhahn am
Ascheaustragssystem versehentlich geöffnet war und so Luft durch das Aschebett am Boden des
Vergasungsreaktors gezogen wurde. Mit dieser Luft wurde der Restkohlenstoff der Bettasche
oxidiert und die Temperatur im Aschebett angehoben. Es kam zur Ascheerweichung, sodass die
Bettasche teilweise am Boden des Vergasungsreaktors agglomerierte.
Zusätzlich zu den Messwerten, die zum Schließen der Massenbilanz des VHKW herangezogen
werden, wird in Tabelle A.5 der Massenstrom des Reingases aufgeführt. Dieser wird aus dem
gemessenen Reingasvolumenstrom berechnet.
Die Abweichungen zwischen den zu- und abgeführten Massenströmen betragen
|( ˙mzu − ˙mab)/ ˙mzu| = 1,1 %. Wird zur Überprüfung des ermittelten Massenstromes des
Reingases eine Bilanz um den Vergasungsreaktor und der nachgeschalteten Gasaufbereitung
geschlossen, so beträgt die Abweichung zwischen den zu- und abgeführten Massenströmen
|( ˙mzu − ˙mab)/ ˙mzu| = 6,4 %.
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