Entwicklung einer Kleinfeueranlage für Mischpellets

  Verbrennung von Pellets in einer Kleinfeuerungsanlage Verbrennung von Pellets in einer Kleinfeuerungsanlage

Ansprechpartner:
Herr Robert Guder
wissenschaftlicher Mitarbeiter
BTU Cottbus, Lehrstuhl Kraftwerkstechnik

 

Telefon: (0355)69 3695
robert.guder@tu-cottbus.de

 
 

In Biomassefeuerungsanlagen kommen im Wesentlichen die Techniken der Rost- und Muldenfeuerungen zum Einsatz. In vielen Anlagen treten Schäden in Form von Verschlackung, Korrosion, Erosion, Abrasion und thermischer Ermüdung auf. Diese Schäden führen zu verringerten Betriebszeiten und beeinflussen die Wirtschaftlichkeit der Anlagen extrem negativ. Auch sind die CO-, NOx-, SO2-, HCl-, Schwermetall-, Feinstaubemissionen und das Ascheschmelzverhalten bei biomassegefeuerten Anlagen zu berücksichtigen. So führt z.B. ein niedriges Ascheschmelzverhalten zu Verschlackungen und Anlagerungen im Kessel. Diese Erscheinungen sind insbesondere in Rostfeuerungsanlagen im Bereich des Feuerraumes festzustellen. Ein verminderter Wärmeübergang und somit ein niedriger Wirkungsgrad der Anlage ist dann die Folge. Im schlimmsten Fall zieht es sogar einen kompletten Ausfall nach sich. Weiterhin spielt während des Betriebs einer Biomasse gefeuerten Anlage die Korrosion eine entscheidende Rolle. Denn ausgehend von der Chlor- und Alkalikonzentration im Rauchgas treten Korrosionserscheinungen sowohl bei Rostfeuerungen als auch bei Muldenfeuerungen im Bereich der Heizflächen auf. Eine weitere Verschleißart ist die Erosion, deren Erscheinungsbild sich innerhalb des punktuellen Abtragbereichs durch eine zumindest makroskopisch glatt abgetragene Oberfläche auszeichnet. Abrasion bezeichnet hingegen den flächigen Materialabtrag auf der Materialoberfläche aufgrund von Frachtmaterial bzw. Aschepartikel, welche sich im Rauchgas befinden.

Eine entscheidende Ursache für die bei der Verbrennung von Biomasse auftretenden Probleme und Anlagenschäden ist die wechselnde Qualität der Biomasse. Eine Homogenisierung bzw. Vergleichbarkeit des Brennstoffes, insbesondere im Hinblick auf deren Qualität, ist ein entscheidender Schritt, um die beschriebenen Schäden und Probleme zu vermeiden.

  Verbrennungstechnischer Versuchsstand vom LS KWT der BTU Cottbus Verbrennungstechnischer Versuchsstand vom LS KWT der BTU Cottbus
 
 

Deshalb bestehen die Ziele der Untersuchungen in der Entwicklung und Erprobung von Kleinverbrennungsanlagen für Biomischpellets im Leistungsbereich von 40 kW und 80 kW, welche in der Leistungsklasse dem regionalen bzw. kommunalen Bedarf in vielen Bereichen entsprechen. Durch die Feldtests der drei Anlagen werden die Technologien überprüft, angepasst und weiterentwickelt. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf die Realisierung eines optimalen CO-Ausbrandes sowohl in der Primärverbrennungs- als auch in der Sekundärverbrennungszone. Dabei werden eine effektive Luftstufung und die Vermeidung von Temperaturspitzen bei kleinem Feuerraumvolumen angestrebt. Durch eine geeignete Feuerraumgeometrie wird eine optimale Verweilzeit der Brenngase gewährleistet. Dabei ist auf eine gleichmäßige Beanspruchung aller Zonen des Feuerraumes zu achten. Des Weiteren ist der Verschlackungsneigung und Materialkorrosion insbesondere beim Einsatz von halmgutartiger Biomasse entgegenzuwirken. Diese Erscheinung ist durch die Vermeidung von Geschwindigkeits- und Temperaturspitzen möglich. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen trotz aller Änderungen die erzielten Emissionswerte. Denn diese sollen so gering wie möglich gehalten werden, um die Werte der geplanten neuen rechtlichen Normen möglichst zu unterbieten.

 
 
 
 
PLBB Dieses Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) im Rahmen des operationellen Programms zur grenzübergreifenden Zusammenarbeit Polen (Wojewodschaft Lubuskie) – Brandenburg 2007–2013 gefördert. EU