Die wichtigsten Feuerungssysteme für Hackschnitzel (Quelle: FNR)

Die Wahl des Feuerungssystems hängt von der Anlagengröße, Form, Feuchte, Staubgehalt etc. der vorhandenen Biomasse (z. B. Späne, Häcksel, Pellets usw.) ab.

Hackschnitzel und Pellets können in nahezu allen Feuerungssystemen verbrannt werden.

Schachtfeuerungen

Vorofenfeuerungen

Prinzip:

Den Anlagen liegt das Prinzip des unteren oder seitlichen Abbrandes zugrunde.

Die Luftzufuhr durch Naturzug oder Gebläse erfolgt bei modernen Anlagen getrennt als Primärluft (unterhalb oder seitlich vom Rost) und Sekundärluft (direkt in den Flammenraum).

Die Asche fällt durch den Rost in einem Sammelbehälter.

Die Anlagen werden in d. R. diskontinuierlich betrieben und von Hand beschickt, nur geringer Automatisierungsgrad und Regelungsmöglichkeiten.

Im Teillastbetrieb kann durch Luftmangel verursachte unvollständige Verbrennung auftreten (höhere Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxydemissionen)

Einsatzbereich:

Im unteren Leistungsbereich von 20 kW bis ca. 250 kW Feuerungswärmeleistung zur Verbrennung von stückigen Holzresten und Hackschnitzel.

Dieses System ist durch die nicht erforderliche Brennstoffaufbereitung, einfache Feuerungstechnik und relativ geringe Investitionskosten weit verbreitet.

Prinzip:

Diese Technik wird auch Entgasungsfeuerung genannt. Sie besteht aus einer separaten Feuerung, die als Entgasungsraum ausgeführt ist und einem nachgeschalteten Kessel mit wassergekühltem Flammraum. Der Brennstoff wird über einen Fallschacht (auch für größere Stücke geeignet) oder eine Förderschnecke eingebracht. > Bild (Quelle: HDG)

Für aschearme Brennstoffe ist der Entgasungsraum mit einem ruhenden Schrägrost versehen.

Für aschereiche und feuchte Brennstoffe kann ein Vorschubrost eingesetzt werden.

Vorofenfeuerungen können vollautomatisch und kontinuierlich betrieben werden und sind gut regelbar.

> Schema einer Vorofenfeuerung mit Scheitholzkessel (Quelle: FNR)

Einsatzbereich:

Leistungsbereich von 35 kW bis ca. 3 MW Feuerungswärmeleistung, besonders zur Verbrennung von Hackschnitzel geeignet.

Vorteile: Niedrige CO- und Gesamt-C-Emissionen. Nachrüstung bei vorhandenen Holzkessel.

Nachteile: Hohe NOx-Werte

Unterschubfeuerungen

Prinzip:

Die Beschickung erfolg automatisch mittels Förderschnecke aus einem Silo. Der Brennstoff wird mit einer Stokerschnecke von unten einer Brennstoffmulde (Retorte) zugeführt. > Bild (Quelle: Schmid)

Diese Technik ist weit verbreitet, gut regelbar, hat geringe Schadstoffemission und besteht nur aus wenigen Komponenten.

Einsatzbereich:

Leistungsbereich von 20 kW bis ca. 2 MW Feuerungswärmeleistung,

besonders zur Verbrennung von weitgehenden homogenen und trockenen Hackschnitzeln, trockenen Restholz und Spänen geeignet.

Vorteile:

Breites Brennstoffspektrum, einfache Technik

Nachteile:

Bei Abschaltung Probleme durch Verschwelung im System, diskontinuierliche Entaschung.

Prinzip:

Rostfeuerungen werden im Leistungsbereich ab 1 MW mit verschiedenen Technologien für automatische Beschickung, wie Vorschubrost-, Wanderrost- und Rückschubrostfeuerungen für die Verbrennung holzartiger Biomasse angeboten.

Die am häufigsten anzutreffende Rostbauart ist der Vorschubrost >Bild (Quelle: Schmid).

Der Rost wird vom Brennstofflager über Rutschkanal, Förderschnecke (Stokerschnecke) oder Hydraulikstoker bis zur Aufgabekante beschickt.

Durch die Rostbewegung wird das Brennmaterial gut von der Aufgabe bis zum Rostende befördert. Es trocknet, pyrolisiert, vergast und verbrennt während der Vorlaufzeit vollständig.

Einsatzbereich:

Durch die aufwendige Anlagentechnik sind Rostfeuerungen erst oberhalb einer Leistung von 1 MW wirtschaftlich.

An die Stückigkeit der Brennstoffe werden keine großen Anforderungen gestellt.

Es können auch feuchte Holzreste oder aschereiche Rindenabfälle verbrannt werden.

Durch die großen Brennstoffmengen im Brennraum ergibt sich eine schlechtere Regelbarkeit, somit für schnelle Lastwechsel weniger geeignet.

Vorteile:

Breites Brennstoffspektrum, keine Vorzerkleinerung nötig.

Nachteile:

Schlierenbildung nicht vermeidbar, hohe Investkosten.

Prinzip:

Der Brennstoff wird mit einer Förderschnecke (Stokerschnecke) von der Seite in den Feuerraum (mit oder ohne Rost) eingebracht.

Je nach Anlagengröße und Brennstoff werden starre oder bewegliche Roste (Vorschubroste) verwendet. > Schema (Quelle: Heizomat)

Ein Teil der Verbrennungsluft wird als Primärluft im Seitenbereich der Brennermulde oder über Luftkanäle in den Rostelementen eingeblasen.

Die Primärluft kühlt gleichzeitig den Rost und mindert das Risiko von Schlackeanbackung und Überhitzung bei kritischen Brennstoffen.

Die Sekundärluft wird oberhalb des Rostes bzw. Glutbettes  oder vor Eintritt in die Nachbrennkammer zugeführt.

Die anfallende Asche fällt in einen Aschekasten

Einsatzbereich:

Sie eignen sich für ascharme Brennstoffe  mit feinkörniger und gleichmäßiger Beschaffenheit.

Bei Anlagen mit starren Rosten (z. T. mit Ascheräumer oder Kipprosten können Holzhackschnitzel und Holzpellets verbrannt werden.

Anlagen mit beweglichen Rosten (Vorschubrost) eignen sich zusätzlich auch für Späne und Rinde.

Rostlose Schubbodenfeuerung (Einschubfeuerung)

funktionieren ähnlich wie Unterschubfeuerungen und eignen sich für Holzhackschnitzel und Holzpellets.

Mit Wasserkühlung unter dem Glutbett (gekühlte Rostelemente und Brennraumoberflächen) auch zusätzlich für aschereiche und zur Verschlackung neigende Schüttgut-Brennstoffe (Strohpellets, Häckselgut, Bruchkörner, Mühlennebenprodukte und Getreidekörner) geeignet.

Wirbelschichtfeuerung

Einblasfeuerung

Prinzip:

Der aufbereitete Brennstoff wird in einem Wirbelbett, das bis zu 95-98% aus Inertmaterial (z. B. Sand) und nur zu 2-5% aus Brennmaterial bei 800-900°C verbrannt. Im Wirbelbett findet die Ent- und Vergasung des Brennstoffes und der Abbrand des festen Kohlenstoffs statt. Das heiße Abgas verlässt die Brennkammer und wird in den Wärmetauscher geleitet.

Man unterscheidet zwischen stationärer und zirkulierender Wirbelschichtfeuerung.

Einsatzbereich:

Durch aufwendige Apparatetechnik erst ab 10 MW wirtschaftlich. Eignung zur Verfeuerung mehrerer, auch sehr unterschiedlicher Brennstoffe mit sehr hohem Wassergehalt.

Vorteile:

Niedrige NOx-Werte, gute Ausbrandbedingungen, Additivzugabe möglich, schnelle Regelbarkeit.

Nachteile:

Hohe Investitions- und Betriebskosten, erhöhter Ascheanteil und Entsorgungskosten.

Prinzip:

In d. R. als Zyklon- oder Muffeleinblasfeuerung ausgeführt. Der Brennstoff wird tangential in die Brennkammer eingeblasen. Es bildet sich eine rotierende Strömung aus. Größere Partikel setzen sich im hinteren Teil der Brennkammer ab und verbrennen dort. Kleinere Teilchen verbrennen im Flug.

Einsatzbereich:

Einsatz ab 200 kW, pneumatische Förderung, Partikelgröße <1 mm,

für Staub, Späne aus Holz und Halmgut.

Vorteile:

Gute und schnelle Regelbarkeit, ideale Verbrennung von Stäuben, sehr gute Emissionswerte.

Nachteile:

empfindlich bei Brennstoffschwankungen hinsichtlich Menge, Zusammensetzung und Feuchte.

Muffel muss mit Sturzbrenner auf Temperatur gebracht werden.

Lageraustragesysteme

Bei automatischen Feuerungen werden der Brennstoff durch Austragungssysteme vom Lager zum Kessel transportiert. Je nach Anlagengröße und örtliche Bedingungen kommen verschiedene Lageraustragessysteme zum Einsatz:

Austragungsschnecken

Einfachste Lösung. Lagerraum muss direkt neben Kesselhaus und mit schrägem Boden versehen sein.

Blattfederrührwerke (Federkern-Raumaustragung) > Bild

In Verbindung mit einem Schrägboden werden häufig bei kleineren Anlagen Blattfederrührwerke mit Schneckenaustrag verwendet.

Am Boden ist ein rotierender Federkern angebracht, der die Schnitzel auf die Förderschnecke schiebt.

Unterhalb der Rotationsebene befindet sich die Entnahmeschnecke.

Anwendung, wenn sich der Vorratsraum direkt neben dem Heizraum befindet.

Das am Kessel montierte Fördersystem ist mit einer Rückbrandsicherung (z. B. Zellradschleuse) versehen.

Drehschnecken, Pendelschnecken > Bild

Austragsschnecken als Drehschnecken eignen sich für runde Silos bis 10 m Durchmesser und Pendelschnecken  bis 5 m Durchmesser.

Sie bewerkstelligen neben der Lockerungsarbeit auch den radialen Transport. Auch für feuchte Brennstoffe geeignet.

Konusschnecken

Sie arbeiten in geneigter Stellung und erfüllen eher eine Rührwerksfunktion für für den selbsttätig nachrutschenden und trockenen Brennstoff. Anwendung bei runden Silos.

Schubböden > Bild

Schubböden und Wanderschnecken eignen sich für rechteckige Lager und größere Feuerungsanlagen.

Schubböden besitzen eine oder mehrere Schubstangen mit Mitnehmern, die horizontal vor- und zurück bewegt werden. Die Schubstangen werden von Hydraulikzylindern angetrieben, die außerhalb des Lagerraumes arbeiten.

Durch die keilförmige Form der Mitnehmer wird der Brennstoff in Richtung einer stirnseitig oder mittig verlaufenden Querrinne geschoben, in der sich z. B. ein Schnecken- oder Kettenförderer befindet.

Häufige Mängel und Ursachen bei Hackschnitzelfeuerungen in der Praxis

Falsche Beratung, fehlerhafte Planung, Auslegung, Brennstoffeigenschaften etc. führen häufig zu Mängeln bei Hackschnitzelheizungen.

- Zu hohe Staubwerte

bei Messungen durch den Kaminkehrer.

Ursache sind manchmal auch falsche Messungen oder unterschiedliche Prüfdurchführungen.

- Störungen in der automatischen Brennstoffzuführung

durch ungeeignete Brennstoffe (Körnung), Verunreinigungen (Metallteile etc.) oder falsch ausgelegte Fördereinrichtungen (Schnecken etc.)

- Hoher Brennstoffverbrauch

durch zu feuchten Brennstoff

- Hoher Verschleiß der feuerbelasteten Teile

(Keramik, Schamotte, Feuerbeton, Roste etc.), z. T. durch minderwertige Materialqualität bei billigeren Kesseln.

- Häufiges Takten in der Übergangszeit

durch fehlenden Pufferspeicher

wird fortgesetzt

In den seltensten Fällen liegen die Ursachen am Kessel oder Hersteller, sondern mehr bei den Installationsfirmen durch mangelnde Qualifikation oder beim Betreiber selbst.

- Bedienfehler

Verbrennen von zu nassen Brennstoffen.

- Schlechte Brennstoffqualität

unterschiedliche Stückigkeit (keine Siebung)

 !  Bitte Informieren Sie uns auch über Mängel an Ihrer Anlage!

wird fortgesetzt

Für wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung.