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Innovatives Konzept zur regelungstechnischen Optimierung der Verbrennung und permanenten Überwachung des Betriebs von Biomassekleinfeuerungsanlagen der 1. BImSchV

 
: Aleysa, Mohammad

Verein Deutscher Ingenieure -VDI-, Kommission Reinhaltung der Luft, Düsseldorf:
Anlagenbezogenes Monitoring. Neue Anforderungen - neue Konzepte : Karlsruhe, 14. und 15. Oktober 2014
Düsseldorf: VDI-Verlag, 2014 (VDI-Berichte 2215)
ISBN: 978-3-18-092215-7
S.87-105
Fachtagung "Anlagenbezogenes Monitoring - Neue Anforderungen - neue Konzepte" <2, 2014, Karlsruhe>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IBP ()

Abstract
Biomassekleinfeuerungsanlagen der 1. BImSchV (erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes, Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen) stellen eine nicht zu vernachlässigende Quelle für partikuläre und zahlreiche gasförmige Emissionen wie Kohlenmonoxid (CO), flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und polycyclische, aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) dar [1]. Diese Schadstoffemissionen entstehen zu einem großen Teil bei unvollständiger Verbrennung wegen Fehlbedienung, technischen Fehlern, Defekten und Alterung von technischen Bestandteilen des Feuerungssystems, welche durch die herkömmliche Überwachung des zuständigen Schornsteinfegers nur bedingt bzw. nicht frühzeitig erkennbar sind. Aufgrund des zunehmenden Einsatzes von Biomasse, vor allem von biogenen Brennstoffen, zur Erzeugung von Warmwasser und Wärme, sowohl für gewerbliche als auch private Nutzung, steigt der Ausstoß der oben genannten Schadstoffemissionen in Wohngebieten stetig an.
Die Besonderheit der Biomassekleinfeuerungsanlagen der 1. BImSchV ist, dass der Betreiber durch sein Verhalten sowohl den Brennstoff, als auch die Verbrennungstechnik maßgeblich beeinflussen kann. Aufgrund dieser starken Doppelbeeinflussung soll die Regelung des Betreiberverhaltens zu einer effizienten und umweltverträglichen Energiebereitstellung durch die thermische Umsetzung von Biomasse beitragen, und dadurch einen ökologischen und wirtschaftlichen Beitrag zum aktiven Klimaschutz sowie zur Luftreinhaltung leisten. In diesem wissenschaftlichen Beitrag geht es um ein Konzept zur regelungstechnischen Optimierung der Verbrennung und permanenten Überwachung des Betriebs von Biomassekleinfeuerungsanlagen der 1. BImSchV. Durch die Kombination von Regelung und Überwachung soll eine hohe Betriebszuverlässigkeit, hohe Umsetzbarkeit, verbesserte Wirtschaftlichkeit und somit eine signifikante Schadstoffminderung in Wohngebieten erzielt werden. Dieses Konzept wurde im Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP erstmals beschrieben, und befindet sich in der Entwicklungsphase. In Kooperation mit der Firma LAMTEC GmbH & Co.KG und der Firma HDG Bavaria GmbH soll in diesem Jahr eine experimentelle Machbarkeitsstudie über die technische Umsetzbarkeit durchgeführt werden.

 

Small-scaled biomass combustion plants are a relevant emission source of particulate and numerous gaseous emissions such as volatile organic compounds (VOCs) and polycyclic, aromatic hydrocarbons (PAHs). These pollutants are mostly released by incomplete combustion due to improper operation, technical defects and aging of the technical components of the combustion system, which cannot be recognised in time by the usual monitoring of chimney sweep. Given the increased usage of biomass for producing hot water and heat for both commercial and private purposes, the pollutant components concentrations will steadily increase in residential areas.
The speciality of the biomass combustion plants regulated by the first BImSchV (the first federal immission protection ordinance for small and medium-sized combustion plants) is, that the operator's behaviour can extremely influence both, the fuel and the combustion plant. Due to this double influence, the control of the operator's behaviour must lead to an efficient and environmentally sustainable energy supply by the thermal conversion of biomass in such special combustion plants, thereby an ecological and economic contribution as well as climate protection are to be achieved.
This paper is about an innovative concept for combustion optimization and permanent monitoring of the small-scaled biomass combustion plants of the first BImSchV. The combining of control with monitoring at the combustion plant shall ensure an operating reliability, high feasibility and improved economy. In addition, both an efficiency improvement and a significant pollutant reduction in residential areas can be achieved. This system is currently at the development stage in the research group for Combustion Systems of Fraunhofer-Institute for Building Physics IBP. In cooperation with the companies LAMTEC GmbH & Co.KG and HDG Bavaria GmbH, an experimental feasibility study on the technical practicability will be carried out in this year.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-323911.html