Ex-geschützte Staubabsauganlagen im Braunkohlekraftwerk

Deshalb reinigt ein fest installiertes Absaugsystem regelmäßig die Betriebsräume der Vattenfall Europe AG im Braunkohlekraftwerk in Boxberg (Oberlausitz), das über eine Gesamtkapazität von 2.575 MW besitzt und dessen durchschnittliche Jahresstromerzeugung bei 15.600 GWh liegt. Seine Effizienzrate liegt bei 44 %. Den erforderlichen Unterdruck für die Abreinigung des anfallenden Kohlenstaubes erzeugt ein Drehkolbengebläse der Aerzen-Baureihe Delta Blower Generation 5, das die Firma IB Verfahrenstechnik in Lage zusammen mit weiteren Komponenten auf einem zweiachsigen, straßenfahrbaren Anhänger montierte.

Brandgefahr trotz Entstaubungsanlage
Obwohl alle Förderbandanlagen im Bereich der Kohlebeschickung mit eigenen Entstaubungsanlagen ausgerüstet wurden, lassen sich – bedingt durch die Länge der Bänder, deren hohe Transportgeschwindigkeit und das Transportvolumen bis 1.600 t/h Braunkohle — Ablagerungen von Kohlenstaub in den Betriebsräumen nicht ganz ausschließen. Diese Ablagerungen bergen innerhalb geschlossener Gebäude jedoch das hohe Risiko einer Brandgefährdung und dürfen deshalb nach der geltenden Brandschutzverordnung eine Schichtdicke von 3 mm nicht übersteigen. Daher muss der Betreiber alle Anlagen kontinuierlich und sehr sorgfältig reinigen. Bis zur „Wende“ im Jahr 1990 geschah dies durch simples Abspritzen mit Wasser. Das entstandene kohlenstaubhaltige Reinigungswasser fingen Gullys auf und leiteten es zu Entwässerungsgruben. Bei diesem Verfahren litten nicht nur die Bausubstanz und die betrieblichen Anlagen erheblich, auch das gesamte elektrische System musste der Betreiber in spritzwassergeschützter Ausführung realisieren.

Trockenreinigung statt Nassreinigung
Nach der Wiedervereinigung wurde die Reinigung der Betriebsanlagen von nass auf trocken umgestellt. Dazu wurden mehrere spezielle, getrennt arbeitende Rohrleitungssysteme zum Absaugen des Kohlenstaubs in der Anlage verbaut; den erforderlichen Unterdruck liefern seitdem verfahrbare Staubsauganlagen. Der abzusaugende Kohlenstaub tritt jeweils über maximal drei handgeführte Saugschläuche in die Rohrleitungssysteme ein, die außerhalb der Gebäude über eine Kupplung zum Anschluß einer verfahrbaren Absauganlage verfügen. Die erste Ex-geschützte Anlage hat 1994 die IB Verfahrens- und Anlagentechnik geliefert.

Straßenfahrbare Absauganlagen
Inzwischen betreibt Vattenfall auf dem Gelände vier Ex-geschützte Anlagen dieses Herstellers für das Reinigen der Betriebsanlagen. Eine fünfte, in kürze auszuliefernde Anlage mit identischem Bauprinzip setzt das Unternehmen im Bereich der Ascheentsorgung ein – allerdings ohne Ex-Schutz, da dieser hier nicht erforderlich ist. Alle Anlagen wurden vom Hersteller in einer straßenfahrbaren Ausführung entwickelt und realisiert, da auf dem Werksgelände die Straßenverkehrsordnung gilt. Die Fahrzeuge wurden über die Jahre kontinuierlich verbessert. Anstatt mit zwei Abscheidebehältern arbeitet die zuletzt ausgelieferte vierte Anlage beispielsweise erstmalig nur noch mit einem Behälter. „Dadurch vereinfacht sich nicht nur das Gesamtkonzept. Die Anlage arbeitet durch deutlich verkürzte Entleerungszeiten auch rationeller“, erklärt Waldemar Adomßent, Koordinator Reinigung bei Vattenfall. Wesentliche Argumente für die Reinigungslösung sind für ihn das durchdachte Gesamtkonzept mit einem integrierten Kohlenstaub-Sammelbehälter, die problemlose Aufstellbarkeit auf jedem Gelände, die kurze Umrüstzeit bei jedem Ortswechsel (Adomßent:„Hinfahren, Saugrohr anschließen, Stecker rein, fertig“), den übersichtlichen und robusten Aufbau der Fahrzeuge sowie die leichte Bedienbarkeit. Weitere Vorteile seien der problemlose Einsatz im Temperaturbereich zwischen -25 und 30 °C, die Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit (beispielsweise Kühlturm-Niederschlag) sowie die Zuverlässigkeit der Drehkolbengebläse. „Und wenn es doch einmal zu einer Störung kommt, dann ist diese in der Regel einfach behoben“, ergänzt Adomßent. Darüber hinaus treiben Motoren der Klasse EFF1 die Anlage besonders energieeffizient an. Die auf einer Wippe aufgebauten Antriebsmotoren und der Antrieb der Gebläsestufe sind über einen Schmalkeilriemen verbunden. Hierdurch sind die Riemen jederzeit optimal gespannt und das Nachspannen entfällt selbst nach längerer Betriebszeit.

Sanfter Anlauf, schneller Schieber
„Seit Beginn unserer Zusammenarbeit mit Vattenfall in Boxberg setzen wir ausschließlich Drehkolbengebläse der Baureihe Delta Blower ein. Mit dem Unternehmen arbeiten wir seit unserer Gründung erfolgreich zusammen. Die Aggregate arbeiten zuverlässig und der Hersteller bietet einen sehr guten Service“, betont Harry Lippmann, Projektleiter bei IB Verfahrens- und Anlagentechnik. Die in Boxberg eingesetzten Anlagen arbeiten mit konstanter Drehzahl und einem Unterdruck von 500 mbar, wobei die Ansaugleistung entsprechend den Erfordernissen des jeweiligen Einsatzfalls differiert. Die neue Anlage bei Vattenfall nimmt der Anwender manuell über das Bedientableau in Betrieb, dann startet das Gebläse mit einer Motorleistung von 55 kW im Sanftanlauf. Die angesaugte staubhaltige Luft tritt über einen Explosionsschutz-Schieber zunächst in einen explosionsdruckfesten Abscheidebehälter ein, wo der enthaltene Kohlen-
staubanteil ausfällt. Ein zweiter Explosionsschutz-Schieber ist hinter dem Abscheidebehälter installiert. Über einen permanent von der Anlagensteuerung überwachten Ex-geschützten Drucktetektor mit einer Arbeitsgeschwindigkeit im Millisekundenbereich schließt das System bei einem unzulässigen Druckanstieg im Abscheidebehälter sofort beide Schieber mit Druckluft aus integrierten Patronen. Damit kann eine hier entstehende Flamme nicht in die Zu- und Abluftleitungen eintreten. Die Schieber prüft eine Spezialfirma halbjährlich auf Funktion.

Vollautomatisch oder manuell
Anschließend tritt die vorgereinigte Luft in einen Zonentrennfilter ein. Er arbeitet als Nachfilter und schützt das nachfolgende Gebläse zusätzlich vor explosionsgefährdeter Atmosphäre. Erst jetzt tritt die gereinigte Luft in das in einem schalldämmenden Gehäuse installierte Gebläse ein und anschließend mit einem Staubanteil von weniger als 0,01 mg/m³ ins Freie. Für dieses Gebläse ist eine explosionsgeschützte Ausführung nicht erforderlich, da die fahrbaren Absauganlagen nur außerhalb von Gebäuden und deshalb ohne Explosionsrisiko zum Einsatz kommen. Den innerhalb des Abscheiders im Filter angelagerten Staub bläst die Applikation über eine pneumatisch arbeitende Filterabreinigung ab. Die hierfür erforderliche Druckluft liefert ein kleiner Kolbenkompressor mit einem Behältervolumen von 90 l, der ebenfalls in dem schalldämmenden Gebläse-Gehäuse installiert ist. Außerdem versorgt dieser Kompressor Absperrarmaturen und ermöglicht durch das zeitweise Befüllen von Luftkissen eine Auflockerung des in den Behälter eingetragenen Kohlenstaubes und damit für eine optimale Nutzung des Behältervolumens. Nach Erreichen des maximalen Füllgrades veranlaßt eine Füllstandssonde das Ende des Saugvorgangs, so dass das System den Behälter über eine elektrisch betriebene Klappe am Boden leeren kann. Diesen Vorgang kann der Bediener auch über das Bedienfeld der Anlage veranlassen. Ein Rohrkettenförderer transportiert den gesammelten Kohlenstaub in einen Big-bag, wobei das Speichervolumen im Abscheidebehälter der Füllmenge eines Big-bag entspricht. Den eingetragenen Kohlenstaub führt die Applikation der Bunkeranlage verlustfrei wieder zu.

Zur Technik
Die Aggregate
Die Aerzen-Gebläse-Aggregate sind gemäß der europäischen Maschinenrichtlinie 94/9/EG für Saug- und Druckbetrieb speziell auf die Anforderungen in den Kategorien 2 und 3 für Gas- und Staubzonen zugeschnitten (gültig für die Nennweiten DN 50 bis DN 250). In ex-geschützter Ausführung berücksichtigen die Aggregate ferner den Explosionsschutz gem. Atex-Richtlinie 137 für explosionsgeschützte Anlagen (EU-Richtlinie 1999/92/EG).