Technische Spezifikationen des Festbrennstoffkessels

Wirkungsgrad eines Festbrennstoffkessels [%] – definiert als das Verhältnis der an das Wasser abgegebenen Wärme zur bei der Verbrennung des Brennstoffs erzeugten Wärme. Der Wirkungsgrad eines Kessels ist ein Maß für seine Effizienz und zeigt den Grad der Konstruktionsausgereiftheit an.

Der Wirkungsgrad eines Stahl-Festbrennstoffkessels beträgt 75-80 %, bei Kohlekesseln aufgrund der geringeren Wärmeübertragungsfläche 67-75 %.

Im Handbuch ist der Wirkungsgrad angegeben, der unter optimalen Bedingungen erzielt wurde: der Brennraum und die Wärmeaustauschflächen sind sauber, die optimale Luftmenge wird zugeführt und die Wassertemperatur beträgt mindestens 65°C am Einlass und 90°C am Auslass.

Faktoren, die den Wirkungsgrad eines Festbrennstoffkessels verringern:

1 Übermäßige oder unzureichende Luftzufuhr zum Kesselbrennraum. Ein optimaler Luftüberschussfaktor im Brennraum liegt bei 1,3, das heißt, 30 % mehr Luft als für die Verbrennung des Brennstoffs erforderlich ist, sollte zugeführt werden. Eine Überschreitung dieses Faktors führt zu einem übermäßigen Luftstrom und Energieverlusten beim Aufheizen, während eine Verringerung des Faktors zu einer unvollständigen Verbrennung führt. Bei optimaler Luftzufuhr sollte die Flamme strohgelb sein.

2 Kesselstein auf den Wärmeaustauschflächen auf der Wasserseite und Ruß auf der Feuerungsseite. Deshalb ist die Wasseraufbereitung und regelmäßige Reinigung der Wärmeaustauschflächen des Kessels so wichtig.

3 Unvollständige Verbrennung des Brennstoffs durch ungleichmäßige Verbrennung, Durchfallen durch den Rost oder Verbrennung mit Sauerstoffmangel, was zu einer übermäßigen Rußbildung führt.

4 Hohe Wärmeverluste des Kessels an die Umgebung. Dieser Faktor hängt nur von der Qualität und Dicke des Isoliermaterials ab, das zwischen den Wärmeaustauschflächen liegt.

Nennwärmeleistung eines Festbrennstoffkessels [kW] – die Wärmemenge, die der Kessel pro Stunde bei der Verbrennung des Hauptbrennstoffs erzeugt, in diesem Fall Kohle der Sorte „Anthrazit“.

Die in den technischen Spezifikationen angegebene Leistung wird bei der Verbrennung von Anthrazit während der Abbranddauer einer Beladung bei maximaler Leistung ermittelt. Wenn die Abbranddauer einer Beladung beispielsweise 4 Stunden beträgt, kann der Kessel in der ersten und letzten Stunde 80 % seiner Leistung erbringen, während er in den beiden mittleren Stunden mit 120 % arbeitet. In den technischen Spezifikationen wird eine Nennleistung von 100 % angegeben.

Die Leistung eines Kessels hängt stark vom Brennstoff ab. Wenn geplant ist, während des Betriebs andere Brennstoffe zu verwenden, sollten bei der Berechnung der benötigten Kesselleistung Korrekturfaktoren im Verhältnis zu Anthrazit verwendet werden:

0,95 – Steinkohle
0,85 – Braunkohle
0,80 – Torfbriketts
0,80 – Trockenes Holz (zwei Jahre getrocknet, Feuchtigkeit 15-20 %)
0,30 – Nasses Holz (Feuchtigkeit 70-80 %)

Minimale Wassertemperatur am Kesseleinlass [°C] – die Mindesttemperatur des Wassers, bei der auf den Wärmeaustauschflächen keine Kondensation aus den Rauchgasen stattfindet.

Die Dämpfe der Verbrennungsprodukte stellen für den Festbrennstoffkessel ein stark korrosives Medium dar. Während des Betriebs sollte der Kessel nicht mit einer Wassertemperatur unter 65°C betrieben werden, außer während der kurzen Anlaufphase.

Die Wärmeaustauschflächen von Gusskesseln sind korrosionsbeständiger, daher ist für diese eine Eintrittstemperatur von 55°C zulässig. Für Stahlkessel sollte die Wassertemperatur am Einlass nicht unter 65°C liegen.

Weitere Informationen zum Schutz von Festbrennstoffkesseln vor niedrigen Temperaturen finden Sie im Abschnitt Anschlussschemata für Festbrennstoffkessel.

Nennwasserdruck im Kessel [MPa] – der höchste Überdruck des Wassers, bei dem ein sicherer und langfristiger Betrieb des Festbrennstoffkessels gewährleistet ist.

Beim Anschluss des Kessels an ein Heizungssystem mit einem geschlossenen Ausdehnungsgefäß steigt der Druck im System während des Aufheizens. Wenn das System die maximale Betriebstemperatur erreicht, darf der Druck im Kessel den Nennwert nicht überschreiten.

Der Betriebsdruck im Kesselkreislauf sollte nicht unter 1 bar und nicht über dem im Handbuch angegebenen Wert liegen.

Der Prüfdruck des Kessels beträgt in der Regel mindestens 1,25 des Nennwerts.

Druckdifferenz im Schornstein an der Kesselverbindung [Pa] – der Zug im Schornstein. Die Luftzufuhr zur Feuerstätte ist nur bei einem niedrigeren Druck im Schornstein als im Atmosphärendruck möglich.

Die Druckdifferenz im Schornstein ergibt sich aus dem Dichteunterschied zwischen den heißen Gasen im Schornstein und der kühleren Außenluft.

Der Mindestdruckdifferenzwert im Schornstein zeigt, wie viel niedriger der Druck im Schornstein an der Kesselverbindung als der Atmosphärendruck sein sollte. Ein Überdruck wird durch eine Drosselklappe am Schornsteinabgang des Kessels reguliert.

Ablufttemperatur [°C] im Festbrennstoffkessel hängt vom Betriebsmodus und der Art des Brennstoffs ab. Bei normalem Zug kann die Temperatur zwischen 150°C bei minimaler Leistung und 280°C bei Nennlast schwanken. Bei gestörtem Zug kann die Temperatur der Abgase zwischen 70 und 600°C variieren.

Brenndauer einer Brennstoffladung [Stunden] – für Festbrennstoffkessel im Nennleistungsbetrieb beträgt die Brenndauer nicht mehr als 4 Stunden bei der Verbrennung von Kohle oder Koks und nicht mehr als 2 Stunden bei der Verbrennung von Holz.

Bei geringerer Leistung kann die Brenndauer um nicht mehr als das 2- bis 3-fache verlängert werden, jedoch sinkt der Wirkungsgrad des Kessels erheblich, und ein Betrieb bei niedriger Leistung trägt nicht zur Langlebigkeit des Kessels bei.

Denken Sie daran! Der optimale Betriebsmodus für einen Festbrennstoffkessel ist der Betrieb bei Nennleistung.