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Optimierte, „intelligente“ Kesselreinigung mit SMART Clean

Alliant Energy verbessert durch den Einsatz von SMART Clean und SMART Cannon die Systemverfügbarkeit und Kesseleffektivität im Werk Edgewater

Alliant Energy’s Unit 5 des Kraftwerks Edgewater ist eine PRB-kohlebefeuerte 380 MW Anlage mit einem Babcock & Wilcox Kessel. Das ursprünglich im Jahr 2000 eingesetzte Kesselreinigungssystem enthielt Clyde Bergemanns WLB 90 Wasserlanzenbläser der ersten Generation, die 2011 durch ein neues Rußbläsersteuerungssystem aufgerüstet wurden. Um die Systeme auf den neuesten Stand der Technik zu bringen, wandte sich der Betreiber im vergangenen Jahr erneut an Clyde Bergemann.

Auf der Suche nach einer langfristigen Lösung zur Verbesserung der Kesselleistung und Steigerung der Kesseleffektivität  begann das Clyde Bergemann Boiler Efficiency Team mit ersten Inspektionen und verschaffte sich anschließend einen tieferen Einblick in das System. Alliant Energy's Abteilungsleiter Engineering, Betrieb und I & C wurden in die Diskussionen einbezogen um sicherzustellen, dass die Wünsche und Anforderungen aller Beteiligten Berücksichtigung finden und das Projekt auf eine breite Zustimmung stoßen würde.

Nach Abschluss aller Betrachtungen und Gespräche empfahl das Clyde Bergemann Team dem Kunden  eine komplette Aufrüstung des Systems mit WLB 100 und SMART Cannon Wasserlanzenbläsern und frequenzgesteuerten, optimierten  Carver Pumpenstationen. 

In den letzten sieben Jahren konnte Clyde Bergemann die Mechanik und Programmierung der Wasserlanzenbläser deutlich verbessern. Das zeigt sich nicht nur in einer gesteigerten Zuverlässigkeit der Reinigungsgeräte, sondern auch in einer Reduzierung der Wartungskosten. Das Nachfolgemodell, der SMART Cannon WLB 100A, setzt ein neu entwickeltes, von Clyde Bergemann unterstütztes, Steuerungssystem ein. Auch hier zeigen sich deutliche Verbesserungen im Hinblick auf den Betrieb und die Sicherheit der Anlage.

Der zusätzlich eingebaute SMART Cannon wurde speziell für den gezielten Einsatz von Wasser zur Entfernung von Verschlackungen entwickelt. Sein hauptsächlicher Vorteil liegt in einem deutlich höheren Reinigungsbereich, da er rund 90 %  der Feuerraumwände erreicht, wo herkömmliche Wandbläser nur 30 % abdecken.

Der SMART Cannon ist ein dreidimensional konstruiertes Reinigungsgerät mit X- und Y-Achsensteuerung. Er ist mit zwei eigenständigen, modularen Linearantrieben ausgestattet, die ca. 45° in beide Richtungen fahren. Die Reinigungsintensität wird durch unterschiedlichen Wasserdruck  während des Einsatzes auf der X-Achse geregelt. 

Zudem wurde eine nicht dem Standard entsprechende Pumpeneinheit durch eine frequenzgesteuerte, moderne Caver Pumpenstation ersetzt. 

Durch die gemeinsam erarbeitete Lösung der Bereiche Vertrieb, Geschäftsentwicklung und Technik und wandelte sich das Projekt von einer einfachen Aufrüst- und Reparaturmaßnahme zu einem technologischen Upgrade auf neuestem Stand.

Mit der Möglichkeit die Kesseleffektivität um weitere 0,4%, zu steigern, wurde letztlich noch SMART Clean,  ein Optimierungssystem für die Kesselreinigung, in den Projektumfang aufgenommen. 

SMART Clean ist so designt, dass es in Echtzeit auf Veränderungen der Wärmeübertragung im Kessel reagiert und die Reinigung verschlackter Bereiche anstößt. Mithilfe von SMART Clean werden die Reinigungsprozesse des Feuerraums und des Konvektivzug in einem umfassenden System verknüpft und so, basierend auf Edgewaters Leistungskennzahlen, die beste Reinigungsstrategie erzielt. 

Das SMART Clean System nutzt ein thermodynamisches Modell (TDM), das im Hintergrund kontinuierlich eine „was-wäre-wenn-Simulation“ durchführt. Aufbauend auf der Rückmeldung kann das System die Ergebnisse des Einsatzes der verschiedenen Reinigungsgeräte prognostizieren und diejenigen mit dem größten Effekt anstoßen.  Durch diesen revolutionären Ansatz entfällt nicht nur die Notwendigkeit, zonenweise zu reinigen.  SMART Clean  macht auch eine Festlegung spezifischer Verschlackungsbereiche und die Notwendigkeit  zusätzlicher Eingriff durch das Bedienpersonal, wie bei älteren Systemen,  überflüssig.