Es ist nicht nur das Etikett des Kessels, das über die Effizienz eines Biomassekessels entscheidet. Obwohl Pellets, Sägemehl, Hackschnitzel, Trester, Haselnussschalen und Sonnenblumenschalen in derselben Brennstoffklasse aufgeführt sind, unterscheiden sich Feuchtigkeit, Asche, Dichte, Korngröße und Ascheschmelzverhalten. Ein Zufuhr- und Verbrennungssystem, das für einen Brennstoff gut funktioniert, kann bei einem anderen Brennstoff zu Kapazitätsverlust, Verschlackung oder Emissionsproblemen führen.
Der richtige Ansatz besteht darin, zunächst eine repräsentative Brennstoffanalyse durchzuführen und dann auf Grundlage dieses Ergebnisses den Kessel und das Verbrennungssystem auszuwählen.
Zu untersuchende Werte für Biomassebrennstoffe
Luftfeuchtigkeit
Es wird Energie aufgewendet, um das Wasser im Kraftstoff zu verdampfen. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit können die Verbrennungstemperatur und die nutzbare Wärme sinken und es kann mehr Rauchgas entstehen. Eine stark schwankende Luftfeuchtigkeit erschwert die Automatisierung des Luft-Kraftstoff-Gleichgewichts.
Die Luftfeuchtigkeit sollte nicht nur im Laborbericht berücksichtigt werden, sondern auch im Zusammenhang mit Lagerung und saisonalen Bedingungen. Hackschnitzel oder landwirtschaftliche Rückstände, die auf offenen Flächen liegen, können durch Niederschläge in verschiedene Kraftstoffe umgewandelt werden.
Niedrigerer Brennwert
Der untere Heizwert ist die grundlegende Information über die Energie, die aus dem Brennstoff praktisch genutzt werden kann. Die Berechnung der Kesselkapazität sollte anhand der Analyse des zu verwendenden Brennstoffs und nicht anhand der allgemeinen Erklärung des Lieferanten erfolgen.
Aschegehalt und Aschezusammensetzung
Mit zunehmender Aschemenge steigt der Transport-, Lager- und Entsorgungsaufwand. Nicht nur die Menge der Asche, sondern auch deren Schmelztemperatur und chemische Zusammensetzung sind wichtig. Asche mit niedriger Schmelztemperatur kann auf den Grill- und Wärmeübertragungsflächen Schlacken bilden.
Partikelgröße und -dichte
Pulver, Pellets, Spelzen und Hackschnitzel bewegen sich in derselben Schnecke oder demselben Gitter nicht auf die gleiche Weise. Die Risiken von Brückenbildung, Verstopfungen, Rückbrand und unregelmäßiger Beschickung sollten zusammen mit der Silogeometrie bewertet werden.
Analyse flüchtiger Substanzen und Elemente
Flüchtige Stoffe beeinflussen die Verteilung der Verbrennung im Ofen. Stickstoff, Schwefel, Chlor, Alkalimetalle und andere Bestandteile können das Risiko von Emissionen, Korrosion und Ablagerungen verändern.
Gemeinsame Biomassebrennstoffe
| Kraftstoff | Hervorheben | Braucht Aufmerksamkeit |
|---|---|---|
| Holzpellets | Homogene Größe und einfache Zufuhr | Qualitätsklasse, Asche und mechanische Festigkeit |
| Sägemehl | Kann lokal und wirtschaftlich sein | Feuchtigkeit, Staub, geringe Schüttdichte |
| Holzspäne | Zugänglich in Wäldern/Holzpflanzen | Variable Größe und Feuchtigkeit |
| Trester | Kann in Olivenregionen vorteilhaft sein | Feuchtigkeit, Ölrückstände, Geruch und Ascheverhalten |
| Haselnussschale | Kann für eine relativ gute Energiedichte sorgen | Getreideverteilung und regionale Versorgung |
| Sonnenblumenschale | Bewertung landwirtschaftlicher Rückstände | Asche, alkalische Komponente und Verschlackung |
Die Tabelle ist allgemeiner Natur. Für eine kommerzielle Entscheidung ist eine aktuelle Laboranalyse erforderlich.
Welches Verbrennungssystem soll ich wählen?
Stoker-System
Stoker-Dampfkessel kann in homogenen und körnigen Brennstoffen eingesetzt werden, die für die mechanische Beschickung geeignet sind. Ein stabiler Betrieb der Schnecke, Rückbrandschutz und Kraftstoffstand sind wichtig.
Vorwärtsschubgitter
Im Vorwärtsschubdampfkessel durchläuft der Brennstoff die Trocknungs-, Vergasungs- und Verbrennungszonen auf dem Rost. Eine getrennte Steuerung der Luftzonen und der Vorwärtsgeschwindigkeit kann bei variablen Festbrennstoffen von Vorteil sein.
Rotationsgrill
Rotationsrostkessel kann in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine kontinuierliche Brennstoffzufuhr und Ascheabfuhr erforderlich sind. Sieblast, Brennstoffgröße und Ascheverhalten müssen kompatibel sein.
Wirbelschicht
Wirbelschichtdampfkessel kann Brennstoffflexibilität und kontrollierte Verbrennung bieten. Bettmaterial, Fluidisierungsrate, Brennstoffaufbereitung und Aschemanagement erfordern eine komplexere Steuerung.
Kann der Kraftstoff gewechselt werden?
Nur weil ein Kessel „Biomasse verbrennen“ kann, kann kein unkontrollierter Übergang zwischen der gesamten Biomasse erfolgen. Wenn sich Feuchtigkeit, Brennwert, Korngröße und Asche des neuen Brennstoffs ändern:
- Durchflussmenge der Kraftstoffversorgung
- Primär- und Sekundärluftverteilung,
- Grillgeschwindigkeit oder Betteinstellung
- Lüfterkapazität
- Rauchgasdurchfluss,
- Aschetransportsystem,
- Filterlast
Es sollte neu bewertet werden. Soll ein Kraftstoffgemisch verwendet werden, muss auf Kontinuität des Mischungsverhältnisses geachtet werden.
Lagerungs- und Versorgungssicherheit
In Biomassebeständen kann die Gefahr von Feuchtigkeit, biologischer Erwärmung, Staubexplosion, Feuer und Kohlenmonoxidansammlung bestehen. Silos und Lager; Es sollte entsprechend dem Verhalten des Brennstoffs mit Belüftung, Temperatur-/CO-Überwachung, Branderkennung und einem sicheren Entladesystem ausgestattet sein.
Schnecken und Förderer müssen über eine Rückbrandsicherung, ein Zellenrad, eine Temperaturerkennung oder andere für das Projekt geeignete Sicherheitsvorrichtungen verfügen. Der Bediener soll daran gehindert werden, die Blockierung der Betriebsmittel zu beeinträchtigen.
Häufige Probleme, die die Produktivität verringern
- Die Kraftstofffeuchtigkeit liegt über dem Auslegungswert
- Futterschwankungen aufgrund unregelmäßiger Korngröße
- Unzureichende oder zu große Verbrennungsluft
- Schlackenschicht auf dem Gitter,
- Ascheansammlung auf Wärmeübertragungsflächen
- Hoher Sauerstoffgehalt oder unverbrannter Kohlenstoff im Rauchgas
- Der Kessel arbeitet ständig mit sehr geringer Last
- Die Laboranalysen zu Asche und Kraftstoff sind nicht auf dem neuesten Stand.
Eine einfache Erhöhung der Lüftergeschwindigkeit zur gleichmäßigeren Verbrennung kann den übermäßigen Luftverlust und die Partikelübertragung verstärken. Rauchgasanalyse, unverbrannte Bestandteile in der Asche und Bett-/Gitterbeobachtung sollten gemeinsam ausgewertet werden.
Warum wird das Filtersystem zusammen mit dem Kraftstoff ausgewählt?
Partikelgröße und -beladung variieren je nach Kraftstoff und Verbrennungssystem. Auswahl von Multizyklon, Beutelfilter, Nassfilter oder elektrostatischer Filter; Dies sollte entsprechend der Zielemission, der Gastemperatur, der Luftfeuchtigkeit, der chemischen Zusammensetzung und der Betriebsreihenfolge erfolgen.
Vor der Anforderung eines Angebots muss eine Kraftstoffdatei erstellt werden
- Vollständige Kraftstoffanalyse anhand einer repräsentativen Probe
- Jährlicher und täglich verfügbarer Betrag
- Saisonale Luftfeuchtigkeitsänderung
- Minimale/maximale Korngröße
- Lagerungs- und Transportmethode
- Mischungsverhältnis der Kraftstoffe,
- Entaschungsmethode
- Gewünschte Dampfdurchflussrate und -druck
- Tagesbetrieb und Lastprofil.
Hisarmaks Biomasse-Dampfkessel-Lösungen werden entsprechend den tatsächlichen Eigenschaften des Brennstoffs und den Prozessanforderungen bewertet.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der effizienteste Biomassebrennstoff?
Es gibt keine einheitliche Antwort. Neben dem Brennwert sollten auch Preis, Feuchtigkeit, Asche, Versorgungskontinuität, Aufbereitung und Filterkosten gemeinsam berechnet werden.
Können Pellets in einem Kohlekessel verbrannt werden?
Der Kraftstoff sollte nicht ohne Herstellergenehmigung und technische Bewertung gewechselt werden. Zufuhr, Luft, Grill, Ofenvolumen und Emissionssystem sind möglicherweise nicht kompatibel.
Warum verringert feuchter Kraftstoff die Kapazität?
Ein Teil der Brennstoffenergie wird für die Erwärmung und Verdampfung von Wasser aufgewendet; Verbrennungstemperatur und nutzbare Wärme können sinken.
Ist eine einmal durchgeführte Kraftstoffanalyse ausreichend?
Nein. Die Kraftstoffeigenschaften können sich je nach Lieferant, Standort, Ernte und Lagerung ändern. Es sollten Akzeptanzkriterien und ein regelmäßiger Probenahmeplan erstellt werden.
Technische Ressourcen
- T.R. Schulungsressourcen des Ministeriums für Energie und natürliche Ressourcen, Verbrennungsanlagen, Kraftstoffe und Verbrennung.
- Öffentliche/universitäre technische Veröffentlichungen zu Biomasse-Energieanlagen und Brennstoffcharakterisierung.
