der zum Betrieb erforderlichen technischen Einrichtungen und Nebeneinrichtungen, sowie der vorgesehenen Verfahren für das Wärmenetz Lingelbach

1.

Grundlage für die Heizzentrale mit einer Gesamt-Nennwärmeleistung von ca. 1 MW bilden 2 Hackschnitzel-Heizkessel.Im Vorfeld dient eine Biogasanlage als Wärmelieferant zur Grundversorgung, wobei die hier beschriebene Technik im Heizhaus unabhängig von der Biogasanlage genutzt werden kann . Bei der Technik handelt es sich um handelsübliche, geprüfte und bereits auf dem Markt befindliche Produkte, so dass sich im folgenden Wortlaut auf das Wesentliche beschränkt werden kann, da es sich nicht um Prototypen und Neuentwicklungen handelt. Die Untergliederung erfolgt hier in allen Einzelheiten nach Kesseltechnologie, den insgesamt angewendeten Armaturen sowie der Brennstofflagerung.

1.1 Hackschnitzelkessel

a) Aufbau des Kesselkörpers

Geplant sind 2 in Cascade geschaltete VETO-Biomasse Heizkessel des Herstellers ALA TALKKARI aus Finnland mit einer Nennwärmeleistung von je 490 KW. Die Kessel werden in Anlehnung an die EN-Norm 303/5 produziert und haben darüber hinaus die Einzelprüfung folgendes Institutes durchlaufen:
ILK Dresden
Berthold-Brecht-Allee 20
01309 Dresden

Die Kessel sind aus einem speziellen Kesselstahl gefertigt und können mit einem Anlagendruck bis zu 4 bar gefahren werden. Die äußeren Flächen sowie alle senkrechten Züge sind wasserführend, was mit einem Wasservolumen von insgesamt 1.700 Ltr. zu einer guten Wärmeübertragung zwischen erzeugter Feuerungswärme und dem Heizwasser sorgt. Die Isolation des Kessels ist mit nicht brennbarer Mineralwolle bereits werksseitig hinter einer ansprechenden und stabilen Blechverkleidung erfolgt. Die Abstrahlverluste von Wärme sind daher sehr gering, eine Verletzung durch Berührung der Außenverkleidung besteht nicht. Ein zeitraubendes Montieren von Isolation und Verkleidung vor Ort entfällt und vermeidet zudem Fehler. Der Kessel verfügt über eine große Feuerungstür, die im 90° Winkel zum Brenner-Einschubschacht angeordnet ist. Die Tür kann bei Feuerungsbetrieb ohne Probleme durch das eingewiesene Personal geöffnet werden, da Flamme und Rauchgase im 90° Winkel in die etwa 180 cm hohe Brennkammer entweichen.
Von dort gehen die Rauchgase mehrfach durch senkrechte Röhrenwärmetauscher bis zum am Kesselende unten liegenden Abgasstutzen. Der Kessel hat im unteren Bereich Reinigungsklappen, sowie über den runden Röhrenwärmetauschern zwei große Verschlussdeckel, die komplett verschraubt sind. Somit ist der Kessel mit den Spezial-Evoltex-Dichtungen an allen Klappen absolut gasdicht verschlossen.

Die Außenmaße (Verkleidungsmaße) der Kessel sind Länge-2855 mm x Breite 1470 mm x Höhe 2040 mm. Der Kessel enthält keine Schamottsteine. Die Anschlüsse des Vorlaufs mit Flansch DN 80 liegen im wärmsten Bereich oben über der Brennkammer. Die Rückläufe hinten sind in der letzten Wärmetauschergruppe angeordnet. Durch diese Art der Durchströmung können die Rauchgastemperaturen weit heruntergekühlt werden und der Abfluss des warmen Heizwassers ist auch über Schwerkraft jederzeit gegeben, da die Umwälzpumpen grundsätzlich in den Rücklauf eingebaut werden.

b) Brenner

Die Brenner sind Jahrzehnte lang erfolgreich in den ALA TALKKARI Kesseln eingesetzt und werden von vorn mit einer Spezial-Dichtung in die Brennkammer eingeschoben und verschraubt. Sie bestehen in den Flanken aus Spezialstahl und im Verbrennungsbereich aus hitzebeständigen Gussplatten mit Zuluftlöchern. Das Ganze hat zusätzlich eine Wasserkühlung. Über zwei kleine Sekundär und einem großen Primär-Gebläse wird dem Brennstoff Luft zugeführt. Die Gebläse modulieren und sind flexibel auf Leistung und Brennstoff einstellbar, so dass es zu einer rauchfreien Verbrennung / Vergasung des Brennstoffes kommt. In die Guss-Bodenrosten ist ein beweglicher Rost eingebaut, der mittels Motor und Getriebe den Brennstoff je nach Programmierung zeitweilig auf der Roste weiter schiebt und so für ein besseres Verbrennungsergebnis sorgt. Oberhalb der Brennerflanken sind zwei Stahl Rundrohre mit Luftschlitzen angeordnet, wodurch Luft aus dem Sekundärgebläsen in den Brandherd gelangt. Durch die insgesamt hervorragende Lufteinstellung direkt am Brenner kann von optimalen Verbrennungswerten, gerade im Kohlenmonoxidbereich ausgegangen werden. Der Brenner hat eine Feuerungswärmeleistung von max. 640 kW.

c) Brennstoffzuführung

In den hinter dem Heizraum liegenden ca. 5 x 5 m großen Brennstoffbunkerräumen steht ein großes Getriebe auf 4 stabilen Füßen und treibt eine Federzinkenaustragung an ( Rührarme). Diese Federzinken bestehen aus 6 mm Stahl und sind zu dritt in 4 Paketen an einen runden Teller angeschraubt. Sie sorgen durch drehen dafür, dass der auf dem Schrägboden liegende Brennstoff permanent der 200 mm starken Förderschnecke zugeführt wird. Diese Schnecke auch „Siloschnecke“ genannt, führt den Brennstoff in den Heizraum auf eine Zellenradschleuse. Diese sorgt für den luftdichten Abschluß zwischen Kessel und Brennstoffbunker. Darunter wiederum sitzt die ebenfalls 200 mm starke Zuführschnecke, die angetrieben über ein weiteres Getriebe mit Motor den Brennstoff direkt in den Brenner fördert. Die Zufuhr erfolgt gleichlautend mit beiden Schnecken in kurzen Schüben nach Programmierung der Steuerung und Erfassung über die im Abgasstutzen befindliche Lambdasonde. Oberhalb der Zellenradschleuse verhindert ein Fühler die eventuelle Verstopfung der Zellenradschleuse durch zeitweiliges, automatisches Abschalten der Siloschnecke. Die Schnecken sind in stabilen Kanälen aus Stahl gelagert, die gasdicht verschraubt werden.

d) Sicherheit der Zuführung

Die Schnecken laufen außer bei der Brennstoffaufnahme im Bunker überall in Kanälen geschlossen. Alle Revisionsöffnungen sind durch entsprechende Warnschilder gekennzeichnet.
Die Rückbrandsicherheit wird durch einen 10 Liter Löschwasserbehälter und zwei Danfoss Sprinklerventilen gewährleistet, welche stromlos öffnend den Kanal bei Überhitzung mit Leitungswasser fluten. Die Trennwand zwischen Heizraum und Bunker wird mit Kalksandstein in F 90 ausgeführt.

e) Sicherheit der Kessel

Jeder Kessel ist nach DIN EN 12828 mit einem Sicherheitsventil DN 40 / 3 bar Ansprechdruck, zwei über die Regelung geschalteten STB, zwei Maximaldruckbegrenzern und einer Wassermangelsicherung am Vorlauf ausgestattet. Zusätzlich werden trotz einer vorgesehenen Druckhaltestation je Kessel ein Ausdehnungsgefäß von 80 Ltr. am Kessel installiert.

f) Ascheentsorgung

Im unteren Bereich der Kessel befinden sich eine Schnecke für die Rostasche Durchmesser:125 mm und zwei Schnecken Durchmesser:100 mm für die Flugasche aus den hinteren Rauchgaszügen. Die Schnecken arbeiten drückend und fördern in Zeitintervallen die Asche in 3 neben den Kesseln stehende Aschetonnen aus nicht brennbarem Stahl. Diese Tonnen werden nach Plan regelmäßig in einen vor dem Gebäude stehenden Container entleert. Bereits dann, wenn die Asche in kurzen Intervallen den Kessel verlässt, ist diese weitestgehend abgekühlt und glüht nicht mehr. Eine Brandgefahr außerhalb des Kessels ist daher ausgeschlossen.

g) Filter

Am Kesselausgang wird unmittelbar ein Zyklon-Staubfilter angeflanscht. Dieser hat die Aufgabe, die Grenzwerte „Staub“ der TA-Luft durch Abscheidung sämtlicher mittleren bis großen Staubpartikel einzuhalten. Im Filter ist ein Saugzuggebläse montiert, welches mit einer Brennkammerdruckregelung modulierend das Rauchgas aus dem Kessel in den Schornstein fördert. Die herausgefilterte Asche kann unten im Filter über eine Schublade entnommen werden.

h) Kesselreinigung

Der Kessel verfügt in den Rauchgaszügen über eine permanente, automatische Abreinigung von Staub mittels Druckluft oder Spiralen. Der Antrieb erfolgt bei den Spiralen über eine Spezial-Wippe, bei Druckluft über einzelne Düsen, die mit kurzen Druckluftstößen zugweise bedient werden und den Feinstaub aus der Verbrennung nach unten in die Aschekammern befördern.
Das Öffnen des Kessels entfällt damit und beschränkt auf die einmal pro Jahr durchzuführende Wartung. Die Brennkammer sollte allerdings 1 x pro Monat über die Feuerungstür grob gereinigt werden.

i) Brennstofflagerung

Wie bereits unter Punkt C beschrieben, handelt es sich je Kessel um einen mit Kalksandsteinen oder Beton- Außenwänden erstellten Bunker 4,5 x 4,5 m mit ca. 2 bis 4 m Höhe. Dieser ist im Rahmen der Hallenkonstruktion vollständig überdacht und nach vorn teilweise, nach oben aber ganz geöffnet. Jederzeit kann per Radlader oder Gabelstapler eine Nachbeschickung erfolgen. Eine Belüftung des Brennstoffes ist durch diese offene Bauweise gegeben. Sollten die zur Verwendung kommenden Hackschnitzel noch etwas ausdampfen, so kommt es hier keinesfalls zu einer Selbstzündung. Sprinkler- oder sonstige Anlagen sind überflüssig, jedoch sollten Feuerlöscher in unmittelbarer Nähe zur Verfügung stehen. Im Bunker wird mit max. 55 m³ Brennstoff kalkuliert. Bei etwa 250 kg gemitteltem Schüttgewicht pro srm³ Hackgut liegt die Brennstoff Lagermenge unter 15 to. Bei einer Verstopfung der Siloschnecke kann bei Bedarf der Bunker nach vorn geöffnet und zügig leergeräumt werden um die Ursache der Schneckenblockade zu beheben.

j) Schornstein

Jeder Kessel erhält einen eigenen Schornstein aus V4A Material doppelwandig isoliert und zertifiziert. Die Zulassung für feste Brennstoffe einschließlich CE Kennzeichnung existiert ebenfalls. Es werden über dem Filter und einmal über Dach eine Revisionsöffnung vorgesehen. Die Schornsteine haben einen Innendurchmesser von 500 mm und eine wirksame Höhe von 10 m.

k) Steuerung / Zündung

Jeder Kessel hat eine eigene Siemens Lambda Steuerung vom Typ Control XL. Neben der Steuerung über die bereits benannte Sonde können sämtliche Aggregate über eine Touch-Oberfläche leicht bedient werden. Es gibt die Möglichkeit weiterer Alarm-Ausgänge und auch die Auslesung von sämtlichen Daten per Fernauslesung zu bekommen. Über Temperaturen, Füllstandsmeldungen etc. gibt es alle erdenklichen Varianten, welche jedoch nicht endgültig entschieden worden sind, da es sich hier häufig im Anwenderspezifische Wünsche handelt, die jedoch mit Funktion und Sicherheit der Anlage an sich nicht immer etwas zu tun haben. Auf weitere Erklärungen wird hier wegen des enormen Umfanges verzichtet.
Erwähnenswert ist noch, dass die Kessel über eine Cascadenschaltung einerseits durch Durchströmung jederzeit abrufbereit sind, aber über eine automatische Zündung ( zwei Heißluftpistolen) automatisch gezündet werden.

l) Genehmigung

Es sind die Bestimmungen der I. BiMSchV und der FeuVO einzuhalten. Darüber hinaus sind die Bedingungen des KfW-Förderprogrammes Bioenergie premium einzuhalten, welches gegenüber der BImSch nochmals reduzierte Grenzwerte in Anlehnung zur TA-Luft vorsieht.

m) Gebäude

Um die Heiztechnik herum wird ein Gebäude errichtet in Stah-l bauweise mit isolierten Sandwich-Verkleidungesplatten. Dabei soll möglichst auf Standard-Hallenmaße zurückgegriffen werden. Da es sich um ein freistehendes, unbewohntes Gebäude handelt, sind keine besonderen Brandschutzvorkehrungen zu treffen. Jedoch müssen die Hackschnitzelbunker mit einer F 90-Wand vom Heizraum getrennt werden. (siehe Punkt d). Das Gebäude soll mit einem Pultdach nach Süden ausgerichtet werden, um ggf. später noch die Option für eine Photovoltaikanlage offen zu lassen. Die vorläufige Bemaßung des Gebäudes geht aus den Vorentwürfen hervor.

 

1.3 Pufferspeicher

Es sind zwei Pufferspeicher geplant mit einem Fassungsvermögen von 50.000 Ltr., außen durch eine verzinkte Blechmantelverkleidung und einer 200 mm starken Mineralwollisolierung geschützt.
Sämtliche Wärmeerzeuger bringen mit einzelnen Pumpen je Kessel die Wärme dort oben hinein während auf der anderen Seite die Netzpumpen das Wasser wieder herausziehen. Er fungiert daher gleichzeitig als hydraulische Weiche. Verlust in den Temperaturen entstehen kaum. Der Pufferspeicher bildet einen enormen Beitrag zum Ausgleich des Tageslastganges. Die Vor- und Rücklaufleitungen werden netzseitig in schwarzem Stahlrohr ausgeführt, . Je nach Füllstand (Temperaturspreizung von oben nach unten ) werden dann die einzelnen Wärmeerzeuger hinzugeschaltet. Der Puffer dient gerade auch in den Sommermonaten als Speicher für ein extern stehendes BHKW zur Abspeicherung dessen Wärme. ( nicht Bestandteil dieses Antrages) Voraussichtlich wird nach dem aktuellen Planungsstand auf den Betrieb der Hackschnitzel-Kesselanlagen im Sommer ganz verzichtet werden können, was zusätzlich der Umwelt zugute kommt.

1.4 Netzversorgung

Das Wärmenetz wird mit einer Leitungslänge von ca. 5700 m Sternförmig von der Heizzentrale bis zu den Verbrauchern verlegt .
Die Trasse erhält eine Umwälzpumpe, die als selbstregelnde Trockenläuferdoppelpumpe ausgeführt wird. Die Pumpe arbeitet nach einem Konstantdruck und fährt zur Energieeinsparung Ihre Leistung exakt nach den Erfordernissen des Netzes.

Zur Konstanthaltung des Anlagendruckes, Ausgleich von Druckschwankungen und der permanenten Entgasung wird eine Druckhaltestation eingesetzt, die den reibungslosen Netzbetrieb sicherstellt.
Die exakte Bestimmung der einzelnen Aggregate kann erst erfolgen, wenn die Teilnehmerzahl ( auch zukünftig) im Netz festliegen und eine Wassermengen- sowie eine Druckverlustberechnung erfolgt sind.
Das Wärmenetz selbst ist ebenfalls nicht Bestandteil dieses Anftrages.

1.5 Verlegung des Rohrnetzes

Beginnend ab der Heizzentrale kommt ein Stahl-Doppelrohr in verschiedenen Nennweiten zum Einsatz. Die Rohrleitungen sind durch ein PE-Mantelrohr von außen geschützt und dazwischen mit einer PU-Hartschaumisolierung versehen. Die Enden werden verschweißt und dann wiederum vor Ort fachgerecht isoliert, so dass weder Wasser von innen oder von außen aus- oder eintreten kann. Die Hausanschlüsse werden mit flexiblem PEX-Fernwärmerohr gefertigt mit gleichem Außenmantel und Isolation. Diese werden mit Messing-Pressfittings miteinander verbunden. Die vorläufige Lage sämtlicher Rohrleitungen sind im Plan dargestellt. Für die Verlegung der Leitungen im öffentlichen Raum bestehen bereits Zusagen.
Bei der Durchleitung durch private Grundstücke ist über den zukünftigen Wärme-Liefervertrag bereits eine verbindliche Regeleung getroffen worden. Die Verlegung der Rohrleitungen erfolgt nach den aneerkannten Regeln für den Tiefbau sowie der Verlegevorschriften des herstellers. Die Oberflächen wie Straßen / Pflaster und Grünflächen wieder in den Ursprungszustand versetzt. An schwierigen Stellen oder z.B. Querung der Bundesstraße sind Horizontalbohrungen oder Stahlrorhpressungen vorgesehen.

1.6 Hausanschlüsse

Die Rohrleitung wird je Haus mittels Kernbohrung in das Gebäude geführt und dort an eine Fernwärme-Übergabestation angebunden. Diese enthält neben der hydraulischen Trennung mittels Plattenwärmetauschers sämtliche Armaturen zum hydraulischen Netzabgleich sowie einen geeichten Wärmemengenzähler für die Abrechnung.