Im Vergleich zu herkömmlichen Erhitzern, welche mit gasförmigen oder flüssigen fossilen Brennstoffen arbeiten, nutzen Biomasseanlagen organische Festbrennstoffe wie beispielsweise Sägemehl, Hackschnitzel, Altholz oder Landschaftspflegegut um heißes Rauchgas zu erzeugen. Diese Festbrennstoffe stellen jedoch – auch je nach Qualität – hohe Anforderungen an die Anlage, sowohl an den Verbrennungsprozess, an Bauteile wie Wärmetauscher, oder Erhitzer als auch an die einzuhaltenden gesetzlichen Emissionsvorschriften.
Seit Ende der 90er Jahre des 20. Jhd. wurden viele Biomasse-Anlagen gebaut um Alternativen zu fossilen Brennstoffen zu fördern. Viele Anlagen aus der Anfangszeit weisen jedoch noch einige Kinderkrankheiten auf. So kommt es bei den damals oft gebauten Zwei- und Dreizug-Erhitzern zu mehreren Problemen. Zum einen sorgt die große Menge an Aschebildung dafür, dass die Erhitzer sehr oft (bis zu 6 Mal im Jahr) gereinigt werden müssen, was jeweils mit einem Anlagenstillstand einhergeht. Zum anderen sorgt eben diese Asche als Feststoff im Rauchgas dafür, dass sich das Rauchgas bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten wie Schmirgelpapier verhält, und nach und nach die Rohrschlange beschädigt. Insbesondere an Stellen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit, wie z.B. an Umlenkungen bei Mehrzug-Erhitzern. Diese Abrasion sorgt langfristig dafür, dass die Wandstärke der Rohrschlange abnimmt und irgendwann Löcher entstehen. Im Schlimmsten Falle führt dies dann zu einem Großbrand. Aber selbst im Besten Falle sind ein längerer Stillstand und umfangreiche Instandsetzungsmaßnahmen erforderlich.
NESS realisiert Biomasseanlagen gemeinsam mit starken Partnern auf Ihrem jeweiligen Spezialgebiet. Gemeinsam lassen sich so mit uns rostbefeuerte, staubbefeuerte oder unterschubbefeuerte Varianten realisieren. Unsere Anlagen sind so konzipiert, dass sowohl eine einfache Reinigungsmöglichkeit gegeben ist, als auch die Abrasion minimiert wird. Außerdem wird ein Großteil der anfallenden Asche und der Verschmutzung über den Aschetrichter direkt ausgetragen. Die Anlagen sind damit wartungsarm, langlebig, und effizient. Unser Schwerpunkt bei NESS liegt auf dem Thermalölteil der Anlagen, sowie dem kompletten Paket rund um das Thermalölsystem, also Ausdehnungs- und Sammelbehälter, Pumpenstationen, Wärmetauscher, Economiser, Luftvorwärmer, Notkühler, Schaltschränken, und der kompletten Regelung.
Durch die Aufteilung des Erhitzers in einen Strahlungs- und einen Konvektionsteil ist eine effiziente Abscheidung von Asche und Partikeln möglich. Damit sind längere Laufzeiten zwischen zwei Wartungsintervallen möglich, da ein Großteil des anfallenden Schmutzes direkt abgetrennt werden kann und die Anlage seltener gereinigt werden muss.
Bei der Planung und Fertigung des Strahlungsteils profitieren Sie von der gewohnten NESS-Erhitzer Qualität, dem besonders ausgeglichenen Temperaturprofil und den hochwertigen Feuerfestmaterialien. Beim Konvektionssteil legen wir besonders großen Wert auf Langlebigkeit. Hierfür werden beispielsweise spezielle Schutzschalen verarbeitet, die vor Verschleiß der Wärmetauscher schützen. Auch auf eine möglichst gute Reinigungsmöglichkeit der Strahlungsteile wurde großer Wert gelegt.
Entgegen der Darstellung im oberen Teil, kann es durchaus sinnvoll sein auch einen Dreizug-Erhitzer mit Biomasse einzusetzen. NESS hat dafür das Design so optimiert, dass die bekannten Probleme wie Abrasion und Verschmutzung minimiert werden. Für kleinere Anlage bis zu einem Leistungsbereich von ~4 MW kann es wirtschaftlich sinnvoll sein mit einem Dreizug-Erhitzer zu planen, da diese Lösung – vom reinen Investment – etwa 10-15 % günstiger ist als eine Lösung mit getrenntem Strahlungs- und Konvektionsteil. Dabei gilt es aber ein paar Punkte abzuwägen. Je besser die Qualität der Biomasse, desto weniger Asche entsteht und des unproblematischer ist die Reinigung. Für kleine Anlagen mit guter Biomasse-Qualität, lohnt sich die Lösung. Beim Einsatz von z.B. Landschaftspflegegut oder anderen Brennstoffen wie Altholz der Kategorie A3 dagegen, ist es nahezu unmöglich die Anlage langfristig wirtschaftlich zu betreiben und hier empfehlen wir klar unsere zweite Lösung.
NESS-Strahlungsteile bestehen – im Gegensatz zu den Dreizug-Erhitzern – nur aus einer Rohrschlange. Dies hat den Hintergrund, dass an den Umlenkungen der Dreizug-Erhitzer die höchsten Strömungsgeschwindigkeiten und damit der höchste Verschleiß vorhanden ist. Da dies bei älteren Anlagen oft ein Problem darstellt, hat NESS sich für diese Lösung mit angehängtem Konvektionsteil entschieden, um die wirtschaftlich optimale Lösung anbieten zu können.
Die NESS-Konvektionsteile ersetzen in diesem – auf wenige Verschleiß und einfache Wartbarkeit optimiertem – Konzept den zweiten und dritten Zug eines „klassischen“ Dreizug-Erhitzers. Auch hier muss der Kompromiss zwischen gutem Wärmeübergang und wenig Abrasion getroffen werden, was NESS mit meanderförmigen Heizregistern gelöst hat, die vom Rauchgas nur einmal in eine Richtung durchströmt werden. Gerade bei größeren Anlagen oder bei unklarer Qualität der Biomasse empfiehlt sich dieses zweigeteilte Konzept, da es langfristig viel zuverlässiger funktioniert.
Speziell für ORC-Anlagen haben wir einen zweistufigen Economizer konzipiert, einen Hochtemperatur(HT)-Eco für das HT-System der Turbine und einen Niedertemperatur(NT)-Eco für den NT-Teil der Turbine. Das führt zu einer hohen Effizienz sowohl des ORC-Prozesses, als auch zu einem hohen Erhitzer-Wirkungsgrad.
Der NESS Hochleistungs-Notkühler ist mit einer großen Kühloberfläche ausgestattet, die für eine hohe Anlagensicherheit bei einem Ausfall der Hauptanlage sorgt. Der Kühler ist mit einem automatischen Füllstandsregler ausgestattet und gegen Korrosion geschützt. Er wird in den Primärkreis des Thermalölsystems integriert und kann optional bei niedrigen Lasten als Prozesskühler genutzt werden.
Wir bei Ness haben uns auf die Fahnen geschrieben, dass wir nicht nur Neuanlagen inklusive dem Engineering planen und fertigen, sondern auch bestehende Anlagen auf potentielle Verbesserungen hin untersuchen um die Sicherheit zu erhöhen, die Rentabilität zu steigern oder die Effizienz zu verbessern. Wir kümmern uns auch um regelmäßig anstehende Wartungsarbeiten. Zögern Sie nicht uns zu kontaktieren.
Funktionsweise Biomasseanlage:
Strahlungsteil
Aschetrichter
Konvektionsteil
