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Infrarot fuer optimale Muellverbrennung



Bochum, 18.02.1998
Nr. 41

Mit Infrarot ins Feuer schauen ...
... und Verbrennungsprozesse optimieren
RUB-Wissenschaftler heizt Müllverbrennung ein


Wie sich Brände im Feuerraum von Müllverbrennungsanlagen (MVA)
ausbreiten, kann man jetzt mit Infrarotkameras verfolgen. Dr. Martin
Walter hat in seiner ,Untersuchung von Verfahren zur kontinuierlichen
Analyse der Müllverbrennung in Rostfeuerungen mit Hilfe der
Infrarotthermographie" einen Weg zur deutlichen Optimierung von
Müllverbrennungen entwickelt. Infrarotaufnahmen geben Auskunft über
die Lage der Hauptbrandzonen und den zeitlichen Verlauf des Brandes.
Das Bedienungspersonal der MVA kann damit die Verbrennungsvorgänge
besser steuern. Ziel der weiteren Forschung von Dr. Walter war die
Online-Auswertung der Infrarotaufnahmen und die Einbindung in die
automatische Prozeßregelung. Die Dissertation von Dr. Walter wurde von
Prof. Dr. Hans Kremer (Energieanlagentechnik, Fakultät für
Maschinenbau der RUB) betreut.

Wie man besser röstet

In MVAn fällt der Abfall durch einen Schacht auf den Verbrennungsrost
und wird darauf durch den Feuerraum transportiert. Die Luft, die
durch den Rost geleitet wird, und die hohe Temperatur - über 1000°C -
trocknen den Abfall, bis er sich auf dem Weg durch den Feuerraum
entzündet und vollständig ausbrennt. Durch Infrarotkameras im
Brennraum erhält der Operateur jetzt unmittelbare Auskunft über den
laufenden Verbrennungsvorgang. Er kann dann die optimale
Feuerungstemperatur regeln, indem er die Luftzufuhr auf dem
Verbrennungsrost variiert oder die Transportgeschwindigkeit und die
Abfallmenge in der Brennkammer verändert. Die Infrarotkameras
zeichnen die Wärmestrahlung auf und informieren über die
Temperaturverteilung des Abfalls auf dem Verbrennungsrost.

Das Feuer muß atmen

Der Bochumer Wissenschaftler hat in Versuchen  in der MVA in Hamburg
Stapelfeld herausgefunden, welche Faktoren die Verbrennung
beeinflussen. Demanch besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen
der Lage des Feuers im Brennraum und der einströmenden Luftmenge.
Diese Erkenntnis nutzte er für eine neue Regelungsstrategie, die auf
der on-line-Verarbeitung der Infrarotbilder basiert: Die Lage der
Hauptausbrandzone wird berechnet und die einzelnen Brandherde auf
dem Verbrennungsrost werden identifiziert. Die Ergebnisse werden
einem Prozeßregelungscomputer zugeführt, der automatisch die
Feuerungsbedingungen optimiert. Bisher war es nur möglich, den
Einfluß dieser Faktoren indirekt zu verwerten; man war bei einem
Verbrennungsvorgang auf die Meßergebnisse der Rauchgasentwicklung
und Emissionen angewiesen und konnte das Feuer erst nachträglich
einregeln.

Verfahren bisher zu teuer

MVA-Betreiber haben Schwierigkeiten, den Feuerungsprozeß an die -
weitgehend unbekannten - Abfallmischungen anzupassen. Die
Zusammensetzung der Abfälle ändert sich ständig, teils durch
Mischungen aus unterschiedlichen Einzugsgebieten, teils durch
saisonal bedingte Schwankungen. Damit ändern sich auch
kontinuierlich die Verbrennungseigenschaften der Abfälle. Nasser
Müll z.B. benötigt viel Zeit zur Trocknung; er zündet später, als
trockener Abfall und brennt viel langsamer aus. Damit besteht die
Gefahr, daß nasser Müll nicht vollständig ausbrennt und die dabei
entstehende Schlacke nicht weiter verwertet werden kann. Dagegen
kann sich sehr trockener Müll schon im Zuführschacht vor dem
Feuerraum entzünden und dort einen Brand verursachen. Der Betrieb
von MVAs erfordert deshalb eine intensive Beobachtung durch das
Personal und führte bisher zu großzügig dimensionierten und
kostspieligen Anlagen. Der Einsatz der Infrarottechnik bedeutet eine
wesentliche Erleichterung des Verbrennungsbetriebs.

Verbrennen mit Fuzzy Logic

Die von Dr. Walter entwickelten Analysemethoden werden in einer
weiterentwickelten Version bei einer neuen MVA in Hamburg zum Einsatz
kommen. Die Infrarotaufnahmen werden on-line durch ein
Feuerleistungs-Regelungskonzept verwertet, das mit Fuzzy Logic
arbeitet. Diese Methodik erlaubt es, Zwischenwerte zwischen normalen
ja/nein Bewertungen zu definieren. Sie werden zu mathematischen
Gleichungen, mit denen Computer Aussagen wie ,ziemlich warm" oder
,ganz schön kalt" verarbeiten können. So werden menschenähnliche
Denkweisen und Erfahrungswissen in die Computerprogrammierung
übertragen. Diese Technik eignet sich insbesondere für die Regelung
von Anlagen, die über mathematische Modelle nicht exakt beschrieben
werden können, aber von menschlichen Bedienern einwandfrei beherrscht
werden. Die neue MVA wird Ende des Jahres in Betrieb gehen.

Weitere Informatioen

Dr. Martin Walter, Tel.: 02261 / 85-3678, Fax: 02261 / 85-3729,
E-mail: mwalter@steinmueller.de


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Mit freundlichen Gruessen

Dr. Josef Koenig
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum
- Pressestelle -
44780 Bochum
Tel: + 49 234 700-2830, -3930
Fax: + 49 234 7094-136
Josef.Koenig@ruhr-uni-bochum.de

Schauen Sie doch bei uns mal rein:
http://www.rz.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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