Titel:
Filnavn:
Rettet den:
Rettet af:
Bookmark:
Navigation:
Vis detaljer

Kedelanlæg til træfyring

I den seneste tid er der gjort meget store fremskridt indenfor effektiviteten og emissionen af støv og kulmonoxid (CO) for biomassefyrede kedelanlæg. Forbedringerne er især opnået indenfor opbygningen af fyrboksen, tilførslen af forbrændingsluft og de automatiske systemer til styring af forbrændingsprocessen.

De mest avancerede automatiske kedelanlæg har gennem de seneste 10 år opnået en række forbedringer, herunder en stigning i virkningsgraden fra omkring 60% til 85-92% og et fald i CO-emissionen fra værdier op til 5.000 mg/m3 ned til 50 mg/m3 eller lavere. Anlæggenes årsvirkningsgrad - dvs. forholdet mellem den leverede mængde energi til huset og energiindholdet i det forbrugte brændsel - er blevet undersøgt af dk-TEKNIK. Resultatet var en gennemsnitlig værdi på 78% for biomassefyrede varmeanlæg i større bygninger.

På trods af en generelt positiv udvikling er der kvalitetsforskel i de anlæg, der markedsføres i Danmark og Europa. Det er meget vigtigt at udvælge en kedel på et teknisk højt niveau, der kan honorere de høje funktionskrav, der stilles i forbindelse med opvarmning af fx boligbebyggelser. Der markedsføres også kedler, der ikke kan (eller ikke behøver) leve op til de høje krav og derfor kan forårsage betydelige emissioner, have lavere effektivitet, kræve en større indsats til vedligehold og ikke have en tilstrækkelig driftssikkerhed. Den sikreste måde at finde ud af dette på, vil være at spørge leverandøren om referenceprojekter og besøge projekterne for at vurdere erfaringerne med kedlen.

Valg af kedelanlæg
I størrelsen 50-500 kW kan der skelnes mellem en række forskellige typer kedelanlæg. De tre mest almindelige beskrives herunder.

Kompakte kedelanlæg. Disse anlæg er praktisk talt forstørrede versioner af træpillekedler i villastørrelse. Det er relativt billige kedeltyper, men ikke desto mindre velegnede til større bygninger, da de er designet til komfortabel brug i boligsammenhæng. Dette betyder, at de har en høj driftssikkerhed og ofte kan være udstyret med komfortabelt udstyr såsom automatisk rensning af røgrør og elektrisk optænding.



Figur 10. Princip i kompakt kedelanlæg.

Kedelanlæg med en bevægelig trapperist. Denne type anlæg er ofte dyrere, men kan håndtere brændsel med et højt fugt- og askeindhold. Ofte bruges denne type til anlæg over 500 kW, men visse mindre kedelanlæg er ristefyrede.



Figur 11. Princip i mindre ristefyret kedelanlæg.

Ny kedel eller ombygget oliekedel med en træpillestoker. Løsningen, hvor en ældre oliekedel ombygges og udstyres med en træpillestoker er udbredt i Skandinavien. Løsningen er betydeligt billigere, men har visse ulemper. Dels reduceres kedeleffekten med omkring en tredjedel ved ombygningen og dels kan rensning af røgrør og tømning af aske være besværligt og forbundet med en stor arbejdsindsats.



Figur 12. Princip i kedel med forfyr.

Der findes flere anlægstyper end de her nævnte. Nøglen til det rigtige kedelvalg ligger i hvilket brændsel, der skal benyttes. Kedelanlægget skal vælges, så det passer til den tilgængelige brændselskvalitet. Andre forhold er vigtige at være opmærksomme på ved valg af kedelanlæg: Ved at vælge en kedel, der er typegodkendt på Prøvestationen for mindre biobrændselskedler, får man et produkt, der lever op til bl.a. strenge emissionskrav.

Tilpasning af ydelsen og øget forsyningssikkerhed
Gennem fyringssæsonen udsættes alle typer varmeanlæg for meget forskellige driftsforhold som følge af store variationer i varmebehovet, der afhænger af vejret, brugernes adfærd mv. Den såkaldte varighedskurve viser det forventede effektbehov hen over året. Et eksempel på en varighedskurve er vist i Figur 13.



Figur 13. Eksempel på varighedskurve for blokvarmecentral

Det er ikke let at drive et træfyret kedelanlæg under alle disse forhold uden til tider at overskride grænseværdier for emissioner og opleve andre problemer. Der er forskellige muligheder for at styrke varmeanlæggets fleksibilitet og evne til at kunne tilpasses de forskellige varmebehov.

Træfyret kombineres med olie eller gas
Det træfyrede kedelanlæg suppleres med et sædvanligt kedelanlæg til olie eller gas, der skal dække spidslasten og fungere som reserve i tilfælde af nedbrud. Kapaciteten af trækedlen sættes til omkring 70% af det maksimale effektbehov på den koldeste dag. På denne måde vil træbrændsler kunne dække omkring 95% af energibehovet til opvarmning, hvilket skyldes, at de høje effektbehov kun forekommer i meget korte perioder hvert år. Olie- eller gaskedlen skal kunne dække det maksimale effektbehov på den koldeste dag. Således opnås en god forsyningssikkerhed på en billig måde.

Denne løsning er særligt fordelagtig, når der i forvejen findes et brugbart olie- eller gaskedelanlæg, der kan bruges i korte perioder. Men da denne type kedelanlæg er ret billige, kan det ofte betale sig at investere i en nyt.

Træfyret kombineres med varmeakkumuleringstank
I denne løsning kan det træfyrede kedelanlæg dække det maksimale effektbehov på den koldeste dag, men suppleres af en varmeakkumuleringstank. Tanken hjælper med at håndtere hurtige variationer i varmebehovet og sikrer desuden, at kedelanlægget kan drives på en fornuftig måde i perioder med lav last. Akkumuleringstanken kan endvidere benyttes til lagring af solenergi i sommerperioden.

Denne løsning har den fordel, at det kun er nødvendigt med én skorsten. En reservekedel på olie kan etableres med aftræk til samme skorsten, såfremt den kun kører, når biokedlen er ude af drift.

To træfyrede kedler i kombination
Ved at kombinere to træfyrede kedler øges forsyningssikkerheden. En betingelse herfor er, at kedlerne har adskilte brændselstransportsystemer. Denne løsning sikrer, at biokedlerne kan drives optimalt i alle lastsituationer. Det kan være billigere at installere en træfyret kedel nummer to end at installere en olie- eller gaskedel med egen olietank eller gasledning. I nogle tilfælde kan en endnu højere forsyningssikkerhed være ønsket. Det er da muligt at kombinere en større og en mindre biobrændselskedel, der tilsammen dækker op imod det maksimale effektbehov på den koldeste dag, med en oliekedel, der kan dække det fulde effektbehov.

Uanset hvilken løsning, der vælges, afhænger en korrekt dimensionering af et lastfordelingssystem fuldstændig af en korrekt vurdering af det aktuelle varmebehov, dvs. af en rigtig vurdering af bygningens tilstand og brugsmønster. I eksisterende byggeri kan varmebehovet udregnes på grundlag af det årlige energiforbrug til opvarmning divideret med et antal såkaldt ækvivalente fuldlasttimer, der afhænger af det lokale klima og hvordan bygningerne bruges.

Sikkerhedssystemer
En biomassefyret kedel har en større inerti i varmeproduktionen end en olie- eller gaskedel. Hvis elektriciteten afbrydes, vil brændslet i biokedlen fortsætte med at brænde, hvorved der produceres mere varme, som skal bortledes. Én mulighed for at løse dette er at udstyre kedlen med åben ekspansion, der tillader damp at undslippe, hvis temperaturen i kedelvandet skulle nå op på 100°C. En anden mulighed er at benytte en sikkerhedsvarmeveksler, der køles med hanevand så snart kedeltemperaturen bliver for høj. En varmeakkumuleringstank kan også give sikkerhed, såfremt naturlig cirkulation kan nedkøle kedlen.

Eftersom elektroniske styresystemer til kedler kan sætte ud af funktion ved strømudfald, er det væsentligt, at cirkulationspumperne, der pumper vandet rundt i huset ikke styres gennem kedlens styresystem, så de kan fortsætte med at virke efter et strømudfald.

En anden væsentlig faktor er sikringen mod tilbagebrand fra kedelanlægget til brændselslageret. Når kedlen fødes direkte fra lageret, er mindst to systemer påkrævet for at sikre mod tilbagebrand. Dels skal der i brændselstransportsystemet være en mekanisk afbrydelse i form af en cellesluse eller en faldskakt, hvorigennem brændslet falder ned til stokeren. Dels skal der være et sprinklersystem, der kan oversvømme brændselstilførslen, hvis der skulle ske tilbagebrand. Øvrige brandtekniske krav fremgår af Brandteknisk Vejledning Nr. 32 "Biobrændselsfyrede centralvarmekedler".

For at sikre kedlen mod korrosion, er det vigtigt at være opmærksom på, at der installeres en kedelshunt, der blander varmt kedelvand i returvandet fra varmesystemet inden returvandet når ind i kedlen. Dette sikrer, at røggassen - herunder eventuelle korrosive gasser - ikke kondenserer i kedlen og dermed en høj levetid for kedelanlægget.

Støjforhold
Støj fra biomassefyrede energianlæg kan skabe problemer for beboerne, hvorfor mulige støjproblemer skal håndteres i projekteringsfasen. Enkle og billige forholdsregler kan forhindre efterfølgende støjproblemer. De umiddelbare støjkilder er forbrændingsluft og røggasblæsere, stokere og transportører til brændsel samt andet mekanisk udstyr. Oplysninger om støjniveauer kan fås fra producenterne og forhandlerne af udstyret.

Begrænsning i støjen kan opnås ved at indkapsle det pågældende maskineri, ved at placere kedlen eller kedelhuset fornuftigt eller ved at installere brændselstransportudstyret og kedlen i rum med tilstrækkelig støjdæmpning i vægge, gulv og loft (tunge konstruktioner). Af støjmæssige årsager og af andre tekniske grunde, er en separat bygning til kedelanlægget at foretrække. Følgende checkliste kan anvendes til at håndtere mulige støjproblemer: Støj kan også forekomme under levering og aflæsning af brændsel. Dette skal man være opmærksom på, når anlæggets placering vælges, men også under den praktiske planlægning af brændselsleverancerne, dvs. man bør arrangere, at leverance finder sted på tidspunkter på dagen eller ugen, hvor naboerne ikke er hjemme.

Produktion af varmt vand og integration af solenergi
I mange tilfælde findes der ønske om at kombinere et solvarmeanlæg med biomassekedlen. Dette har - til dels modstridende - betydninger for økonomien, driften og den offentlige opfattelse af projektet.

Selvom solfangere leverer varme næsten uden driftsomkostninger, er investeringen høj. Når solvarmen substituerer relativt billig varme fra et biomassefyret kedelanlæg, får solvarmeanlægget en dårligere tilbagebetalingstid end det ville have haft under installation i et oliefyret kedelanlæg. Hvis biomassekedlen af tekniske årsager ikke kan levere varme til det lave sommerforbrug og må slukkes i en periode, kan der være god økonomi i et solvarmesystem.

Netop det forhold, at solvarmeanlægget giver mulighed for at stoppe biobrændselsanlægget helt i sommerperioden kan give fordele, fordi man kan undgå de relativt høje tab ved lav last på biokedlen, mandetimer til driftspersonalet og andre miljømæssige fordele. Desuden kan et solfangeranlæg, der er meget synligt udefra, styrke den offentlige opfattelse af et nyt energiforsyningssystem og derved medvirke til at øge værdien af projektet - om ikke direkte økonomisk, så i form af et grønt omdømme.