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Verbrennungstestläufe an Pilotanlagen

Über Kooperationen mit österreichischen Feuerungsherstellern stehen Versuchsanlagen für Verbrennungstestläufe mit verschiedensten biogenen Brennstoffen zur Verfügung. Bei den Anlagen handelt es sich um Vorschubrostfeuerungen mit thermischen Nennleistungen von 180 kW und 350 kW, die speziell für den Testlaufbetrieb konzipiert und ausgestattet sind. Vor allem im Zuge der Feuerungsentwicklung für „neue“, feuerungstechnisch noch unbekannte, Biomasse-Brennstoffe sind Verbrennungstests an diesen Anlagen von besonderer Relevanz für die Beurteilung des Brennstoffes sowie für die nachfolgende Konzeption einer Großanlage.

Im Rahmen von gezielten Testläufen an den Anlagen werden über mehrere Tage einerseits Betriebsdaten, die vom Prozessleitsystem aufgezeichnet werden, gesammelt und ausgewertet, und andererseits alle relevanten eintretenden und austretenden Ströme beprobt. Es werden üblicherweise folgende Messungen bzw. Probenahmen durchgeführt:

  • Rauchgaszusammensetzung
  • Temperaturen und Volumenströme der Rauchgase in den einzelnen Anlagenabschnitten
  • Temperaturen im Feuerraum und im Kessel
  • Depositionsaufbau im Feuerraum und Kessel (mittels Depositionssonden)
  • Korngrößenverteilung und Konzentration von Stäuben und Feinstäuben in unterschiedlichen Anlagenabschnitten
  • Brennstoff- und Aschenprobenahmen zur nachfolgenden Analyse

In der nachfolgenden Auswertung der Testläufe werden in einem ersten Schritt auf Basis der Mess- und Analysenergebnisse Massen-, Element- und Energiebilanzen um die Feuerung berechnet. Diese Bilanzen dienen einerseits zur Absicherung der Plausibilität der Mess- und Analysenergebnisse und andererseits zur Erstellung von Elementstromanalysen. In weiterer Folge werden die Messungen und Analysen bezüglich folgender Schwerpunkte ausgewertet:

  • Abbrandverhalten des Brennstoffes
  • Bildung gasförmiger Emissionen (NOx, HCl, SOx, Schwermetalle)
  • Bildung von Gesamtstaub- und Feinstaubemissionen
  • Depositionsaufbauraten und chemische Charakterisierung von Depositionen und daraus abgeleitete Beurteilung von Korrosionsrisiken
  • Verschlackungstendenzen am Rost und im Feuerraum

Die so erlangten Daten bilden eine wichtige Basis zur Beurteilung eines neuen Brennstoffes sowie zur Entwicklung und Konzeption einer entsprechend auf diesen Brennstoff abgestimmten Feuerungsanlage samt Rauchgasreinigungskonzept.

Typische Mess- und Probenahmestellenanordnung im Rahmen eines Verbrennungstestlaufes

  • P1: Brennstoffprobenahme
  • P2: Rostaschenprobenahme
  • P3: Depositionsprobenahme
  • M1: Messstelle nach Kesselaustritt zur kontinuierlichen O2-, CO-, org. C- und NOx-Messung, sowie zur diskontinuierlichen Bestimmung der HCl-, SOx- und gasförmigen Schwermetallemissionen sowie der partikelförmigen Emissionen
  • RGT: Messung der Rauchgastemperatur