Gas- und Wärme-Institut modernisiert Versuchsanlagen

Der Hochtemperaturofen „Roter Ofen“ ist ausgelegt für eine Brennerleistung von bis zu 1,2 MW und einer maximalen Ofenraumtemperatur von 1.600 °C. Brenneruntersuchungen am Hochtemperaturofen können wahlweise mit Luft, reinem Sauerstoff, Mischungen aus beiden Medien oder sauerstoffangereichertem Abgas durchgeführt werden. Der gasbeheizte Hochtemperaturluftvorwärmer „EcoReg“ liefert Lufttemperaturen von bis zu 1.250 °C und verfügt nach einem Retro-Fit über eine moderne SPS (S7). Die Infrastruktur des Technikums stellt Luftmengen bis zu 1.900 m³N/h zur Verfügung. Für detaillierte Untersuchungen von luftgestuften Brennern ist weiterhin eine sekundäre Verbrennungsluftstrecke vorhanden. Die Einstellung der nötigen Oxidatormengen erfolgt rechnergesteuert mittels Frequenzumrichter für Verbrennungsluft und über Massendurchflussregler für Sauerstoff. Zur Abbildung einer Wärmesenke (Wärmgut) und zur Konditionierung der Ofenraumtemperatur ist die Ofenanlage mit einem Rückkühlwerk ausgestattet, welches über insgesamt fünf Wärmetauschern dem Ofenraum definierte Wärmemengen entnimmt.
Die eigens für die hohen Ansprüche des Versuchsbetriebs konzipierte Gasmischanlage ermöglicht die Herstellung synthetischer Gasgemische aus Erdgas, Wasserstoff (H₂), Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂) und Stickstoff (N₂) in größeren Gasmengen. Je nach erforderlicher Gaszusammensetzung können jetzt auch Versuche mit niederkalorischen Gasen bei Brennerleistungen von bis zu 1 MW durchgeführt werden. Die Einstellung der jeweiligen Gasvolumenströme erfolgt über Massendurchflussregler, die zentral von einem Rechner angesteuert werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, eine zweite Gasmischanlage zu integrieren, um die jeweiligen Mess- und Regelbereiche im unteren Bereich zu erweitern und Propan (C₃H₈) zu nutzen. Durch diese Kombination ist es somit möglich, auch Kleinstmengen beizumischen. Eine sekundäre Versorgungsleitung für brenngasgestufte Brenner sowie eine Gasvorwärmung wurden ebenfalls vorgesehen.
Zur detaillierten Analyse der Rauchgaszusammensetzung werden die Konzentrationen von NO, NO₂, CO, CO₂ und O₂ mittels Gasanalysatoren erfasst. Ein neu angeschafftes FID-Messgerät erweitert die Gasanalyse um die Messung unverbrannter Kohlenwasserstoffe im Rauchgas. Mithilfe von Feldmessungen können 2-dimensionale Spezieskonzentrations- und Temperaturfelder innerhalb des Ofenraums ermittelt und mit stationären CFD-Simulationen verglichen werden. Bildgebende Messungen der OH*-Chemilumineszenz dienen der Flammenvisualisierung und geben Aufschluss über die geometrische Veränderung der Reaktionszone bei variierenden Betriebszuständen.
_{(Quelle: Gas- und Wärme-Institut Essen e. V.)}