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ANHANG A. MASSEN- UND ENERGIEBILANZEN DER UNTERSUCHTEN VHKW
A.4 Massen- und Energiebilanz des Gegenstrom-VHKW
In der Zeit vom 26.1. bis zum 30.1.2004 wurde eine Messkampagne an dem Gegenstrom-VHKW
in Harbøore, Dänemark durchgeführt. Um die Massen- und Energiebilanzen zu schließen,
wurden alle notwendigen Massenströme, Drücke und Temperaturen während der Messkampagne
aufgenommen. Die Bilanzen werden über den Zeitraum vom 28.1, 17:00 Uhr bis 29.1., 10:00 Uhr,
geschlossen, da in diesen Zeitraum die erzeugte elektrische Leistung angehoben wurde. Dazu
wurde dem Vergasungsreaktor ein höherer Vergasungsluftmassenstrom zugeführt und so die
erzeugte Reingasleistung gesteigert. Die während der Anlagenausfälle (siehe Kapitel 9.1.4)
aufgenommenen Messwerte werden in den Bilanzen nicht berücksichtigt.
Massenbilanz
Im Vergasungsheizkraftwerk wurden Hackschnitzel vergast, die durch zerkleinern ganzer Nadelbäume
incl. der Nadeln, Äste und Rinde erzeugt wurden. Der Wassergehalt der während der
Messkampagne eingesetzten Biomasse betrug 42 %. Die Biomasse wurde aus dem Vorratsbunker
mit einem automatischen Kransystem einer Schnecke zugeführt, welche die Hackschnitzel in den
Vergasungsreaktor transportierte. Im Kran ist eine Waage integriert. Diese wurde am Anfang der
Messkampagne mit einem definierten Gewicht kalibriert und anschließend ein Massenstrom der
zugeführten Biomasse von ˙mBio = 1350,1 kg/h gemessen.
Mit Staudrucksonden wurde ein Volumenstrom der Vergasungsluft von 677,8 m3 (i.N.)/h bestimmt.
Mit einer Stickstoffbilanz um den Vergasungsreaktor berechnet sich ein 4,8 % höherer Volumenstrom
der Vergasungsluft von 710,4 m3 (i.N.)/h. Da die Messungenauigkeit bei der Messung der
Stickstoffkonzentration im Reingas geringer als die der Volumenstrommessung ist, wird der über
die Stickstoffbilanz bestimmte Vergasungsluftvolumenstrom in der Massenbilanz berücksichtigt.
Der Massenstrom der Verbrennungsluft, welcher den Motoren zugeführt wurde, wurde nicht
gemessen. Aus der gemessenen Sauerstoffkonzentration im jeweiligen Motorabgas und dem
berechneten Luftbedarf zur vollständigen Verbrennung des Reingases wird der den Gasmotoren
zugeführte Massenstrom der Verbrennungsluft berechnet.
Der Massenstrom des Wassers, das zur Befeuchtung in die Vergasungsluft eingedüst wurde, der
Massenstrom der Teere, die einem Tank zugeführt und diskontinuierlich zur Nutzwärmeerzeugung
verbrannt wurden, und der Massenstrom des aus der Abwasserreinigung in die Kanalisation
geleiteten Abwassers wurden gemessen.
Der Massenstrom der aus dem Vergasungsreaktor ausgetragenen Asche wird über den Aschegehalt
der Biomasse von 1,24 % und dem Glühverlust der ausgetragenen Asche von 8,5 % (Tabelle
9.5) berechnet. Der Massenstrom des aus den Gasmotoren austretenden Abgases wird über eine
Massenbilanz um den Gasmotor berechnet.
In Tabelle A.14 sind die dem Gegenstrom-VHKW zu- und abgeführten Massenströme aufgeführt.
Die Abweichungen zwischen den zu- und abgeführten Massenströmen betragen
|( ˙mzu − ˙mab)/ ˙mzu| = 0,34 % (Tabelle A.14).
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