Anlagenplanung Sanierung. René Eisenegger Leiter Verkauf Industrial Systems Anlagenplanung. Unterhalt. Brennstoff. Betreiber.

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1 Anlagenplanung Sanierung René Eisenegger Leiter Verkauf Industrial Systems Anlagenplanung Betreiber Hydraulische Einbindung Unterhalt Anlagenplanung Brennstoff Fernwartung Regelung Fachtagung Holzenergie 2 1

2 Inhalte 1 Situationserfassung (Leistungsbedarf Sommer Winter) 2 Brennstoffwahl in Berücksichtigung der zukünftigen Verfügbarkeit 3 Systemwahl Feuerungs- und Filtertechnologie 4 Schaltungen: Monovalent oder Bivalent (Ein-oder Mehrkesselanlagen) 5 Anlagendisposition unter Berücksichtigung der Topographie 6 Sicherheitskonzepte (Einhaltung Vorschriften) Fachtagung Holzenergie 3 Anlagenplanung Wahl der Brennstoffe Wärmebedarf Ausbaureserven Sommer / Winterbetrieb Feuerung Filter Internet Wahl der Wärmeerzeugung Wahl des Filtersystems Auslegung Energiespeicher Komponentenwahl Kesselbypass Automatische Zündung Verbrennungsluftvorerwärmung Abgasrezirkulation Steuerungszusätze Kesselpumpe Rücklaufhochhaltung Speicherbewirtschaftung Kaskadenschaltung Schmid Filterhersteller Fernzugriff, Fernwartung Analyse, Überwachung, Steuerung, Optimierung, Feuerraumkamera Fachtagung Holzenergie 4 2

3 Wärmebedarf QM Holzheizwerke ANWENDUNGEN Zuordnung abhängig von Leistung und Anlagenkonfiguration QMH auch für Kesselsanierung und Netzerweiterung Quelle: QM Holzheizwerke Fachtagung Holzenergie 5 Bestimmung Energiebedarf (Situationserfassung) 100% 80% 60% 40% 20% 0% Warmwasser Jahresstunden Entscheidend für den effizienten und wartungsarmen Betrieb der Feuerungsanlage ist die richtige Dimensionierung. Bei der Planung ist ein kontinuierlicher Betrieb anzustreben. Einkesselanlagen mit Sommerbetrieb sollen eine ausreichend hohe Mindestbetriebsdauer aufweisen. Andernfalls wird die Planung von Mehrkesselanlagen empfohlen, ebenfalls unter Berücksichtigung der Mindestbetriebsdauer Fachtagung Holzenergie 6 3

4 Anlagenplanung Wahl der Brennstoffe Wärmebedarf Ausbaureserven Sommer / Winterbetrieb Feuerung Filter Internet Wahl der Wärmeerzeugung Wahl des Filtersystems Auslegung Energiespeicher Komponentenwahl Kesselbypass Automatische Zündung Verbrennungsluftvorerwärmung Abgasrezirkulation Steuerungszusätze Kesselpumpe Rücklaufhochhaltung Speicherbewirtschaftung Kaskadenschaltung Schmid Filterhersteller Fernzugriff, Fernwartung Analyse, Überwachung, Steuerung, Optimierung, Feuerraumkamera Fachtagung Holzenergie 7 Schaltungen Wärmeerzeuger Monovalente Holzfeuerung Kostenoptimierte Lösung (100% Erneuerbar) Keine Redundanz Sommerbetrieb (Teillast) Prüfen Bivalente Holzfeuerung Mehrinvestition (Reduzierter Anteil Erneuerbar ) Fossile Spitzenlastkessel für Teil und Spitzenlast Zusätzliche Redundanz Max. Dimensionierung des Speichers Fachtagung Holzenergie 8 4

5 Schaltungen Wärmeerzeuger Monovalente 2- Kessel Holzfeuerungen Energieversorgung (100% Erneuerbar) Redundanz je nach Brennstofflogistik vorhanden Sommerbetrieb (mit Aufsplittung 1/3 zu 2/3) Dimensionierung des Speichers reduziert Bivalente 3-Kesselfeuerung 2 Holz + 1 Fossil Mehrinvestition (Reduzierter Anteil Erneuerbar) Fossile Spitzenlastkessel für Teil und Spitzenlast Maximale Redundanz Fachtagung Holzenergie 9 Brennstoffe WALDHACK- SCHNITZEL PELLETS RESTHOLZ ALTHOLZ Bei Sonderbrennstoffen und Altholz müssen die kantonalen Vorschriften auf der Basis der LRV auf ihre Zulässigkeit geprüft werden Fachtagung Holzenergie 10 5

6 Neue Brennstoffdefinition nach EN ISO EN ISO Feinanteil Hauptanteil Grobanteil Maximalwerte Neu Separat definiert in mm min. 60% In mm max. 10% In mm Querschnitt In cm2 Länge In mm P31S < > 45* 4 <= 150 P31 < > 45* 4 <= 200 P45S < > 63 6 <= 200 P45 < > 63 6 <= 350 P63 < > <= 350 P100 < > <= 350 * Grobanteil max 6% CEN Feinanteil Hauptanteil Überlängen Maximalwerte Bisher max. 5% in mm min. 80% In mm max. 1% In mm Querschnitt Diagonale In mm Länge In mm P45 < > P63 < > P100 < > Fachtagung Holzenergie 11 Neue Brennstoffdefinition nach EN ISO Gegenüberstellung der neuen Brennstoffnorm EN ISO 17225: P16S P300 bisher neu CEN EN ISO Stückigkeit Partikelgrösse P P P16S P45 P31S P31 P63 P45S P45 P100 P63 P Fachtagung Holzenergie 12 6

7 Anlagenplanung Wahl der Brennstoffe Wärmebedarf Ausbaureserven Sommer / Winterbetrieb Feuerung Filter Internet Wahl der Wärmeerzeugung Wahl des Filtersystems Auslegung Energiespeicher Komponentenwahl Kesselbypass Automatische Zündung Verbrennungsluftvorerwärmung Abgasrezirkulation Steuerungszusätze Kesselpumpe Rücklaufhochhaltung Speicherbewirtschaftung Kaskadenschaltung Schmid Filterhersteller Fernzugriff, Fernwartung Analyse, Überwachung, Steuerung, Optimierung, Feuerraumkamera Fachtagung Holzenergie 13 Bestimmung Speichervolumen Der Energiespeicher deckt Spitzenlasten ab, begünstigt das Regelverhalten der Feuerungsanlage und ermöglicht das Erreichen der Mindestbetriebsdauer sowie der Filterverfügbarkeit. Als Faustformel empfehlen wir 30 Liter pro kw installierte Leistung des grössten Kessels bei einem Delta T von 30 C Fachtagung Holzenergie 14 7

8 Sommerbetrieb Voraussetzung für emissionsarmen Betrieb Schwachlastbetrieb Minimale mittlere Tagesheizlast bei Schwachlastbetrieb gemäss Q-Leitfaden Tabelle 20 Beispiel 2: Rostfeuerung mit automatischer Zündung Brennstoff mit 35% - 45% Wassergehalt Bivalente Anlagen mit Speicher Leistungsbedarf mit Schwachlastbetrieb 100 kw Kesselnennleistung 450 kw Quelle: QM Holzheizwerke Fachtagung Holzenergie 15 Einfluss auf die Feuerungswahl Brennstoffqualität ( Stückigkeit / Wassergehalt ), haben Auswirkungen auf das Transportsystem und die Dimensionierung der Feuerung Mögliches Speichervolumen anhand der Empfehlungen QM Holz und den Platzverhältnissen bestimmen Verbrennungsluftvorwärmung Einbau Rezirkulation bei tiefem Aschenschmelzpunkt, tiefer Brennstofffeuchte, hochkalorischer Brennstoff oder Wärmerückgewinnung Einbau Bypass für max. Filterverfügbarkeit Einbau DENOX bei Brennstoffe mit zu hohem Stickstoffgehalt Automatische Zündung Bei Einbau einer Wärmerückgewinnung, Dimensionierung der Feuerung berücksichtigen Medium WW, HW, D haben Einfluss auf die Wärmetauscherkonstruktion Fachtagung Holzenergie 16 8

9 Übersicht Industriefeuerungssysteme Vorschubrostfeuerung UTSR 150KW 6500KW Wassergehalt M30-M60 Unterschubfeuerung UTSK / P 180KW 900KW Wassergehalt M10-M50 Wassergekühlte Stufenrostfeuerung UTSW 300KW 4200KW Wassergehalt M10-M Fachtagung Holzenergie 17 Austragungssysteme Gelenkarmaustragung Schubbodenaustragung Mittelschneckenaustragung Rundaustragung Brennstoffkran Leistungsbereich: bis 2 MW für Holzhackschnitzel unterschiedliche Qualität Leistungsbereich: bis 900 KW für Qualischnitzel und Pellets Leistungsbereich: bis 900 KW für Pellets Leistungsbereich: bis 2 MW für Holzhackschnitzel und Restholz Leistungsbereich: ab 2 MW für sämtliche Brennstoffkombinationen Fachtagung Holzenergie 18 9

10 Transportsysteme SCHUBBODEN DOSIER- SCHNECKE SAMMELSCHNECKE MIT SCHUBBODEN- ABDECKUNG HYDRAULISCHER EINSCHIEBER Fachtagung Holzenergie 19 Aschencontainer 240 L Container 800 L Container Absetzmulden mit Aschen KKF 240 L Container Fachtagung Holzenergie 20 10

11 Sicherheitskonzepte: Maschinenrichtlinie Nach Maschinenrichtlinie 2006/42/EG sind wir verpflichtet die geltenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen einzuhalten und diese mit der CE-Konformitätserklärung zu bestätigen. Verkehrs- und Fluchtwege sowie die Zugänge für Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten sind bereits frühzeitig in der Planung zu berücksichtigen. Widerholende Wartungsarbeiten dürfen nicht mittels angestellten Leitern ausgeführt werden! Die genauen Ausführungen von Treppen, Steigleitern und Podeste sind nach der vorliegenden Norm EN ISO zu erstellen Fachtagung Holzenergie 21 Sicherheitskonzepte: Brennstofflieferung Die geltenden Sicherheitsbestimmungen der Zufahrt zur Abladegrube sind einzuhalten. Zur Festlegung der sicherheitstechnischen Rahmenbedingungen muss unter Berücksichtigung des Betriebsumfeldes, eine Risikobeurteilung nach EN ISO für die LKW-Zufahrt und das Entladen des Brennstoffes erstellt werden. Daraus resultierende Massnahmen wie z.b. Absperrungen oder Arbeitsanweisungen sind bauseitig auszuführen. Alle Silodeckel sind immer mit Fallschutzgittern auszuführen. Grundlage Planungsdokument SUVA: Damit Grünschnitzelsilos keine Gefahr sind Fachtagung Holzenergie 22 11

12 Sicherheitskonzept: Varianten Silobefüllung Fachtagung Holzenergie 23 Sicherheitskonzept: Schnitzellogistik Beispiel einer mit SUVA erarbeiteten Lösung bestehend aus Schnelllauftor Seitliche Geländer 1.1 m hoch, 3 m lang, Zufahrtsbreite ca. 3 m Laserscanner Das Schnelllauftor kann erst geöffnet werden wenn der LKW durch Scanner detektiert wird Fachtagung Holzenergie 24 12

13 Sicherheitskonzept: Sicherheitsabstände Um das Quetschen von Körpern auszuschliessen sind Sicherheitsabstände einzuhalten zwischen beweglichen Containern und ortsfesten Hindernissen: min. 0.5 m Breite von Hauptverkehrs- und Fluchtwegen: min. 1.2 m Breite von Verkehrswegen: min. 0.8 m Breite von Zugängen für regelmässige Wartung und Instandhaltung: min. 0.6 m Fachtagung Holzenergie 25 Sicherheitskonzept: ATEX (Explosionsschutz) Bei trockenen Brennstoffen mit hohem Staubanteil (z.b. Schreinereirestholz und Restholz aus der Möbelproduktion) ist der Explosionsschutz zu berücksichtigen. Druckverhältnis unterhalb ZRS von Siloaustragung zu Heizraum: 0 Pa Einbau von ZRS Oberhalb des Druckausgleiches Silo Silos sind explosionstechnisch mit EX-ZRS zu entkoppeln Schneckenförderer Standard Fallschacht Standard Rückbrandsicherung ZRS mit Zertifikat Rückbrand Einsatz von Rohrstockern ZRS: Mit Zertifikat Ex Delta p muss 0 Pa entsprechen ZRS: Mit Zertifikat Rückbrand UTSx UTSx Fachtagung Holzenergie 26 13

14 Herausforderungen Sanierung Fachtagung Holzenergie 27 Massnahmen Sanierungen: Technik & Vorschriften Erforderliche Kesselleistung überprüfen, Leistungsmessungen durchführen Platz für Filter und Speicher schaffen. Wenn Platz im Gebäude nicht vorhanden, mögliche Aussenaufstellung prüfen. In der Regel wurde der Platz für Speicher und Filter früher nicht eingeplant Sicherheitseinrichtungen der bestehenden Infrastruktur prüfen (Abdeckungen, Fallschutz und Rückbrandsicherung) und bei Bedarf nachrüsten oder erneuern Für anschliessende Betriebsoptimierung und Filterverfügbarkeit Internetanschluss sicherstellen / nachrüsten Fachtagung Holzenergie 28 14