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06 | 2017

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Special Thermische

Special Thermische Abfallbehandlung Optisches Brandschutzsystem in Müllverbrennungsanlagen Von der Lagerung, Sortierung und Wiederverwertung der Abfälle bis zu deren Umwandlung in Wärmeenergie und Strom ist der gesamte Kreislauf mit einem hohen Risiko für Brände und Selbstentzündungen verbunden, die Mitarbeiter und Umwelt bedrohen können. Um diese Gefahr zu minimieren, hat ein tschechisches Unternehmen eine auf Wärmebildtechnik basierende Komplettlösung zur kontinuierlichen Überwachung von Feststoffabfällen entwickelt. Dafür setzt es Wärmebildkameras der Flir Systems GmbH, Frankfurt am Main, ein. Automation cover.indd 1 11/04/17 13:45 Wärmebildkameras lassen sich in zahlreichen Industriebereichen einsetzen. So auch in Systemen zur Überwachung von Müllverbrennungsanlagen. Das Abfallmanagement ist in den meisten entwickelten Industrieländern der Welt eine Schlüsselbranche, die gerade einen entscheidenden Modernisierungsprozess durchläuft und immer mehr Müll für die Energiegewinnung thermisch verwerten soll. Die Stationen des Wiederverwertungsprozesses sind einer ständigen Gefahr von Bränden ausgesetzt. Lagerung, Sortierung und Wiederverwertung der Abfälle sind einem hohen Selbstentzündungsrisiko ausgesetzt. Das stellt eine ständige Bedrohung der Gesundheit der Mitarbeiter und der Umwelt dar. Um diese Gefahr entgegen zu wirken, hat das tschechische Unternehmen Workswell eine Komplettlösung auf der Basis von Wärmebildtechnik namens „Waste Bunker Monitor“ zur kontinuierlichen Überwachung von Feststoffabfällen entwickelt. Dafür nutzt es Wärmebildkameras von Flir. Workswell s.r.o. ist ein Technologieentwicklungs- und -handelsunternehmen, das auf dem mitteleuropäischen Markt agiert. Der Hauptsitz befindet sich in Prag. Zu den Hauptaktivitäten gehört unter anderem die Bereitstellung von Lösungen zur berührungsfreien Temperaturmessung für unterschiedliche Branchen. Die Kunden sind unter anderem Glashütten, Gießereien, Zementwerke, kommunale Müllverbrennungsanlagen (MVA) und Wärmekraftwerke. Abfallmanagement Das weltweite Abfallaufkommen wächst stetig. Allein in den tschechischen Städten und Gemeinden fallen jährlich zwischen 3,5 und 5,5 Millionen Tonnen Müll an. 75 % dieser Abfälle werden derzeit in der Tschechischen Republik auf Deponien gelagert. Davon werden ungefähr 400 000 t in kommunalen MVA in Prag, Brno und Liberec thermisch verarbeitet, die damit insgesamt rund 2,3 Mio. GJ an Wärmeenergie und 18 000 MWh Bruttostrom erzeugen. Durch die thermische Müllverwertung lässt sich nicht nur Energie gewinnen, sondern auch die Müllmenge deutlich reduzieren – und zwar auf bis zu 10 bis 15 % ihres ursprünglichen Gewichts. Deshalb ist das Verbrennen für die meisten Abfallarten die geeignete Entsorgungsmethode. Die MVA im Prager Stadtteil Malešice ist seit dem Jahr 1998 in Betrieb. In der Anlage wird Müll verbrannt, um daraus Wärmeenergie und Strom zu gewinnen. Die dabei gewonnene Energie wird zur Warmwasserbereitung und zum Beheizen von Wohngebäuden genutzt. Müllbunkerbrände bedeuten eine große Gefahr für jede MVA. Die häufigsten Ursachen dafür sind spontane Selbstentzündungen durch chemische Reaktionen im Abfall sowie heiße Partikel, die von den Lieferfahrzeugen ausgestoßen werden. Ein Faktor, der das Risiko für verheerende Explosionen erhöht, sind größere Ansammlungen von Methan, das durch die im Müll stattfindenden Zersetzungsprozesse entsteht. Um die Brandgefahr zu reduzieren, beschlossen die Betreiber der Müllverbrennungsanlage ZEVO Malešice, das „Waste Bunker Monitor“-System zu installieren. Das Hauptziel besteht darin, den Müllbunker der Anlage auf eventuell aufkeimende Brände zu überwachen. Bis zu seiner Verbrennung wird der Müll in der Anlage in einem großen Müllbunker gelagert. Dieser soll für eine 16 UmweltMagazin Juni 2017

Thermische Abfallbehandlung Special Brände in Müllbunkern sind eine große Gefahr für jede Müllverbrennungsanlage. Wichtigster Bestandteil dieses Wärmebildgebungssystems ist eine Kontroll- und Visualisierungssoftware, die die von den Wärmebildkameras aufgenommenen Bilder zusammen mit weiteren temperaturspezifischen Daten anzeigt. In der Müllverbrennungsanlage ZEVO Malešice überwachen zwei in einem speziellen Schutz - gehäuse montierte Flir-A615-Kameras den Müllbunker auf eventuell vorhandene Hot-Spots, die auf beginnende Brände hindeuten können. Homogenisierung der unterschiedlichen Abfallstoffe sowie für eine stets ausreichende Müllreserve sorgen, damit die Anlage rund um die Uhr unterbrechungsfrei genutzt werden kann. In diesem Fall hat sich Workswell für zwei Flir-A615-Kameras mit einer Auflösung Bilder: Flir von 640 x 480 px und einem 80 °-Objektiv entschieden. Diese überwachen den Müllbunker auf eventuell vorhandene Hot-Spots, die auf beginnende Brände hindeuten können. Das System vereint die berührungsfreie Messtechnologie von Flir mit einer von Workswell entwickelten Software, die die Anlagenbetreiber auf alle kritischen Bereiche mit erhöhter Brandgefahr hinweist. „Das gesamte System ist skalierbar und kann aus mehreren Wärmebildkameras mit hoher räumlicher Auflösung und einer thermischen Empfindlichkeit von mehr als 0,05 °C bestehen“, sagt Jan Kovář, der Geschäftsführer von Workswell. „Wir haben festgestellt, dass sich die Flir-A315- oder A615-Kameras mit einer Auflösung von 320 x 240 oder 640 x 480 px am besten für unser System eignen. Die Anzahl der Kameras sowie deren Auflösung und Sichtfeld bestimmen wir immer in Abhängigkeit von der kleinsten erkennbaren Temperaturdifferenz.“ Überwachung in der Leitstelle Der überwachte Bereich wird in verschiedene Zonen unterteilt, und die darin erfassten Temperaturwerte werden mehrmals pro Sekunde ausgewertet. Demzufolge meldet das automatische System jeden Bereich mit erhöhter Oberflächentemperatur an die Kranführer. An der Spitze dieses Wärmebildgebungssystems steht eine Kontroll- und Visualisierungssoftware, die die von den Kameras aufgenommenen Bilder zusammen mit weiteren temperaturspezifischen Daten anzeigt. Außerdem alarmiert die Software das Personal, sobald die Temperatur im überwachten Bereich einen bestimmten Wert überschreitet. Die Visualisierungssoftware wird in der Leitstelle an den Anwender- Workstations genutzt, damit den dort eingesetzten Mitarbeitern immer alle Daten und Informationen zur Verfügung stehen. Bei einem Alarm ertönt zusätzlich ein akustisches Warnsignal. Die Software zeigt neben dem Wärmebild eine Bereichsübersicht an, die in mehrere Sektoren unterteilt ist. Dadurch können die Mitarbeiter einfacher und schneller erkennen, wo genau es zu einer Temperaturüberschreitung gekommen ist. Außerdem können sie die langfristige Temperaturverlaufskurve für jeden Sektor in zusammenfassenden Diagrammen nachvollziehen. „Zum Glück ist bis jetzt in der Müllverbrennungsanlage ZEVO Malešice noch kein Brand ausgebrochen“, so Kovář. „Und wir sind zuversichtlich, dass es mit diesem System und den Wärmebildkameras auch künftig so bleiben wird. Vor der eigentlichen Implementierung des Systems haben wir mehrere Tests durchgeführt, deren Ergebnisse unsere Erwartungen bestätigten.“ Markus Moltkau, Flir Systems GmbH, Frankfurt am Main, markus.moltkau@Flir.de UmweltMagazin Juni 2017 17

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