R&D: Optimalisatie economizers voor biomassa ketels

Dit project richtte zich op het goedkoper maken van de productie van duurzame warmte en elektriciteit uit biomassa.

Aanleiding

Het overall rendement van een biomassa gestookte WKK installatie wordt voor een groot deel bepaald door de temperatuur waarmee het rookgas de schoorsteen verlaat. Hoe dieper het rookgas gekoeld kan worden des te hoger het overall rendement van de installatie.

In de praktijk wordt de koeling van het rookgas beperkt tot 130 – 170°C. Leveranciers van installaties willen voorkomen dat zwavelcomponenten condenseren op de wand van de koeler. Het zwavel zorgt voor problemen en versnelde corrosie van het apparaat. In de praktijk is de corrosieproblematiek van de Economizer complex. Naast zwavel spelen andere componenten een belangrijke rol en is de kennis over deze interactie vaak beperkt. Leveranciers kiezen daarom de veilige weg en gaan uit van vuistregels die bedoeld zijn voor kolen gestookte ketels.

De standaard oplossing om rookgassen dieper te koelen is de toepassing van een condensor waarbij grote hoeveelheden water in contact wordt gebracht met de rookgassen. Hierdoor wordt een groot deel van de warmte in de rookgassen terug gewonnen op een relatief laag temperatuurniveau (b.v. 40°C). Gebruik van deze warmte in een nuttige toepassing is vaak helaas niet mogelijk.

Eigenaren van biomassa verbrandingsinstallaties willen besparen op biomassakosten en willen zoveel mogelijk warmte terugwinnen uit de rookgassen die ze nuttig kunnen toepassen.

Doel van het project

Het primaire doel van het project was het verhogen van het overall rendement van een biomassa ketel. Door het schoorsteenverlies te reduceren en warmte te produceren op een hoger temperatuurniveau dan met een condensor geproduceerd wordt. In het algemeen kan warmte boven de 70°C nuttig worden toegepast.

Het ontwikkelen van een Economizer (warmtewisselaar) die beter bestand is tegen corrosie bij lage temperatuur heeft grote voordelen. De rookgastemperatuur kan verlaagd worden tot aan het waterdauwpunt, en er kan warmte geproduceerd worden op een nuttig temperatuurniveau. Hierdoor wordt de toepassing van deze warmte in bijvoorbeeld tuinbouwkassen relatief eenvoudig mogelijk.

Door de verhoging van het rendement kan op brandstofkosten bespaard worden en kan goedkoper duurzame warmte en elektriciteit uit biomassa geproduceerd worden.

Korte omschrijving van het project

Op basis van uitgebreide metingen aan de rookgassen bij een biomassa centrale is een ontwerp gemaakt van een lage temperatuur Economizer. Hiermee kunnen rookgassen uit biomassa centrales dieper gekoeld worden.

In de samenwerking met de bedrijven ECN part of TNO en TBM R&D in dit project, realiseerde Geurts het ontwerp en de fabricage van het apparaat. Deze (lage temperatuur) Economizer is voorzien van uitgebreide online reinigingsopties en zal langdurig getest worden. Dit vindt plaats in een biomassa centrale van TBM Europe B.V. ECN part of TNO is in dit project verantwoordelijk voor de project coördinatie en alle metingen en analyses aan de rookgas-zijde.

Resultaat in ketel efficiency

Het resultaat van dit project is het ontwerp van een Economizer die op lage temperatuur heel nuttig ingezet kan worden. De ambitie is om water met een inlaat temperatuur van minder dan 65°C toe te passen. Het apparaat wordt langdurig (> 500 uur) getest onder realistische condities op beperkte schaal (> 50 kWth).

Elke 15°C reductie in schoorsteentemperatuur geeft een verhoging van het overall rendement van ongeveer 1%. Dit komt overeen met een reductie in brandstofkosten van circa 1%. Streven is een verlaging van de rookgastemperatuur van 130°C naar tenminste 85°C. Dit resulteert in een rendementswinst van tenminste 3% (dit is een conservatieve aanname).

Fotogallerij

Meer informatie?

  • Wanneer u contact opneemt met ons door dit contactformulier in te vullen, worden uw persoonsgegevens verwerkt in overeenstemming met onze Privacyverklaring