Alles unter Kontrolle - Deponiegasmessung mit thermischen Sensoren
Nach 20 Jahren hatten Flügelradsensoren auf einer Deponie bei Ludwigsburg zur Erfassung von Deponiegas-Volumenströmen ausgedient. Thermische Sensoren arbeiten inzwischen störungsfrei bei vergleichsweise geringen Gasmengen.
(25.07.07) Im Juli 1977 wurde die Deponie "Am Lemberg" zur ersten abfallwirtschaftlichen Anlage des Landkreis Ludwigsburg. Die Deponie wurde auf die spätere Endgröße von rund 15,5 Hektar mit einem Ablagerungsvolumen von über 3.000.000 m³ ausgebaut und der Auffüllabschnitt II nach dem damaligen Stand der Technik mit einer etwa 60 Zentimeter starken Basisabdichtung aus dem anstehenden Ton, einem zentralen Sickerwasser-Sammelsystem und einer Gaserfassung ausgebaut. 1989 wurde der Abfallbetrieb auf der Deponie "Am Lemberg" eingestellt und der Umschlagbetrieb 1993 endgültig geschlossen. Damit begann der Nachsorgebetrieb.
Bereits seit 1981 wird das Deponiegas gesammelt und verwertet. Mit dem erfassten Gas wurden zwischenzeitlich fünf Gasmotoren mit einer Gesamtleistung von über 1000 kW zur Stromerzeugung betrieben. Eine in der Nachbarschaft angesiedelte Gärtnerei nutzt einen Teilstrom des Deponiegases zur Beheizung ihrer Gewächshäuser.
Geräte zur Gasanalyse, Gasvolumenmessung und Gaswarnung in einem explosionsgefährdeten Milieu wurden für die Deponie entwickelt und eingesetzt. Seit 1982 dienten zehn Messrohre mit Flügelradsensoren des Typs FA Di zur Messung und Bilanzierung der Deponieentgasung, die in Spitzenzeiten bis zu 1800 m³/h zu erfassen hatten. Die Höntzsch-Flügelradsensoren arbeiten in fast allen Gasen, Gasgemischen und Flüssigkeiten bei Strömungsgeschwindigkeiten ab 0,2 m bis zu 120 m/s. Selbst Verschmutzungen sind ohne Einfluss auf die Impulserkennung.
Um 1990 lag das Gasaufkommen noch bei über 1.500 m³ pro Stunde. Inzwischen werden nur noch etwa 160 m³ pro Stunde "gefördert". Mit dem rapide gesunkenen Gasaufkommen war es an der Zeit, auch die Sensorik den neuen Messbedingungen anzupassen.
Ziele der Modernisierung der Gasanlage waren
- erhebliche Reduzierung des Energieverbrauchs für die Deponieentgasung
- Anpassung an die erforderliche zeitgemäße Sicherheitstechnik für Deponiegasanlagen
- Fernüberwachung der Deponieentgasung aus der AVL-Zentrale
Zur Anpassung der zentralen Entgasungsanlage an das heute sehr viel geringere Gasaufkommen baute die Abfallverwertungsgesellschaft des Landkreises Ludwigsburg mbH (AVL) zwei Verdichter aus und installierte einen neuen, Drehzahl gesteuerten Verdichter mit erheblich geringerem Stromverbrauch.
Die Gasverwertungsanlage umfasst jetzt einen Motor mit max. 265 kW Leistung, was der Verbrauchsmenge von ca. 160 m³/h Deponiegas entspricht: Die Deponiegasfackel ist für einen Durchsatz von 80-350 m³/h ausgelegt. Natürlich wurde auch die Steuerungs-, Gasanalysen- und Sicherheitstechnik modernisiert. Die jetzt eingebauten thermischen Sensoren der Baureihe TA 10 ZG3b Ex laufen seit 2002. Sie erfassen sowohl sehr kleine als auch große Strömungsgeschwindigkeiten ab 0,2 m/s bis 200 m/s.
Heute werden an zwei in verzinkten Stahlrohren installierten Messstellen die Gasvolumenströme überwacht. Saugseitig sind die Höntzsch-Sensoren in einer Di 150 mm-Leitung vor dem Verdichterbalken, druckseitig in Di 210 mm nach dem Verdichter in die Leitung zur Gasverwertung (Motor /Fackel) installiert. Die Strömungsgeschwindigkeit des Deponiegases liegt bei max. 5 m/s. Das sehr trockene Gas hat einen Methangehalt zwischen 37 und 50 Prozent, geringe Schwefelkonzentrationen (ca. 100 mg/m³) und im Vergleich zu anderen Hausmülldeponien geringe sonstige Bestandteile (Fl, Cl, Benzol). Bei Kondensatbildung ist dieses Gasgemisch dennoch sehr korrosiv. Die TA 10 ZG3b Ex Sensoren arbeiten nunmehr seit etwa vier Jahren absolut störungsfrei. Die TA-Sensoren zeichnen sich durch hohe Beständigkeit gegenüber aggressiven Gasbestandteilen aus, da in den Sensoren Materialien wie Edelstahl, Epoxidharz und Glas verwendet werden.
Die thermischen Sensoren liefern eine dem Gasmassestrom proportionale Messung. Mittels des direkt die Norm-Strömungsgeschwindigkeit messenden Sensors errechnet die Geräteelektronik den Normvolumenstrom. Damit erübrigt sich eine zusätzliche Druck- und Temperaturmessung. Die hier beschriebenen thermischen Sensoren erfassen Strömungsgeschwindigkeiten ab 0,2 m/s bis 200 m/s und sind in Ex- Ausführung für Kategorie 1 und 2 (Zone 0 und 1) lieferbar. Die Kalibrierung der TA -Sensoren erfolgt unter Beachtung eines zertifizierten Qualitätssicherungssystems in einem Volumenstrom-Prüfstand. Die Genauigkeit der eingesetzten Referenzen ist auf nationale Normale der PTB rückführbar. Realgaskalibriert erreichen die thermischen Sensoren eine Messunsicherheit von kleiner 1 Prozent vom Messwert.
Die Messung auf der Deponie ist prinzipiell nicht nur zur Ermittlung der erfassten und geförderten Deponiegasmenge erforderlich. Die Messdaten sind sehr wichtig für die Zustandsbeschreibung der Deponiegasentwicklung, für die Steuerung der Deponiegaserfassung und als Nachweis der Verwertung und Behandlung des Deponiegases.
Reinhold Kuchenmeister
www.hoentzsch.com
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| Quelle: | Juli/August 2007 (Juli 2007) | |
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| Autor: | Reinhold Kuchenmeister  | |
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