Messa in funzione dell'impianto come segnale di partenza per l'eliminazione anticipata dell'uso del carbone nella centrale elettrica entro il 2025

La Städtische Werke Energie + Wärme GmbH fornisce alla città di Kassel teleriscaldamento ed energia elettrica ecocompatibili e, a tale scopo, gestisce impianti di generazione di energia ad alta efficienza basati sul principio della cogenerazione, vale a dire la produzione contemporaneamente di energia termica ed energia elettrica (CHP). Gli impianti di produzione della AG comprendono la centrale di teleriscaldamento di Kassel, messa in funzione nel 1988 con una potenza termica nominale totale di 150 MW. La centrale elettrica, per mezzo di una turbina a vapore, genera circa 40 MW di energia elettrica. Circa 80 MW vengono immessi nella rete di teleriscaldamento comunale come teleriscaldamento. Insieme con lignite, carbone duro e coke di petrolio, i fanghi di depurazione disidratati vengono attualmente utilizzati come combustibile standard fino a una quota del 25% della potenza termica nominale totale. Sono state pianificate consistenti misure di ottimizzazione ed ampliamento dell'impianto esistente, che dovrebbero incrementare l'efficienza della centrale elettrica ed allargare la gamma dei combustibili. Una di queste misure include la costruzione di un nuovo impianto di essiccamento dei fanghi di depurazione.

Nel marzo 2019, HUBER SE ha ricevuto una commessa da Städtische Werke Energie + Wärme GmbH per la progettazione e la costruzione di 2 impianti di essiccamento a nastro della grandezza del BT30. La commessa è stata suddivisa in 2 fasi: fase di progettazione e fase esecutiva. I servizi da fornire in fase di progettazione riguardavano l'ingegneria di base e di dettaglio, il contributo nella preparazione della richiesta di autorizzazione nonché la completa progettazione dell'impianto, il tutto in costante cooperazione e scambio con il cliente. Nella fase di esecuzione, l'installazione meccanica ed elettrica dell'intero impianto, compresa la messa in funzione, avranno luogo in modo tale che l'impianto possa essere gestito in modo completamente automatico. Allo stato attuale, sia i lavori di montaggio meccanici che quelli elettrici sono stati completati.

Obbiettivo : riduzione al minimo della quantità di acque di scarico

La configurazione tecnica dell'intera apparecchiatura è stata adattata alle esigenze del cliente. La massima priorità era ridurre al minimo la quantità di acque reflue risultanti. Eliminando la condensa di vapore e optando per il cosiddetto sistema di aria fresca/aria di scarico, la quantità di acque reflue è stata ridotta al minimo. L'acqua evaporata dai fanghi di depurazione, nelle fasi di processo a valle dell'essiccatore, rimane completamente in fase gassosa e abbandona l'impianto con l'aria di scarico. Il riscaldamento mirato dell'aria di scarico tramite diversi scambiatori di calore previene effetti condensa nonché la formazione di un pennacchio di vapore all'uscita del camino.

Al fine di garantire prestazioni di essiccazione costantemente al top, Kassel utilizza anche il comprovato ed intelligente sistema di controllo della portata HUBER, completamente automatico. Nonostante le fluttuazioni di residuo secco in ingresso, questo sistema provvede a mantenere costante la potenza di evaporazione dell’acqua e quindi la potenza massima dell’impianto Il sistema di controllo della portata è stato ulteriormente ampliato per questo progetto. Il sistema di controllo ora risponde anche alle oscillazioni delle temperature di mandata nella rete di teleriscaldamento a cui gli essiccatori sono direttamente collegati, senza separazione idraulica.

Il collegamento diretto alla rete di teleriscaldamento offre alle centrali elettriche la possibilità di utilizzare l'essiccatore come dissipatore di calore. In futuro, questo, insieme a una turbina a condensazione e prelievo, consentirà di passare dall'attuale funzionamento stagionale della centrale elettrica al funzionamento durante tutto il corso dell'anno. La possibilità di funzionamento a carico parziale delle singole linee, indipendenti l'una dall'altra, aumenta lo sfruttamento dell'impianto.

Già da alcuni anni, sul posto è stato installato un sistema di accettazione dei fanghi di depurazione i quali vengono ora convogliati per mezzo di una pompa a pistoni sia nella caldaia a letto fluido che nell'impianto di essiccamento. La regolazione della quantità avviene mediante 2 valvole a ciclo. Durante il normale funzionamento (portata totale 30 t/h), il rapporto tra combustione ed essiccamento è 2:1.

La fornitura di HUBER occupa completamente il nuovo edificio

Nell'autunno 2019, Städtische Werke Energie + Wärme GmbH ha costruito un capannone in cemento appositamente destinato all'impianto di essiccamento. Il capannone si trova direttamente dietro la costruzione di accettazione dei fanghi di depurazione. La sfida per HUBER consisteva nell'adattare l'intera attrezzatura periferica dell'impianto alle dimensioni esistenti. Ciò è stato possibile disponendo le unità nel modo più compatto possibile, a volte su più livelli, una sopra l'altra.

Oltre ai due essiccatori a nastro HUBER BT 30 e al relativo sistema di ventilazione, HUBER ha anche progettato e fornito l'intero sistema di trasporto dei fanghi liquidi ed essiccati nonché il trattamento dell'aria di scarico, in stretta collaborazione con il cliente.

Integrato nel trasportatore dei fanghi liquidi è presente un separatore di materiale interferente che rimuove le sostanze estrane contenute nei fanghi e protegge quindi le successive unità e strumentazione da danni. A valle del separatore del materiale interferente, il fango viene convogliato tramite una coclea di distribuzione in due pozzi di ricezione. Da qui avviene l'alimentazione al pellettizzatore del rispettivo essiccatore a nastro mediante pompe a vite eccentrica.

Dopo l'essiccamento, il granulato di fanghi, passando per varie unità di trasporto, viene convogliato in un bacino intermedio. Tramite l'unità di dosaggio presente in un trasportatore pneumatico, viene infine immesso direttamente nell'impianto di incenerimento.

In caso di manutenzione, i fanghi essiccati possono essere convogliati dai due essiccatori a nastro in un container di circa 20 m³. I fanghi poi possono essere trasportati via mediante mezzi sollevatori.

HUBER è riuscita a soddisfare la richiesta di minor quantità di acque reflue possibile nel trattamento dell'aria di scarico grazie a circolazione, concentrazione ed espulsione completamente automatica dell'acqua di lavaggio in combinazione con l'uso di filtri mobili a carbone attivo. Questi ultimi sono stati realizzati in forma di container su rulli, consentendo al termine della loro vita utile una semplice sostituzione e soprattutto in tempi ridotti. Attraverso le singole fasi di pulizia, i valori limite delle Istruzioni Tecniche per il Controllo della Qualità dell’Aria TA-Luft sull'uscita del camino della centrale elettrica vengono rispettati ad un'altezza di circa 105 m.

Avvio ufficiale della messa in funzione da parte del sindaco e della direzione

L'impianto progettato e fornito da HUBER SE è in grado di aumentare la capacità di accettazione dei fanghi di depurazione nella centrale elettrica di circa 80.000 t/a. La sostituzione dei combustibili fossili con i fanghi di depurazione conferisce a Städtische Werke Energie + Wärme GmbH un vantaggio economico nonché un passo avanti importante verso la riduzione di CO₂.

L'avvio ufficiale della messa in funzione dell'impianto di essiccamento ha avuto luogo il 23 aprile 2020 con una conferenza stampa tenutasi in loco. Il sindaco di Kassel, Christian Geselle, insieme al direttore generale della Städtischen Werke, il dott. Michael Maxelon e il direttore della centrale elettrica Dr. Gudrun Stieglitz hanno simbolicamente premuto il pulsante di avvio dell'impianto.

Oltre ad altri progetti attualmente in fase di pianificazione o attuazione presso la sede di Dennhäuser Straße, il nuovo impianto di essiccamento a nastro rappresenta l'apripista per il funzionamento senza carbone della centrale entro il 2025.