Numerical Simulation of Deposit Formation in Coal-Fired Utility Boilers with Biomass Co-Combustion

Die Nutzung von fossilen Brennstöen zur Energieerzeugung f¿uhrt zur Emission von Treib- hausgasen. Dadurch entstehende Umweltsch¿aden k¿onnen reduziert werden, indem Kohle als Energietr¿ager im Kraftwerk durch CO2-neutrale Biomasse ersetzt wird. Der Wirkungsgrad der Energieumwandlung bei der thermischen Nutzung reiner Biomasse ist allerdings noch unzu- reichend im Vergleich zur Nutzung von Kohle. Eine weitere Alternative stellt die Mitverbren- nung von Biomasse in bestehenden Kohlekraftwerken dar. Die Mitverbrennung von Biomasse f¿uhrt jedoch tendenziell zu vermehrter Bildung von Ascheablagerungen auf den Ober¿¿achen der W¿arme¿ubertrager. Die Ascheablagerungen beeintr¿achtigen besonders im Bereich der ¿Uberhitzer-Heiz¿¿achen die W¿arme¿ubertragung vom Rauchgas in den Wasser/Dampf-Kreislauf und schr¿anken dadurch den Wirkungsgrad des Dampferzeugers ein. Um diese negativen Folgen vermindern zu k¿onnen, ist ein grundlegendes Verst¿andnis der Bildung der Ascheablagerungen erforderlich. Vor allem der hohe Anteil an ¿¿uchtigem Kalium, das w¿ahrend der Verbrennung der Biomasse freigesetzt wird, tr¿agt zur Bildung von Ascheablagerungen bei. Das freigesetzte Kalium kann dabei vor oder w¿ahrend des Kondensationsprozesses mit Aschepartikeln reagieren. Dies f¿uhrt zum Schmelzen von Aschepartikeln und damit letztlich zur Ablagerung an den Ober¿¿achen der W¿arme¿ubertrager. Das freigesetzte Kalium kann ebenfalls auf den gek¿uhlten Rohrober¿¿achen kondensieren und dort eine klebrige Schicht bilden, die die Bildung weiterer Ablagerungen noch beschleunigt.