Spezielle Brennkammer-Geometrie WKKK-Anlage Genossenschaft ... · LUFTREINHALTUNG / FEUERUNGEN |...
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LUFTREINHALTUNG / FEUERUNGEN | SVG-Journal | 1/2019 35 34 sein. Sie will dabei eine Vorbildrolle einnehmen und ihre Kundinnen und Kunden in ihrem Enga- gement unterstützen. Bis 2020 will der Handels- konzern seine Treibhausgasemissionen um 20% gegenüber dem Jahr 2010 senken. Im gleichen Zeitraum soll der Stromverbrauch um 10% redu- ziert werden. Die Genossenschaft Migros redu- ziert ihre Treibhausgasemissionen nicht nur durch eine verbesserte Energieeffizienz, sondern auch, indem sie erneuerbare Energien einsetzt. Ein Novum in der Schweiz Mit der thermischen Nutzung der Holzbiomasse «Altholz» folgt die Migros Zentralschweiz der Ent- scheidung zur Realisierung des «Energiekonzepts 2020», dessen Ziel es ist, die Treibhausgasemissio- nen um 20% gegenüber dem Jahr 2010 zu senken. Dabei hat die energetische Verwendung von Holz in der Schweiz eine grosse Bedeutung. Aktuell Arbeitsweise des österreichischen Biomasseanla- gen-Spezialisten, mit Unterstützung der digitalen Bauprozesse, konnte das Kraftwerk sozusagen vorgefertigt geplant und auf der Baustelle in indi- vidueller «Manufaktur» passgenau installiert wer- den. Die äusserst knapp verfügbaren Platzverhält- nisse in der bestehenden Energiezentrale stellten eine zusätzliche Herausforderung dar. Mit Laser- technik wurde das bestehende Gebäude während des laufenden Betriebs ausgemessen, um ein di- gitales 3D-Modell sowohl für den Anlagenbau als auch für die technische Gebäudeausrüstung (TGA) für alle beteiligten Firmen nutzen zu können. Neben der Wirtschaftlichkeit und Betriebssi- cherheit lagen die Herausforderungen auch im Brennmaterial sowie bei der Reduzierung der Rauchgasemissionen unter die Grenzwerte der Luftreinhalteverordnung (LRV) mit der verschärf- ten Verordnung für «Anlagen zum Verbrennen von Siedlungs- und Sonderabfällen». Spezielle Brennkammer-Geometrie Als Brennstoff wird «Altholz», in den Klassen I, II und III, in Form von Shredder-Hackgut mit 100 mm aus einem unterirdischen Lagerbunker mittels hydraulischer Austrag- und Fördertechnik in die Feuerung gefahren, eine Feuerungsanlage mit adiabater Brennkammer und hydraulischem Vorschubrost. Dank grosszügig dimensionierter Brennkammergeometrie zur Optimierung der Gas- Das Leuchtturmprojekt der Genossenschaft Migros Luzern in der Zentralschweiz berücksich- tigt mit der Wärme-Kraft-Kälte-Kopplung (WKKK) die Anforderungen einer Sektorkopplung zur Sub- stitution fossiler Energieen mit Strom aus Rest- und Altholz gemäss der konzerneigenen Strategie «Aus der Region für die Region». Investitionen von 10 Mio. Franken Die Genossenschaft Migros Luzern hat rund 10 Mio. Franken in die neue WKKK-Anlage in- vestiert, welche genau auf die Bedürfnisse der Migros Luzern zugeschnitten ist. Damit kommt das Unternehmen in Dierikon ohne fossile Brenn- stoffe aus, kann sich selber mit Wärme und Käl- te versorgen und einen bedeutenden Teil seines Strombedarfs selber produzieren. Die Genossenschaft Migros hat das Ziel, beim Klimaschutz die Nummer eins im Detailhandel zu wird der zweitwichtigste einheimische erneuer- bare Energieträger mit durchschnittlich 10 TWh Endenergie zur Deckung von 10% des Wärmebe- darfs, bzw. 4.5% des Endenergieverbrauchs ge- nutzt. Bei der Migros Luzern strebt man eine mög- lichst effiziente Nutzung des Brennstoffs Holz an. So werden aus «Altholz» 500 kW/h Strom für den Eigenbedarf erzeugt. Mit der Restwärme wird die Betriebszentrale Dierikon beheizt und mit Warm- wasser versorgt. Zudem speist man Wärme auch in ein Nahwärmenetz ein, wodurch der Sport- park Rontal und die Gebäude in der angrenzen- den Wohn-, Gewerbe- und Industriezone Dierikon versorgt werden. Mit dem verbleibenden Teil der Wärme wird über eine Absorptionsanlage Kälte zur Kühlung von verschiedenen Produktionshallen und Kühllagern bis -6 °C produziert. Damit ist die Anlage ein Novum in der Schweiz. Herausforderung für die Planer Das Unternehmen Polytechnik (A) hat mit die- sem Projekt neue Massstäbe bei der Planung und beim Bau von Biomasse-Heiz-Kälte-Kraftwerken gesetzt: Die von der Genossenschaft Migros für die Ausführung der Wärme-Kraft-Kälte-Kopplung (WKKK) beauftragte Polytechnik-Gruppe war herausgefordert, bei sehr kurzer Vorlaufzeit und mit «rollender Ausführungsplanung», das Heiz- kraftwerk innerhalb von 10 Monaten betriebsbe- reit fertigzustellen. Dank der zukunftsgerichteten Am 26. November 2018 hat die Genossenschaft Migros Luzern in ihrer Betriebszentrale in Dierikon ein Biomasse-Heizkraftwerk in Betrieb genommen. Neben Wärme für das Firmenareal sowie die angrenzenden Liegenschaften liefert das neue Heizkraftwerk Kälte und Strom für den Eigenbedarf. Realisiert wurde die WKKK-Anlage (Wärme-Kraft-Kälte-Kopplung) von der Polytechnik Swiss AG, Immensee SZ. Autor: Beat Huber, Polytechnik Swiss AG, Immensee SZ ( 1 : 35 ) Dampf-Turbine & Generator Kondensattank WW Hydraulikaggregat Überhitzer Econ He Spei Dampfkessel Drucklufttank Additivspeicher Gewebefilter Absorptionskälteanlage (AKA) Aschecontainer Ölkessel Holzbrennstoff Einwurf Harnstofftank Deckenverteiler Hackschnitzelsilo Trogkettenförderer Schubsender Hydraulische Vorschubrost - Feuerung (HVR) AKA - Umwälzpumpe AKA - Anschluss Kältekreis AKA - Steuerung AKA - Verdampfer AKA - Anschluss Heizkreis Kamin WKKK-Anlage Genossenschaft Migros Luzern Wärme, Kälte und Strom aus «Altholz» Bild oben: Luft- aufnahme Migros- Betriebszentrale Dierikon LU (Sommer 2015). Bild: Migros Bild unten: Visuali- sierung des Biomasse- Heizkraftwerks . Bilder: Polytechnik Brennkammer montiert.
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LUF TREINHALTUNG / FEUERUNGEN | S VG-Journal | 1 / 2 019
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sein. Sie will dabei eine Vorbildrolle einnehmen und ihre Kundinnen und Kunden in ihrem Enga-gement unterstützen. Bis 2020 will der Handels-konzern seine Treibhausgasemissionen um 20% gegenüber dem Jahr 2010 senken. Im gleichen Zeitraum soll der Stromverbrauch um 10% redu-ziert werden. Die Genossenschaft Migros redu-ziert ihre Treibhausgasemissionen nicht nur durch eine verbesserte Energiee� zienz, sondern auch, indem sie erneuerbare Energien einsetzt.
Ein Novum in der SchweizMit der thermischen Nutzung der Holzbiomasse
«Altholz» folgt die Migros Zentralschweiz der Ent-scheidung zur Realisierung des «Energiekonzepts 2020», dessen Ziel es ist, die Treibhausgasemissio-nen um 20% gegenüber dem Jahr 2010 zu senken. Dabei hat die energetische Verwendung von Holz in der Schweiz eine grosse Bedeutung. Aktuell
Ar beitsweise des österreichischen Biomasseanla-gen-Spezialisten, mit Unterstützung der digitalen Bauprozesse, konnte das Kraftwerk sozusagen vorgefertigt geplant und auf der Baustelle in indi-vidueller «Manufaktur» passgenau installiert wer-den. Die äusserst knapp verfügbaren Platzverhält-nisse in der bestehenden Energiezentrale stellten eine zusätzliche Herausforderung dar. Mit Laser-technik wurde das bestehende Gebäude während des laufenden Betriebs ausgemessen, um ein di-gitales 3D-Modell sowohl für den Anlagenbau als auch für die technische Gebäudeausrüstung (TGA) für alle beteiligten Firmen nutzen zu können.
Neben der Wirtschaftlichkeit und Betriebssi-cherheit lagen die Herausforderungen auch im Brennmaterial sowie bei der Reduzierung der Rauchgasemissionen unter die Grenzwerte der Luftreinhalteverordnung (LRV) mit der verschärf-ten Verordnung für «Anlagen zum Verbrennen von Siedlungs- und Sonderabfällen».
Spezielle Brennkammer-GeometrieAls Brennsto� wird «Altholz», in den Klassen I,
II und III, in Form von Shredder-Hackgut mit 100 mm aus einem unterirdischen Lagerbunker mittels hydraulischer Austrag- und Fördertechnik in die Feuerung gefahren, eine Feuerungsanlage mit adiabater Brennkammer und hydraulischem Vorschubrost. Dank grosszügig dimensionierter Brennkammergeometrie zur Optimierung der Gas-
Das Leuchtturmprojekt der Genossenschaft Migros Luzern in der Zentralschweiz berücksich-tigt mit der Wärme-Kraft-Kälte-Kopplung (WKKK) die Anforderungen einer Sektorkopplung zur Sub-stitution fossiler Energieen mit Strom aus Rest- und Altholz gemäss der konzerneigenen Strategie «Aus der Region für die Region».
Investitionen von 10 Mio. FrankenDie Genossenschaft Migros Luzern hat rund
10 Mio. Franken in die neue WKKK-Anlage in-vestiert, welche genau auf die Bedürfnisse der Migros Luzern zugeschnitten ist. Damit kommt das Unternehmen in Dierikon ohne fossile Brenn-sto� e aus, kann sich selber mit Wärme und Käl-te versorgen und einen bedeutenden Teil seines Strombedarfs selber produzieren.
Die Genossenschaft Migros hat das Ziel, beim Klimaschutz die Nummer eins im Detailhandel zu
wird der zweitwichtigste einheimische erneuer-bare Energieträger mit durchschnittlich 10 TWh Endenergie zur Deckung von 10% des Wärmebe-darfs, bzw. 4.5% des Endenergieverbrauchs ge-nutzt. Bei der Migros Luzern strebt man eine mög-lichst e� ziente Nutzung des Brennsto� s Holz an. So werden aus «Altholz» 500 kW/h Strom für den Eigenbedarf erzeugt. Mit der Restwärme wird die Betriebszentrale Dierikon beheizt und mit Warm-wasser versorgt. Zudem speist man Wärme auch in ein Nahwärmenetz ein, wodurch der Sport-park Rontal und die Gebäude in der angrenzen-den Wohn-, Gewerbe- und Industriezone Dierikon versorgt werden. Mit dem verbleibenden Teil der Wärme wird über eine Absorptionsanlage Kälte zur Kühlung von verschiedenen Produktionshallen und Kühllagern bis -6 °C produziert. Damit ist die Anlage ein Novum in der Schweiz.
Herausforderung für die Planer Das Unternehmen Polytechnik (A) hat mit die-
sem Projekt neue Massstäbe bei der Planung und beim Bau von Biomasse-Heiz-Kälte-Kraftwerken gesetzt: Die von der Genossenschaft Migros für die Ausführung der Wärme-Kraft-Kälte-Kopplung (WKKK) beauftragte Polytechnik-Gruppe war herausgefordert, bei sehr kurzer Vorlaufzeit und mit «rollender Ausführungsplanung», das Heiz-kraftwerk innerhalb von 10 Monaten betriebsbe-reit fertigzustellen. Dank der zukunftsgerichteten Am 26. November 2018 hat die Genossenschaft Migros Luzern in ihrer Betriebszentrale in
Dierikon ein Biomasse-Heizkraftwerk in Betrieb genommen. Neben Wärme für das Firmenareal sowie die angrenzenden Liegenschaften liefert das neue Heizkraftwerk Kälte und Strom für den Eigenbedarf. Realisiert wurde die WKKK-Anlage (Wärme-Kraft-Kälte-Kopplung) von der Polytechnik Swiss AG, Immensee SZ.
Autor: Beat Huber, Polytechnik Swiss AG, Immensee SZ
MIGROS - Wärme-Kälte-Kraft-Kopplung (WKKK)( 1 : 35 )
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Auftrag: 170770
Freimaßtoleranzen ÖNORM M 1365
Name
Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen EN ISO 13920 -BF
Revision: A
06.11.2018
In Bearbeitung
HerzogDatum
Status:
Blattnr.
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GezeichnetGeprüftBlattgröße:
Biomass Energy
Anlagen Hauptkomponenten
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Maßstab: 1:35 ()
170770-02-50
Zeichnungs-Nr.:
Name: Migros
Engineering changes reserved!The copyright in these drawings and all additions which are entrusted to thereceiver personally, remain any time our firm. Without our written approval, theymay never be opied, multiplicated or de given access to third person.
Dampf-Turbine & Generator
Kondensattank
WW-Speicher
Hydraulikaggregat Überhitzer
Economiser
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Speisewassertank
Dampfkessel
DrucklufttankAdditivspeicher
Gewebefilter
Absorptionskälteanlage (AKA)
Aschecontainer
Ölkessel
Holzbrennstoff Einwurf
Harnstofftank
Deckenverteiler
Hackschnitzelsilo
Trogkettenförderer
Schubsender
Hydraulische Vorschubrost - Feuerung (HVR)
AKA - Umwälzpumpe
AKA - Anschluss Kältekreis
AKA - Steuerung
AKA - Verdampfer
AKA - Anschluss Heizkreis
Kamin
MIGROS - Wärme-Kälte-Kraft-Kopplung (WKKK)( 1 : 35 )
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Auftrag: 170770
Freimaßtoleranzen ÖNORM M 1365
Name
Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen EN ISO 13920 -BF
Revision: A
06.11.2018
In Bearbeitung
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Status:
Blattnr.
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GezeichnetGeprüftBlattgröße:
Biomass Energy
Anlagen Hauptkomponenten
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Maßstab: 1:35 ()
170770-02-50
Zeichnungs-Nr.:
Name: Migros
Engineering changes reserved!The copyright in these drawings and all additions which are entrusted to thereceiver personally, remain any time our firm. Without our written approval, theymay never be opied, multiplicated or de given access to third person.
Dampf-Turbine & Generator
Kondensattank
WW-Speicher
Hydraulikaggregat Überhitzer
Economiser
Heiko
Speisewassertank
Dampfkessel
DrucklufttankAdditivspeicher
Gewebefilter
Absorptionskälteanlage (AKA)
Aschecontainer
Ölkessel
Holzbrennstoff Einwurf
Harnstofftank
Deckenverteiler
Hackschnitzelsilo
Trogkettenförderer
Schubsender
Hydraulische Vorschubrost - Feuerung (HVR)
AKA - Umwälzpumpe
AKA - Anschluss Kältekreis
AKA - Steuerung
AKA - Verdampfer
AKA - Anschluss Heizkreis
Kamin
Biomasse-Heizkraftwerk / Wärme-Kraft-Kälte-Kopplung (WKKK)
WKKK-Anlage Genossenschaft Migros Luzern
Wärme, Kälte und Stromaus «Altholz»
Bild oben: Luft-
auf nahme Migros-
Betriebs zentrale
Dierikon LU
(Sommer 2015).
Bild: Migros
Bild unten: Visuali-
sierung des Bio masse-
Heizkraftwerks .
Bilder: Polytechnik
Brennkammer montiert.
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LUF TREINHALTUNG / FEUERUNGEN | S VG-Journal | 1 / 2 019
Gebäude sowie für die Warmwasserbereitstellung und für das Nahwärmenetz der Region Dierikon /Luzern verwendet. Dank dem ganzjährig mögli-chen hohen Temperaturniveau kann mit dieser Wärme auch Kälte produziert werden.
Wenn Wärme zu Kälte wird . . .Mit einer Ammoniak-/Wasser-Absorptions-
Kälteanlage wird die Kälteerzeugung betrieben. Hierbei handelt es sich um eine Kältemaschine, welche im wesentlichen mit Wärme und nicht mit Strom angetrieben wird. Hierzu bezieht die Anla-ge vom Kondensator des Holzheizkraftwerks bis zu 2300 kW Wärme mit einem Temperaturniveau von 95 / 85 °C. Aus dieser Wärme wird, abhängig von der Jahreszeit und der Rückkühltemperatur, zwischen 800 und 1200 kW Kälteleistung erzeugt. Diese Kälteleistung wird an das bestehende Kalt-solesystem mit den Temperaturen von -6 / -1 °C abgegeben und für die Kühlung unterschiedli-cher Lager oder zur Früchtereifung verwendet. Die Absorptionskälteanlage wird mit adiabaten Rückkühlern gekühlt. Das ist eine sehr umwelt-schonende Art der Rückkühlung mit minimalem Wasserbedarf und ohne jeglichen Chemieeinsatz.
Die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für die industrielle Kälteerzeugung haben sich in den letzten Jahren stark geändert. Durch die stetig steigenden Strompreise und das Wärmeangebot mittels dezentraler Eigenstromerzeugung erge-ben sich für Absorptionskälteanlagen, welche zum
verweilzeit und zur konsequenten Luftstufung, mit Beimischung von weiterem Rezirkulationsgas und zur Regulierung der Brennkammertempera-tur, erfolgt praktisch ein vollständiger Ausbrand des CO-Gehalts und der Feststo� e im Abgas. Das Rezirkulationsgas dient auch zur Vermeidung von Temperaturspitzen in der heissesten Zone und da-mit zur Reduktion von thermischen Stickoxiden. Zur Erreichung der NOx-Grenzwerte wird abhän-gig vom Sticksto� gehalt im Brennsto� nach dem SNCR-Verfahren das Reduktionsmittel Harnsto� dem Verbrennungsprozess eingedüst.
Nach vollständig abgeschlossener Verbrennung des Holzbrennsto� s durchströmen die heissen Rauchgase den Hochdruck-Wasserrohr-Dampf-heizkessel mit einer Nennleistung von 3,5 MW. Nachgeschaltet führen die Rauchgase zur Erhö-hung der Dampftemperaturen in den Überhitzer und anschliessend zur Reduzierung der Rauch-gastemperatur durch den Economiser.
Der überhitzte Hochdruck-Dampf mit 35 bar /420 °C wird einer Entnahme-Kondensations-Dampfturbine mit gekoppeltem Generator zur Stromerzeugung von 500 kW/h zugeführt. Mit reduziertem Druck führt der Dampf nach der Turbine in den Dampf-Warmwasser-Umformer (Kondensator) und das Kondensat zur Erhitzung durch den Economiser im Kreislauf wieder zurück in den Dampfkessel.
Das Warmwasser aus dem Dampf-Warmwas-ser-Umformer wird zur Beheizung der Migros-
Antrieb Wärme statt elektrischen Strom nutzen, in vielen Fällen wirtschaftliche Vorteile im Ver-gleich zu konventionellen Kompressionskältean-lagen.
Zur Einhaltung der aktuellen Grenzwerte der schweizerischen Luftreinhalteverordnung (LRV), Anhang 2, Zi� er 71, wird das neue Altholz-Heiz-kraftwerk mit modernster Rauchgasreinigung mit Gewebe� lter, unter Einsatz von neutralisieren-den Sorbentien, betrieben. Das zukunftsweisende Kraftwerk wird über eine vom Unternehmen Po-lytechnik speziell entwickelte speicherprogram-mierte Steuerung (SPS) gesteuert. Sämtliche Be-triebsdaten werden visualisiert und chronologisch gespeichert. Anlagen von Polytechnik können über Fernwartung (Remote Control) überwacht, gesteuert und gewartet werden. Die speziell aus-gebildeten Migros-Mitarbeiter und die Polytech-nik-Mitarbeiter können sich per Internet jederzeit und von jedem beliebigen Ort aus in die Visualisie-rung einwählen, um die Betriebsparameter, wenn nötig, anzupassen.
Weitere Informationen:Beat HuberPolytechnik Swiss AGHohle GasseCalendariaweg 26405 Immensee SZTel. 041 852 04 24Mobile 079 334 83 [email protected]
Facts zur Polytechnik Group
Polytechnik ist ein weltweit tätiger Hersteller von Biomasse-feuerungsanlagen mit rund 240 Mitarbeitern. Neben dem Stammwerk in Weissenbach/Triesting in Österreich hat das Unternehmen Niederlassungen in der Schweiz, der EU, in Russland, Ungarn, Frankreich, Polen, Rumänien, Belarus, Aus-tralien, Neuseeland, Japan und neuestens auch in China (mit Vertrieb und Produktion). Die Exportrate der Polytechnik-Gruppe beträgt 98 Prozent und es sind bereits über 3200 Polytechnik-Anlagen im Einsatz. In den vergangenen 50 Jahren hat sich die Polytechnik-Gruppe zum globalen Spezialisten für die Planung und die Lieferung schlüsselfertiger Biomasseverbrennungs-anlagen für Wärme-, Kälte- und Stromerzeugung entwickelt. Um an der technologischen Spitze mitzuhalten, investiert Polytechnik zwischen 2,5 und 5 Prozent des Jahresumsatzes in Forschung und Entwicklung. Eine der Neuentwicklungen von Polytechnik ist die industrielle Produktion von P� anzen-kohle. Für die Schweiz ist die Polytechnik Swiss AG in Immensee SZ zuständig.
Bild unten:
Josef Amrhein, Leiter
Haustechnik/Umwelt
der Genossenschaft
Migros Luzern, auf
dem Dampfkessel des
Bio masse-Heizkraft-
werks.
Bilder: Migros / Polytechnik
Wasserdampf-Kontrolle für das Biomasse-Heizkraftwerk. HVR am Kran.Absorber Kältemaschine.
Dampfturbine mit
Dampfverrohrung.
