FuelBand - Broadening the range of fuels in modern biomass combustion chambers (FuelBand)

Third party funded individual grant


Acronym: FuelBand

Start date : 01.10.2012

End date : 30.09.2015

Extension date: 31.12.2015

Website: https://www.evt.tf.fau.de/forschung/forschungsschwerpunkte/verbrennung_vergasung/fuelband/


Project details

Short description

The project “FuelBand” focuses on the prediction of slagging formation in biomass fuelled boilers – one main objective is to allow a fuel flexibility in both existing and newly‑planned combustion chambers. The results of the project can lead to a better judgement of risks and possibilities when fuels with a high amount of ash or fine particles are applied.

The main objective is to describe and localise the slagging behaviour in biomass fuelled boilers in a simple, yet powerful and general model. By means of CFD simulations, the slagging formation can be described based on already available fuel parameters such as the proximate analysis, the fine particle content and the ash melting temperature as well as the combustion chamber geometry and residence time. Using a lab scale fluidised bed boiler, slagging experiments performed with a variety of fuels and fuel mixes allow model development and validation. In collaboration with plant operators and manufacturers, CFD was applied to further validate achieved results in four existing biomass power plants in the range of up to 30 MW thermal power. Based on CFD simulations, the operators’ experience and lab experiments obtained characteristic diagrams which potentially allow an easy transferability to a broad variety of boilers using different kinds of biomass fuels.

Scientific Abstract

Durch die Novelle des EEG und der Biomasseverordnung werden in Biomassefeuerungen künftig verstärkt feste holzartige Biomassen der Einsatzstoffvergütungsklassen I und II nach Anlage 2 und 3 der Biomasseverordnung und Stroh zum Einsatz kommen.

Diese Brennstoffe zeichnen sich durch einen gegenüber konventionellen Holzhackschnitzeln erheblich erhöhten Alkalien- und Feinanteil aus. Praxiserfahrungen haben gezeigt, dass neben dem Alkalienanteil vor allem die Feinpartikel im Brennstoff die Verschlackung des Feuerraums maßgeblich erhöhen. Diese werden im Rauchgas mitgerissen und verglühen im Freeboard der Feuerung. Dabei werden Ascheerweichungstemperaturen überschritten und die noch klebrigen Partikel verunreinigen Heizflächen und Rauchgaskanal. Aus der aufwändigen Entfernung dieser Anbackungen und der damit verbundenen Stillstandzeiten von Biomassefeuerungen resultieren enorme Kosten für Anlagenbetreiber

Im Rahmen des BMU-Projekts „Fuelband“ werden am EVT die gekoppelten Mechanismen von Strahlung und Kinetik bei der Verschlackung von Wärmeübertragern und Rauchgaszug von Biomassefeuerungsanlagen mittels CFD-Simulationen abgebildet und experimentell verifiziert, um Verschlackungsvorgänge vorhersagen und verstehen zu können.

Involved:

Contributing FAU Organisations:

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Research Areas