Einführung

Im Jahr 2015 wurde in Monterrey, Mexiko, ein Heizkraftwerk in Betrieb genommen, das die Metallurgie- und Kartonproduktionsanlagen unseres Kunden versorgt. Mit einer installierten Leistung von 14,4 MW wurde diese Anlage als wesentliche Energiesäule für den Betrieb der verschiedenen Industrieeinheiten des Komplexes konsolidiert.

Die Anlage wurde nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung konzipiert, wodurch sie sowohl den für die thermischen Prozesse benötigten Dampf als auch die elektrische Energie für den Betrieb der zugehörigen Papierfabrik und der metallurgischen Anlage effizient erzeugen kann.

AITESA beteiligte sich an dem Projekt als Lieferant und Verantwortlicher für die Montage des Abhitzekessels, einer Schlüsselausrüstung des KWK-Systems. Dieser Kessel nutzt die in den Abgasen der Gasturbine enthaltene Wärmeenergie zur Erzeugung von Prozessdampf und maximiert so die Gesamteffizienz des Energiesystems.

Die größte Herausforderung bestand darin, ein Kraft-Wärme-Kopplungssystem zu integrieren, das die Energieeffizienz maximiert, indem es die Abwärme, die bei der Kartonherstellung entsteht, optimal ausnutzt. Das Ziel bestand darin, diese Wärme in eine Kraft-Wärme-Kopplungsanlage zu leiten, die in der Lage ist, Dampf sowohl für den internen Verbrauch als auch für die Stromerzeugung zu erzeugen und so den Brennstoffeinsatz zu optimieren.

AITESA Lösung

Die von AITESA angebotene Lösung umfasst die Installation eines Naturumlaufkessels, der für die Erzeugung von Dampf auf zwei Druckstufen ausgelegt ist: 40 bar und 6 bar. Der Kessel ist mit einem Nachbrennersystem mit 10-MW-Hilfsbrennern ausgestattet, das eine maximale Produktion von 32,6 t/h überhitztem Dampf bei 400 °C und 40 bar sowie 2 t/h Sattdampf bei 6 bar für Hilfsdienste ermöglicht.

Der Kessel ist in die folgenden Funktionsmodule unterteilt:

• Hochdrucküberhitzer: ist dafür zuständig, die Temperatur des gesättigten Dampfes auf die erforderlichen Überhitzungsbedingungen zu erhöhen.
• Hochdruckverdampfer: Modul, in dem die Wasserverdampfung durch natürliche Zirkulation stattfindet, verbunden mit dem entsprechenden Hochdruckkessel.
• Hochdruck-Economizer: wärmt das Speisewasser vor, bevor es in den Hochdruckkessel gelangt, und verbessert so die thermische Effizienz.
• Niederdruckverdampfer: wandelt Wasser in gesättigten Dampf bei niedrigem Druck um, mit dazugehörigem Kessel.
• Gemeinsamer Economizer für Hoch- und Niederdruck: wärmt das Speisewasser vor und verteilt es an den Niederdruckkessel und an den Hochdruck-Economizer, um die Wärmeverteilung zu optimieren.

Neben der Nachverbrennungsanlage und den Hauptmodulen lieferte AITESA auch alle für den ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage erforderlichen Hilfsgeräte: Förderpumpen, kontinuierlicher Spülflaschentank, Spülkühltank, Dampfschalldämpfer und die komplette Instrumentierung für die Steuerung und Überwachung des Kessels.

Diese Konstruktion ermöglicht es nicht nur, thermische Prozesse zu speisen, sondern auch eine Turbine zur Stromerzeugung anzutreiben, was die Gesamteffizienz der Anlage deutlich erhöht.

Ergebnisse

• Energieeinsparungen: Verringerung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe durch die Integration von Kraft-Wärme-Kopplung.
• Stromerzeugung vor Ort: Beitrag zur Selbsterzeugung von Strom mit der Dampfturbine.
• Optimierung der thermischen Prozesse: Der auf zwei Druckstufen verfügbare Dampf verbessert die betriebliche Vielseitigkeit.
• Geringere Emissionen: Effizientere Energienutzung reduziert den ökologischen Fußabdruck.

Im Juni 2013 wurde der Auftrag für die Lieferung des Kessels und der Zusatzausrüstung erteilt, die im Laufe des Jahres 2014 geliefert wurde. Die Anlage wurde 2015 in Betrieb genommen und arbeitet seither zufriedenstellend.