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Biomasse-Heizkraftwerk

Ein Biomasseheizkraftwerk (BMHKW) und ein Biomassekraftwerk (BMKW) erzeugen mit gleichen oder ähnlichen Verfahren durch die Verbrennung fester Biomasse elektrische Energie. Ein Biomasseheizkraftwerk stellt darüber hinaus Wärme bereit, die als Fern- oder Nahwärme oder als Prozesswärme genutzt werden kann. Bei reiner Wärmebereitstellung spricht man von einem Biomasseheizwerk (BMHW).

Als Rohstoff werden feste Brennstoffe (Biogener Festbrennstoff) wie z. B. Reste aus der Holzverarbeitung, nicht als Nutzholz geeignetes Waldholz, Stroh und Altholz eingesetzt. Ein Holz(heiz)kraftwerk (H(H)KW) ist ein mit Holz betriebenes Biomasse(heiz)kraftwerk.

Feuerbox im Teillastbetrieb - Treppenrost (Gammel Engineering)

Anlagentechnik

In Biomasseheizkraftwerken werden verschiedene Verfahren zur Stromerzeugung und Wärmebereitstellung eingesetzt. Bedeutende Anlagentypen sind Biomasse-Dampfkraftwerke, ORC-Anlagen und thermische Biomassevergaseranlagen sowie das von Gammel Engineering entwickelte Kombi Power System.

Biomasse-Dampfkraftwerke

Naturenergie Cham (Gammel Engineering)

Der Brennstoff wird in einem auf den Brennstoff abgestimmten Dampfkessel verbrannt. Die meisten Anlagen arbeiten mit Rostfeuerungen, größere Anlagen auch nach dem Wirbelschichtverfahren. Beim Rostkessel wird der Brennstoff auf einem in der Regel mechanisch angetriebenen Rost über verschiedenen Zonen getrocknet, dann gezündet und verbrannt.

Naturenergie Cham - Biomasse-Dampfkessel (Gammel Engineering)

Beim Wirbelschichtkessel wird der Brennstoff direkt in den Feuerraum gegeben. Die leichteren Bestandteile verbrennen im Flug, die schwereren fallen nach unten in ein Fluidisierungsmedium, meistens Sand, welcher die Verbrennung homogenisiert und den Brennstoff in der Schwebe hält. Im Boden des Kessels wird Luft eingedüst, um das Brennstoff-Sand-Gemisch zu verwirbeln und es zu fluidisieren. Das entstehende heiße Rauchgas wird bei beiden Verfahren durch Kesselzüge geleitet, die bei größeren Anlagen wassergekühlte Membranwände haben. Im Bereich der Flammenbildung und starker Strahlungsbelastung sind die Wände mit einer feuerfesten Ausmauerung ausgekleidet, um die thermische und chemische Belastung der Wände zu verringern. In den nachgeschalteten Rauchgaszügen sind Rohrschlangen eingebaut, die als Verdampferfläche, als Überhitzer- und Economiserflächen geschaltet sind. Der überhitzte Dampf wird einer Turbine zur Stromerzeugung zugeführt und danach zumeist zusätzlich als Fernwärme bzw. Nahwärme genutzt. Gegebenenfalls sind die letzten Economiserflächen noch zur direkten Wärmeauskopplung vorgesehen. Das Rauchgas wird in einer Rauchgasreinigungsanlage gereinigt und über einen Kamin emittiert.

Organic-Rankine-Cycle-Anlagen

Heizkraftwerk Schwendi (Gammel Engineering)

Projektfilm http://www.gammel.de/de/uber-uns/filme/orc-heizkraftwerk

Bioenergie Kelheim (Gammel Engineering)

Vereinfachtes Verfahrensfließbild eines Biomasse-ORC-Prozesses (Gammel Engineering)

Bei Biomasse-ORC-Anlagen wird zumeist ein Wärmeübertrager mit Thermoöl in den Rohren  eingesetzt, der von einer biomassebeheizten Feuerung mit heißen Rauchgasen beaufschlagt wird.

Feuerbox mit Nachbrennkammer und Abhitze-Strahlungsteil (Gammel Engineering)

Das Wärmeträgeröl (Thermalöl) wird auf ca 320 bis maximal 350 °C erhitzt und beheizt den Silikonöl-Verdampfer - dieses verdampft bei etwa 240 °C.

Thermoöl-Abhitzekessel : Strahlungsteil, Konvektionsteil, Economizer (Gammel Engineering)

In dem Rankineprozess wird das gasförmige Fluid der Turbine zugeführt und das entspannte organische Öl (meist Silikonöl) kondensiert in dem nachgeschalteten – in der Regel wassergekühlten – Verflüssiger. Als Arbeitsmedium wird also kein Wasser verwendet, sondern organische Verbindungen, die bei niedrigeren Drücken verdampfen, und es kann meistens auf eine Überhitzung verzichtet werden. Das Rauchgas ist nach der Wärmeübertragung auf das Thermalöl meist noch über 250 °C heiß und kann daher in einem zweiten, nachgeschalteten Wärmeübertrager, dem Rekuperator, Silikonöl zur Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades vorerhitzen.

Thermische Biomassevergaseranlagen

Bei diesem Verfahren wird Biomasse durch Pyrolyse vergast. Das Abgas wird im heißen Zustand vorgereinigt, danach abgekühlt, gefiltert und in einem Wäscher gewaschen. Anschließend erfolgt meist die Verstromung mittels eines Gasmotors.

Als konsequente Weiterentwicklung im bezug auf den elektrischen Wirkungsgrad, die Verringerung von Emissionen, die Modularität und die Regelbarkeit der Anlagen nach dem Wärmebedarf hat Gammel Engineering das Kombi Power System auch für den Einsatz naturbelassener Biomasse entwickelt und mehrfach in unterschiedlichen Anlagengrößen realisiert.

Biomasse-Heizkraftwerk Firma Bögl in Sengental (Gammel Engineering)

Quelle : Wikipedia http://de.wikipedia.org/wiki/Biomasseheizkraftwerk