Stützfeuerung

Thermische Kraftwerke produzieren Wärme und / oder Strom durch die Verbrennung fossiler Kraftstoffe. Zusätzlich zu dieser Hauptfeuerung über konventionelle Primärenergieträger kommt in Erzeugungsanlagen bei technischem Bedarf jedoch auch der Prozess der sogenannten Stützfeuerung zum Tragen, der in diesem Artikel beschrieben werden soll.

Konventionelle Kraftwerke zur Stromerzeugung produzieren Wärme, um ihre Dampfturbinen über gespannten Wasserdampf anzutreiben. Durch die Hitze verdampft das im Rohrsystem des Dampferzeugers (Kessel) befindliche Wasser. Die Kondensationsturbine wiederum gibt die resultierende mechanische Energie weiter an den nachgeschalteten Generator, der Elektrizität erzeugt.

Um die für den Gesamtprozess erforderlichen Betriebsparameter wie insbesondere Druck und Temperatur des in der Feuerungsanlage erzeugten Frischdampfes zu gewährleisten, muss der für die Verbrennung genutzte Energieträger zum einen in volumen- bzw. gewichtsbezogen ausreichender Menge vorliegen und zum anderen einen hinreichend großen Heizwert aufweisen. Dies ist bei fossilen Kraftstoffen wie Stein-/Braunkohle, Erdgas oder Erdöl der Fall. Werden jedoch niederkalorische Edukte wie Abfall, Biomasse oder andere Wärmequellen als Energieträger verwendet, kann die vorgeschriebene Verbrennungstemperatur unter Umständen nicht mehr erreicht werden bzw. die Anlage aufgrund eines zu geringen Angebots an Brennstoff nicht auf Teil- oder gar Mindestlast (techn. engl.: MEL, minimum environmental load oder auch minimum emissions-compliant load) gehalten werden. Grundlegend ist demnach die sogenannte Feuerungswärmeleistung als diejenige Wärmeleistung, die im Dampfkessel vom Brennstoffmassenstrom freigesetzt wird.

Am Beispiel der Entsorgung gilt etwa für Müllverbrennungsanlagen (MVA), dass Abfälle erst ab Erreichen einer Verbrennungstemperatur von ca. 850 Grad Celsius dem Verwertungsprozess zugeführt werden dürfen. Um den Müll verfahren zu können, werden zur Problemlösung nun fossile Energieträger genutzt, um diese Anlagen durch die Erhöhung der (Mindest-)Feuerungswärmeleistung auf Betriebstemperatur hochzufahren. Eine solche zusätzliche Verbrennung eines weiteren höherkalorischen Energieträgers wird als Stütz- oder Unterstützungsfeuerung bezeichnet. In der Praxis werden überwiegend Öl oder Gas als Stützbrennstoffe eingesetzt. Damit unterscheiden sie sich von den klassischen Anfahrbrennstoffen, die in der Regel den Energieträger für die Hauptfeuerung in der Dampferzeugungsanlage stellen.

Es handelt sich hierbei somit um eine verbrennungstechnisch erforderliche Maßnahme, um die Anlage auf Temperatur bzw. auf Mindestlast zu bringen. Somit dienen und gelten die in MVA zur Unterstützungsfeuerung des Brennprozesses eingesetzten Energieträger ausschließlich als Heizstoff für den Hauptzweck der Anlage in Form der anschließenden Entsorgung des Abfalls. Den Zustand bzw. Betrieb mit reinem Stützfeuer, der sogenannte Stützbetrieb, erfolgt zudem auch bei Biomasse- sowie bei Verwertungsanlagen von Gicht- oder Konvertergasen wie zum Beispiel im Rahmen der Stahlerzeugung und -verarbeitung.

Ebenfalls vom reinen Anfahr- bzw. Hauptbrennstoff zu unterscheiden ist der betriebstechnisch gleichsam notwendige Zündbrennstoff, der definitionsgemäß ausschließlich für den initialen Zündungsvorgang beim Start der Anlage eingesetzt wird. Dieser ist beispielsweise bei einem Kohlekraftwerk zur Zündung des Kohlenstaubes vorgesehen. Nach der Inbetriebnahme der Kohlenstaubfeuerung ist die Zündfeuerung bis zur stabilen Flammenausbildung der Kohlenstaubbrenner in Betrieb zu halten, bevor sie anschließend wieder stufenweise zurückgefahren und letztlich abgeschaltet wird. Typische Einsatzstoffe für die Sicherstellung des Zündvorgangs in Kraftwerken sind ebenfalls Öl oder Gas.