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Fernwärmeverbund mit einer Holzschnitzel Doppelkesselanlage in der Innerschweiz (1,2 MW)

Die beiden 20-jährigen Holzkesselanlagen erfüllten die behördlichen Vorgaben der Luftreinhalte-Verordnungen (LRV) nicht mehr und mussten saniert werden. Ausgeführt ist eine von uns weiterentwickelte H2 Injection Anlage namens Wilhelm I mit einer Flächenstrahl Lanze, ohne Rauchgas und alles geregelt über ein einziges selber entwickeltes MSR System. Die H2 Injection Anlage wurde an der Rückwand der Heizzentrale auf einer Podesterie montiert, damit die Asche Container Disposition und der dazugehörige Ablauf nicht gestört sind. Die Inbetriebsetzung ist erfolgt und der einmonatige Probebetrieb mit den sicherheitstechnischen Prüfungen und den amtlichen Messungen erfolgreich Mitte März 2018 abgeschlossen. Das Projekt wurde von der Klimastiftung Schweiz unterstützt, siehe: http://www.maxcomm-green.com/Die-Klimastiftung-Schweiz-unterstutzt-Unternehmer-wie-Simon-Alge-l-die-den-Klimaschutz-als-Chance-fur-neue-Produkte-und-Ideen-verstehen-,de,igf70p96n3.html

Im Juni 2018 haben fünf Studenten der FHNW ihre Semesterarbeit beendet zum Thema ‚Nachweis Wirksamkeit der H2 Injection Anlage‘. Die Messungen wurden am kleineren Kessel mit 240 kW gemacht. Gemessen wurde am 25. April 2018 während sechs Stunden ohne H2 Injection  und am folgenden Tag während sechs Stunden mit H2 Injection. Der Heizkessel wurde an beiden Tagen konstant mit 100% Last und mit absolut identischen Systemeinstellungen des Kessels und mit dem gleichen homogenen Brenngut betrieben.

Die Emissionsmessungen zeigten ein sehr erfreuliches Resultat. Beim Feinstaub wurden ohne H2 Injection die LRV-Grenzwerte nicht erreicht und mit H2 Injection lag der Wert innerhalb der LRV. Das CO war an beiden Messtagen ähnlich und sehr tief bei +/- 20 mg/m3, der Grenzwert liegt bei 500 mg/m3. Am zweiten Tag war das NOx leicht tiefer, der UHC Wert fiel auf Null und die Menge der Flugasche des Zyklons ist über ein Drittel gesunken. Auch die Verluste in der Rostasche nahmen dank der H2 Injection um 12% ab.

Beim Wirkungsgrad rechneten die Studenten mit folgenden Methoden: Einerseits über die indirekte Methode (Aufwand minus alle Verluste über Aufwand)  und andererseits über die direkte Methode (Aufwand über Nutzen). Anzumerken ist, das am zweiten Tag die Aussentemperatur einiges kühler war als am Vortag.

Das Resultat bei der indirekten Berechnung ist ernüchternd und zwar gab es keinen Unterschied beim Wirkungsgrad. Umso unglaublicher ist das Resultat bei der direkten Berechnung mit einer Wirkungsgradsteigerung von über 50%. Dh am zweiten Tag ist bei praktisch gleich grosser Holzmenge die Nutzleistung auf das Doppelte angestiegen. Die FHNW hält das erste Resultat für plausibel, kann sich aber die Resultate der direkten Methode mit den Messungen der Nutzenergie nicht erklären. Es wird vermutet, dass die Ultraschallmessung des Volumenstrom nicht funktionierte, weil diese Schwankungen aufgezeichnet hat.

Wir haben die Daten verifiziert und festgestellt, dass die Schwankungen im Volumenstrom als Resultat von üblichen ändernden Verbrauchereinflüssen aufgetreten sind und dies über das Durchflussventil korrekt geregelt wurde. Dieses Bild wird auch bestätigt von den sicherlich korrekten Temperaturwerten des Vor- und Rücklaufs. Bei unseren Berechnungen mit einem gemittelten Durchfluss bei einer vergleichbaren stabilen und äusserst stationären Betriebszeitperiode zwischen 12.30 und 15.00 Uhr, kommen wir auf eine Wirkungsgradverbesserung von knapp 40%. Zusätzlich haben wir die Daten der Nutzenergie auf der Verbraucherseite nach dem Speicher über den fest installierten Wärmezähler (Irel) ausgewertet. Die Verbesserung des Wirkungsgrades liegt hier bei 20% in der gleichen obigen Betriebszeitperiode.

Wir freuen uns sehr über diese Resultate, sie bestätigen auch die ähnlichen Messergebnisse der Holzschnitzelanlage in Luzern und wir sind überzeugt, mit jeder weiteren Anlage wird sich dieses Bild bekräftigen.

Die H2 Injection Anlage läuft seit dem Probebetrieb inzwischen leise und störungsfrei vor sich hin. Das ist gut so, denn die nächste Anfrage ist schon im Hause.

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