P R Ü F B E R I C H P R Ü F B E R I C H T

PRÜFBERICHT
BLT-Aktzahl: 151/98
BLT-Protokollnummer: 031/99
Holzvergaserkessel Biovent SLL 20
mit Lambda - Logik
Anmelder:
Hersteller:
Firma Anton Eder GmbH
Leiten 42
A-5733 Bramberg
Wie Anmelder
AKKREDITIERTE
PRÜFSTELLE
IDENTIFIKATIONSNUMMER.: 112
Der Prüfbericht darf in den Abschnitten "Versuchsergebnisse" und "Beurteilung" - außer in
schriftlich genehmigten Ausnahmefällen - nur wörtlich und ungekürzt veröffentlicht werden.
- 1 - (151/98)
BESCHREIBUNG
Der Holzvergaserkessel MF Biovent SLL 20 mit Lambda-Logik der Firma Anton Eder GmbH
ist ein geschweißter Stahlheizkessel mit einer Nenn-Wärmeleistung von 20 kW. Bei diesem
Holzkessel handelt es sich um eine Konstruktion mit unterem Abbrand, wobei die
Verbrennungsluft durch ein Saugzuggebläse dem Brennstoff zugeführt wird.
Der Füllraum ist quaderförmig ausgeführt und nach unten durch einen Schamotteboden
abgeschlossen. Hinter dem Füllraum befindet sich der wärmegedämmte Brennraum und die
Kesselzüge. Über die schräg nach vorne abfallende Füllklappe wird der Füllraum mit
Brennstoff beschickt.
Die Verbrennungsluft wird mit einem Saugzuggebläse durch die Primärluftöffnung an der
Frontseite des Kessels und durch Sekundärluftöffnung an der Rückseite des Kessels
angesaugt
und
dem
Brennstoff
zugeführt.
Das
Saugzuggebläse
und
die
Verbrennungsluftschieber werden über die vorgewählte Solleinstellung in Abhängigkeit von
der Kesselwasser- und des Sauerstoffgehaltes (Lambdaregelung mit Lambda-Logik) im
Abgas geregelt.
Das Schüren und Entfernen der Asche erfolgt durch die Schürtür. Über die WärmetauscherReinigungsöffnungen an der Oberseite und an den Seiten des Kessels können die
Wärmetauscherflächen gereinigt und die Rückstände entfernt werden. Der Füllschacht und
die Kesselzüge sind wassergekühlt, nach außen wärmegedämmt und mit Blech verkleidet.
Der Versuchskessel war mit einem Wärmetauscher für die thermische Ablaufsicherung
versehen.
ANGABEN AUF DEM FIRMENSCHILD
Firma Anton Eder G.m.b.H.
Leiten 42, A-5733 Bramberg
Typ
Herstellnummer
Nenn-Wärmeleistung
Wärmeleistungsbereich
Herstelljahr
höchst. zul. Vorlauftemperatur
höchst. zul. Betriebsüberdruck
MF Biovent SLL 20
76.298
20 kW
10 – 20 kW
1999
90 °C
3 bar
- 2 - (151/98)
SCHEMA DES KESSELS
Thermische Ablaufsicherung
Reinigungsöffnung
Füllklappe
Abgastemperaturfühler +
Lambda-Sonde
Primärluftschieber
Füllraum
Brennraum
Saugzuggebläse
Schürtür
Sekundärluftschieber
Schamotteboden
TECHNISCHE DATEN
MF Biovent SLL 20
Gesamtbreite ................................................................................................................. 670 mm
Gesamttiefe ................................................................................................................. 1360 mm
Gesamthöhe ................................................................................................................ 1300 mm
Rauchrohrdurchmesser ................................................................................................ 160 mm
Höhe bis zur Rauchrohrmitte ....................................................................................... 970 mm
Vorlauf-/Rücklaufanschluss ........................................................................................... 5/4
"
Anschluss für therm. Ablaufsicherung ........................................................................... 1/2
"
- 3 - (151/98)
MESSUNGEN AM PRÜFSTAND
Bei den Messungen wurden die Wärmeleistung, der Kesselwirkungsgrad (direkte Methode),
die Zusammensetzung des Abgases, die Abgastemperatur in der Messstrecke, der
Förderdruck (Zug), das Emissionsverhalten und die elektrische Leistungsaufnahme ermittelt.
Im Bereich der Nenn-Wärmeleistung wurden die Oberflächentemperaturen bei stationärem
Betriebszustand gemessen und die Verluste über Oberfläche abgeschätzt.
Die Messgeräte und die Messverfahren entsprechen den Anforderungen von EN 303-5
(Entwurf) und EN 304.
VERSUCHSANORDNUNG, MESSMETHODEN
KESSELPRÜFSTAND
MIT
WÄRMETAUSCHER:
Wärmeleistungsmessung
unmittelbare Messung der im Kreislauf umgewälzten Wassermenge und
Temperaturerhöhung (DIN 4702-2).
durch
deren
ABGASABFUHR über senkrechte Messstrecke, Erzeugung des Förderdruckes durch
Fertigteilfang, Durchmesser 200 mm, Höhe über Grund 9 m, Begrenzung des Förderdruckes durch Zugbegrenzerklappe.
WÄRMELEISTUNGSMESSUNG: Volumenstrom mit magnetisch-induktivem Durchflusszähler Promag 33 F der Fa. Endress & Hauser, Wassertemperaturen am Kesselein- und
austritt mit Widerstandsthermometer Pt 100, 1/3 DIN, paarweise kalibriert.
ABGASTEMPERATUR in der Messstrecke durch Netzmessung mit 5 Thermoelementen.
FÖRDERDRUCK mit Ringwaage.
GEHALT AN KOHLENSTOFFDIOXID UND KOHLENSTOFFMONOXID: Nicht dispersiver
Infrarotgasanalysator NGA 2000 der Firma Fisher Rosemount, Kohlenstoffdioxid: kleinster
Messbereich 0 - 5 %, größter Messbereich 0 - 20 %; Kohlenstoffmonoxid: kleinster
Messbereich 0 - 400 ppm, größter Messbereich 0 - 20000 ppm; Bestimmung im trockenen
Abgas.
STAUBGEHALT: Staubmessgerät der Fa. Ströhlein mit einer Nennabsaugmenge von 4
m3/h, Staubabscheidung auf gestopfte Quarzwollfilter; Filter direkt nach Entnahmesonde und
Winkelstück, Bestimmung des Teilstromvolumens mit Trockengaszähler und vorgeschaltetem Trockenturm. Die Entnahmestelle für die Bestimmung des Staubgehaltes ist
unmittelbar nach der Messstrecke angeordnet.
GEHALT AN ORGANISCHEN GASFÖRMIGEN STOFFEN: Flammenionisationsdetektor der
Firma JUM, Type VE 5; Probenahme über beheizten Filter und beheizte Leitung (auf 180 °C
thermostatisiert); Bestimmung im feuchten Abgas.
GEHALT AN STICKSTOFFMONOXID: Gasanalysator der Firma ECO Physics Type CLD
700 El-ht; Messprinzip Chemilumineszenz; Probenahme über beheizten Filter, beheizte
Leitung; Bestimmung im feuchten Abgas.
- 4 - (151/98)
MESSDATENERFASSUNG mit Datenlogger Schlumberger Scorpio SI 3535D,
Abfrageintervall 10 Sekunden, Mittelwertbildung über 6 Messungen, Ablage der gemittelten
Daten auf Datenträger.
VERSUCHSDURCHFÜHRUNG
WÄRMELEISTUNG: Messungen wurden entsprechend ÖNORM EN 303-5 (Entwurf) bei
Nenn-Wärmeleistung und bei der kleinsten Leistung (annähernd 55 % der NennWärmeleistung) durchgeführt. Bei den Messungen der Nenn-Wärmeleistung wurde die
Versuchsdauer über zwei Abbrandperioden und bei gedrosselter Wärmeabgabe über eine
Abbrandperiode gewählt. Zur Berechnung des Wirkungsgrades wurde die im Kesselwasser
gespeicherte Wärmemenge berücksichtigt.
EMISSIONEN: Die Messungen wurden nach ÖNORM EN 303-5 (Entwurf) durchgeführt,
wobei die Emissionen von Staub und Stickoxiden nur bei Nenn-Wärmeleistung ermittelt
wurden.
Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, organisch gebundener Kohlenstoff und Stickoxide wurden
über die gesamte Versuchszeit gemittelt. Für die Ermittlung des Staubgehaltes wurde die
Absaugdauer je Filter mit 30 Minuten begrenzt. Der Staubgehalt wurde aus 6
Halbstundenmittelwerten, gleichmässig über die Versuchsperioden verteilt, bestimmt. Vor
und nach jeder Versuchsperiode wurden die Gasanalysatoren mit den entsprechenden
Kalibriergasen überprüft.
EINSTELLUNG: Die ausgewiesenen Messungen beziehen sich auf reproduzierbare
Versuche mit optimierter Einstellung. Die Einstellung erfolgte im Vorversuch anhand der
Empfehlung des Herstellers. Dabei wurde getrachtet, bei möglichst hohem Gehalt an
Kohlenstoffdioxid möglichst geringen Gehalt an Kohlenstoffmonoxid zu erreichen.
BRENNSTOFF: Die ausgewiesenen Messungen wurden mit dem Brennstoff Buche
(abgelängt auf 1/3 Scheit mit ca. 37 cm und klein gespalten) mit einem Wassergehalt von
12,5 % und 13,0 % durchgeführt. Der Wasser- und Aschegehalt sowie der Stickstoffgehalt
wurden bestimmt. Der Heizwert und die Mittelwerte der chemischen Grunddaten der wasserund aschefreien Substanz wurden der ÖNORM M 7132 entnommen.
AUSWERTUNG DER EMISSIONSMESSUNGEN
Für die Auswertung der Emissionsmessung wurde die vollständige Abgasanalyse mit Hilfe
des gemessenen und über die Messperiode gemittelten Gehaltes an Kohlenstoffmonoxid
und Kohlenstoffdioxid sowie der Zusammensetzung des Brennstoffes berechnet. Die
Geschwindigkeit des Abgases an der Messstelle wurde aus der Abgasmenge unter
Berücksichtigung von Druck und Temperatur errechnet.
Der Gehalt an organischen gasförmigen Stoffen und Stickoxiden wurde im feuchten Abgas
gemessen, die Emission auf trockenes Abgas umgerechnet und als organisch gebundener
Kohlenstoff sowie NO2 ausgewiesen.
- 5 - (151/98)
Versuchsbezeichnung
Versuchsnr.:
Kesselbezeichnung:
Nenn-Wärmeleistung:
Nennleistung
HKA233.DAT
Holzvergaserheizkessel Biovent SLL 20
20 kW
Minimal- Mittelwert
wert
Maximalwert
Versuchsbedingungen
Messbeginn:
Messende:
Messdauer (2 Beschickungen)
Beginn der Meßperioden (1./2. Periode)
Umgebungstemp.:
Außentemp.:
Luftdruck:
°C
°C
mbar
1999-01-28 07:51
1999-01-28 17:21
09:30
07:51/12:44
19,1
1,6
20,7
3,1
976
21,4
4,5
Brennstoff, zugeführte Wärme
Beschreibung Brennstoff
Wasseranteil
Ascheanteil
Kohlenstoffanteil
Wasserstoffanteil
Sauerstoffanteil
Stickstoffanteil
Stückholz Buche
kg/kg
kg/kg
kg/kg
kg/kg
kg/kg
g/kg TS
Heizwert der wasser-und
aschefreien Substanz
Heizwert des Brennstoffes
zugef. Brennstoffmenge
stündl. Brennstoffmenge
Brennstoffwärmeleistung
MJ/kg
MJ/kg
kg
kg/h
kW
0,125
0,004
0,429
0,052
0,390
1,600
18,0
15,4
55,5
5,8
25,0
Wärmeleistung, Wirkungsgrad
stündl. zugef. Wassermenge
Wassertemp. Kesseleintritt
Wassertemp. Kesselaustritt
Temperaturdifferenz
Wärmeleistung des Kessels
Auslastung
Kesselwirkungsgrad
kg/h
°C
°C
°C
854,7
47,0
65,4
18,0
865,5
49,1
70,5
21,4
907,5
50,4
75,0
24,8
kW
%
%
18,2
21,6
107,9
86,4
24,8
°C
Pa
%
ppm
ppm
ppm
188,6
8,8
7,1
22,9
0,6
35,6
218,9
10,3
13,3
168,0
14,1
127,2
242,5
12,5
15,6
6822,0
141,6
234,7
Messwerte Abgasmessstrecke
Abgastemperatur
Förderdruck
Kohlendioxidgehalt
Kohlenmonoxidgehalt
organisch geb. Kohlenstoff
Stickstoffmonoxid
- 6 - (151/98)
EMISSIONSMESSUNG
Messergebnisse Versuch: HKA233.DAT
Absaugbeginn:
hh:mm
07:55
09:25
10:55
12:45
14:15
15:45
30
30
30
30
30
30
14,1
6,6
13,6
7,1
13,9
6,8
13,3
7,4
12,4
8,3
13,8
6,9
Dichte der Gasprobe:
trockenes Gas:
kg/Nm3
feuchtes Gas:
kg/Nm3
Wassergehalt:
g/Nm3
1,36
1,30
92,6
1,36
1,30
89,5
1,36
1,30
91,3
1,36
1,30
87,8
1,35
1,30
82,6
1,36
1,30
90,9
Geschwindigkeit
an Entnahmestelle: m/s
am Sondenkopf:
m/s
1,10
2,40
1,13
2,36
1,10
2,32
1,16
2,31
1,26
2,41
1,15
2,35
abgesch. Staub
49,2
31,4
15,2
90,8
37,6
23,6
48,9
31,5
15,4
93,3
37,7
24,7
Absaugdauer:
min
CO2-Gehalt (gem.):
O2-Gehalt (rechn.):
spez. Staubgeh.
%
%
mg
mg/Nm3
BEURTEILUNGSWERTE
bezogen auf
O2-Gehalt von 13 %
mg/Nm3
Staub
Kohlenmonoxid (CO)
organisch gebundener
Kohlenstoff (OGC)
Stickoxide (NOx)
bezogen auf
zugef. Energie
mg/MJ
24
16
124
82
14
10
155
115
- 7 - (151/98)
LEISTUNGSBEZOGENE MESSWERTE
[kW]
HKA233.DAT
30
Wärmeleistung
25
20
15
10
5
0
0
120
240
360
480
laufende Zeit [min]
600
720
[°C]
HKA233.DAT
300
Abgastemp.
250
Vorlauftemp.
200
Rücklauftemp.
150
100
50
0
0
120
240
360
480
laufende Zeit [min]
600
720
- 8 - (151/98)
ABGASZUSAMMENSETZUNG
CO2 [%]
CO [ppm]
HKA233.DAT
24
12000
Kohlendioxid
20
10000
Kohlenmonoxid
16
8000
12
6000
8
4000
4
2000
0
0
0
120
240
360
480
laufende Zeit [min]
600
Staub [mg/Nm3]
OGC, NOx [ppm]
HKA233.DAT
300
720
150
Org. geb. C
125
250
Stickstoffoxid
200
100
150
75
100
50
50
25
0
0
0
120
240
360
480
laufende Zeit [min]
600
720
Staub
- 9 - (151/98)
Versuchsbezeichnung
Versuchsnr.:
Kesselbezeichnung:
Nenn-Wärmeleistung:
Kleinste Leistung
HKA232.DAT
Holzvergaserheizkessel mit LambdaLogik Type: Biovent SLL 20
20 kW
Minimal- Mittelwert
wert
Maximalwert
Versuchsbedingungen
Messbeginn:
Messende:
Messdauer:
Umgebungstemp.:
Außentemp.:
Luftdruck:
1999-01-27 11:09
1999-01-27 19:32
08:23
°C
°C
mbar
13,0
3,5
20,2
4,5
977
21,3
5,7
Brennstoff, zugeführte Wärme
Beschreibung Brennstoff
Wasseranteil
Ascheanteil
Kohlenstoffanteil
Wasserstoffanteil
Sauerstoffanteil
Stickstoffanteil
Stückholz Buche
kg/kg
kg/kg
kg/kg
kg/kg
kg/kg
g/kg TS
Heizwert der wasser-und
aschefreien Substanz
Heizwert des Brennstoffes
MJ/kg
MJ/kg
18,0
15,3
zugef. Brennstoffmenge
stündl. Brennstoffmenge
Brennstoffwärmeleistung
kg
kg/h
kW
26,2
3,1
13,3
0,130
0,004
0,426
0,052
0,388
1,600
Wärmeleistung, Wirkungsgrad
stündl. zugef. Wassermenge
Wassertemp. Kesseleintritt
Wassertemp. Kesselaustritt
Temperaturdifferenz
Wärmeleistung
Auslastung
Kesselwirkungsgrad
kg/h
°C
°C
°C
438,7
54,5
73,6
18,0
454,6
55,3
76,1
20,8
468,5
56,3
80,9
25,6
kW
%
%
9,3
11,0
55,2
83,3
13,8
°C
Pa
123,8
6,5
139,0
7,5
157,4
9,6
%
ppm
ppm
8,1
21,1
1,5
Messwerte Abgasmessstrecke
Abgastemperatur
Förderdruck
Kohlendioxidgehalt
Kohlenmonoxidgehalt
organisch geb. Kohlenstoff
12,5
14,1
1500,9 20867,4
77,9 1407,2
- 10 - (151/98)
LEISTUNGSBEZOGENE MESSWERTE
[kW]
HKA232.DAT
24
Wärmeleistung
20
16
12
8
4
0
0
90
180
270
360
laufende Zeit [min]
450
540
[°C]
HKA232.DAT
300
Abgastemp.
250
Vorlauftemp.
200
Rücklauftemp.
150
100
50
0
0
90
180
270
360
laufende Zeit [min]
450
540
- 11 - (151/98)
ABGASZUSAMMENSETZUNG
CO2 [%]
CO [ppm]
HKA232.DAT
24
24000
Kohlendioxid
20
20000
Kohlenmonoxid
16
16000
12
12000
8
8000
4
4000
0
0
0
90
180
270
360
laufende Zeit [min]
450
540
OGC, NOx [ppm]
HKA232.DAT
2400
Org. geb. C
2000
1600
1200
800
400
0
0
90
180
270
360
laufende Zeit [min]
450
540
- 12 - (151/98)
VERLUSTE ÜBER DIE OBERFLÄCHE
Beim Versuch im Bereich der Nenn-Wärmeleistung wurden an 36 Punkten an der Oberfläche
des Kessels die Temperaturen gemessen und die Verluste über die Oberfläche nach DIN
4702/Teil 2 errechnet. Das Ergebnis dieser Messung zeigt folgende Tabelle:
Versuchsnummer:
Umgebungstemperatur:
Vorlauftemperatur:
Abgastemperatur:
Abgegebene Leistung:
Verluste durch Abstrahlung
des Kessels:
Verlustanteil an
Nenn-Wärmeleistung:
HKA233.DAT
21 °C
68 °C
219 °C
21,6 kW
0,54 kW
2,7 %
Messpunkt
Temperatur [°C]
A1
30
A3
30
A4
29
A4
26
A5
31
B1
39
B2
37
C1
28
C2
29
C3
31
D1
29
D2
30
Messpunkt
Temperatur [°C]
D3
26
D4
28
D5
30
E1
33
E2
30
E3
25
E4
21
E5
21
F1
30
F2
25
G1
40
G2
36
Messpunkt
Temperatur [°C]
G3
29
G4
28
G5
28
H1
63
H2
57
H3
46
H3
63
H4
52
H5
40
I1
53
I2
50
I3
49
Die Oberflächentemperatur des Griffes der Füllklappe lag im Mittel bei <11 K über der
Umgebungstemperatur.
A1
C3
C2
C1
C1
A2
E1
G1,G2
D2
C2
A1
A2
E2
D1
A3
G3
D3
E3
E5,E4
D4
D5
I2
A2
A1
B1
G4,G5
F2
F1
H6
H5
H4
I1
C3
I3
B2
H2,H1
H3
I1
I2
I3
- 13 - (151/98)
ELEKTRISCHE LEISTUNGSAUFNAHME
Die elektrische Leistungsaufnahme des Saugzuggebläses lag bei 116 Watt. Über die
Versuchsdauer von 570 Minuten, bei Nennleistung, wurden 800 Wh aufgenommen; dies
entspricht 0,42 % der Nenn-Wärmeleistung.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Holzvergaserkessel MF Biovent SLL 20 mit Lambda-Logik der Firma Anton Eder GmbH
wurde im Bereich der angegebenen Wärmeleistung (11,0 bis 21,6 kW) mit dem Brennstoff
Stückholz Buche mit einem Wassergehalt von 12,5 % und 13,0 % geprüft.
Bei den Messungen wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Leistung
Abgastemp.
[kW]
[°C]
Wirkungsgrad Kohlen(direkt)
dioxid
[%]
[%]
Kohlenmonoxid
organ. geb.
Kohlenstoff
Stickoxide
Staub
[mg/MJ]
[mg/MJ]
[mg/MJ]
[mg/MJ]
82
10
115
16
59
n.g
n.g
Nennleistung: Stückholz Buche w = 12,5 %
21,6
218,9
86,4
13,3
Kleinste Leistung: Stückholz Buche w = 13,0 %
11,0
139,0
83,3
12,5
772
Emissionswerte in mg/MJ (bezogen auf die eingesetzte Energie)
Leistung
Abgastemp.
[kW]
[°C]
Wirkungsgrad Kohlen(direkt)
dioxid
Kohlenmonoxid
organ. geb.
Kohlenstoff
Stickoxide
Staub
[mg/m3]
[mg/m3]
[mg/m3]
[mg/m3]
124
14
155
24
Kleinste Leistung: Stückholz Buche w = 13,0 %
11,0
139,0
83,3
12,5
1178
80
n.g
n.g
[%]
[%]
Nennleistung: Stückholz Buche w = 12,5 %
21,6
218,9
86,4
13,3
Emissionswerte in mg/m3 (bezogen auf 13 % O2)
- 14 - (151/98)
Auf Grund der Versuchsergebnisse darf der Holzvergaserkessel MF Biovent SLL 20 mit
Lambda-Logik der Firma Anton Eder GmbH mit dem Prüfzeichen der Bundesanstalt für
Landtechnik versehen werden.
Der Leiter der Abteilung
Landtechnische Forschung:
Für den Bericht
und die Versuche:
Hofrat Dipl.-Ing.
Manfred Wörgetter e.h.
Amtsdirektor Ing.
Leopold Lasselsberger e.h.
Der Leiter
der Bundesanstalt:
Hofrat Dipl.-Ing.
Dr. Johann Schrottmaier e.h.
Wieselburg, am 12.03.1999