바이오 매스 난방 시스템

바이오 매스 난방 시스템은 바이오 매스로부터 열을 발생시킵니다.

시스템은 다음 범주에 속합니다.

직접 연소,
가스화,
열병합 발전 (CHP),
혐기성 소화,
호기성 소화.

바이오 매스 난방의 장점
난방 시스템에 바이오 매스를 사용하는 것은 농업, 산림, 도시 및 산업 잔류 물과 폐기물을 사용하여 화석 연료보다 환경에 미치는 영향이 적은 열과 전기를 생산하기 때문에 유용합니다. 이러한 유형의 에너지 생산은 바이오 매스의 탄소가 자연 탄소 순환의 일부이기 때문에 환경에 대한 장기적인 영향이 제한적이다. 화석 연료의 탄소는 그렇지 않으며 연료 (탄소 발자국)를 위해 연소 될 때 환경에 탄소를 영구적으로 추가합니다. 역사적으로, 상당한 양의 화석 연료를 사용하기 전에, 목재 연료 형태의 바이오 매스가 대부분의 인류의 난방을 제공했습니다.

바이오 매스 난방의 결점
대규모로, 바이오 매스의 사용은 식량 생산에서 농경지를 제거하고, 산림의 탄소 격리 능력을 감소 시키며, 토양에서 영양분을 추출합니다. 바이오 매스의 연소는 대기 오염 물질을 생성하고 수십 년 동안 토양으로 되돌릴 수없는 상당량의 탄소를 대기에 추가합니다.

바이오 매스를 연료로 사용하면 일산화탄소, NOx (질소 산화물), 휘발성 유기 화합물 (휘발성 유기 화합물), 미립자 및 기타 오염 물질의 형태로 대기 오염이 발생하는 경우가 있는데, 석탄 또는 천연 가스 . 화석 연료, 바이오 연료 및 바이오 매스의 불완전 연소로 생성되는 오염 물질 인 블랙 카본은 지구 온난화의 두 번째로 큰 원인 일 수 있습니다. 2009 년 남아시아의 넓은 지역을 주기적으로 다루는 거대한 갈색 연무에 대한 스웨덴의 연구에 따르면 주로 바이오 매스 연소와 화석 연료 연소에 의한 것으로 나타났습니다. 연구자들은 화석 연료보다는 최근의 식물 생활과 관련된 14C의 상당한 농도를 측정했다.

연소시 바이오 매스의 탄소는 이산화탄소 (CO2)로 대기 중으로 방출됩니다. 마른 목재에 저장된 탄소의 양은 약 50 중량 %입니다. 농업 자원에서 왔을 때, 연료로 사용되는 식물 물질은 새로운 성장을위한 심기로 대체 될 수 있습니다. 바이오 매스가 산림에서 나왔을 때, 저장된 탄소를 다시 채취하는 시간은 일반적으로 더 길며, 파괴적인 산림 기술이 사용된다면 숲의 탄소 저장 능력은 전반적으로 감소 될 수있다.

1990 년대 초반에 제기 된 바이오 매스 – 탄소 중립적 인 제안은 성숙하고 온전한 숲이 컷 – 오버 (cut-over) 지역보다 효과적으로 탄소를 격리한다는 것을 인정하는보다 최근의 과학에 의해 대체되었다. 나무의 탄소가 단일 펄스로 대기 중으로 방출되면 수십 년 동안 천천히 썩어가는 삼림 벌채보다 훨씬 더 기후 변화에 기여합니다. 현재 연구에 따르면 “50 년 후에도 숲은 초기 탄소 저장으로 회복되지 않았으며”최적의 전략은 서있는 숲을 보호 할 가능성이 높습니다.

우리의 세계에서 바이오 매스 난방

유가는 2003 년 이후로 상승하고 천연 가스와 석탄에 대한 가격 상승은 열 발생을위한 바이오 매스의 가치를 증가시켰다. 에너지 생산을 위해 특별히 재배 된 산림, 농업 폐기물 및 작물은 에너지 밀도가 높은 화석 연료의 가격이 상승함에 따라 경쟁력을 갖게됩니다. 이러한 잠재력을 개발하려는 노력은 관리되지 않은 농경지를 재생시키는 효과가있을 수 있으며 분산 된 다차원 재생 에너지 산업의 중심에 서게 될 수 있습니다. 이러한 방법을 홍보하고 발전시키기위한 노력은 2000 년대까지 유럽 연합 전체에서 공통적으로 발생했습니다. 세계의 다른 지역에서는 열악한 산림 관행과 결합 된 바이오 매스로부터 열을 발생시키는 비효율적이고 오염 된 수단이 환경 파괴에 상당히 추가되었습니다.

완충액 탱크
버퍼 탱크는 바이오 매스가 생성하는 온수를 저장하고 난방 시스템 주위로 순환시킵니다. ‘열 저장’이라고도하는이 시스템은 시스템 부하가 급격하게 변동하거나 전체 유압 시스템의 물의 양이 상대적으로 적은 모든 바이오 매스 보일러의 효율적인 작동에 중요합니다. 적절한 크기의 완충 용기를 사용하면 적재량이 최소 보일러 배출량 미만일 때 보일러의 빠른 사이클링을 방지 할 수 있습니다. 보일러의 신속한 사이클링은 일산화탄소, 먼지 및 NOx와 같은 유해한 배출물을 크게 증가 시키므로 보일러 효율을 크게 감소시키고 장치의 전기 소비를 증가시킵니다. 또한 신속한 가열 및 냉각 사이클을 통해 부품에 압력이 가해질 때 서비스 및 유지 보수 요구 사항이 증가합니다. 대부분의 보일러는 공칭 출력의 30 %까지 감속 할 수 있다고 주장하지만 현실 세계에서는 ‘이상적’또는 테스트 연료의 연료 차이로 인해 달성 할 수없는 경우가 많습니다. 따라서 보일러의 부하가 공칭 출력의 50 % 아래로 떨어지면 적절한 크기의 버퍼 탱크를 고려해야한다. 즉, 바이오 매스 구성 요소가 순전히 기본 부하가 아닌 경우 시스템에 버퍼 탱크가 있어야한다. 부하 조건에 관계없이 바이오 매스 보일러로부터 잔류 열을 안전하게 제거하기위한 충분한 물을 2 차 시스템에 포함하지 않는 경우, 시스템은 적절한 크기의 버퍼 탱크를 포함해야합니다. 바이오 매스 장치의 잔여 열은 보일러 설계 및 연소실의 열 질량에 따라 크게 달라집니다. 가볍고 빠른 반응 보일러는 10L / kW 만 필요로하며 열 질량이 매우 큰 산업용 젖은 목재 장치는 40L / kW를 필요로합니다.

바이오 매스 난방 시스템의 유형
난방 시스템에서의 바이오 매스 사용은 여러 유형의 건물에서 사용되며 모두 다른 용도로 사용됩니다. 보일러를 가열하기 위해 바이오 매스를 사용하는 난방 시스템에는 4 가지 주요 유형이 있습니다. 유형은 완전 자동, 반자동, 펠렛 연소 및 열병합 발전입니다.

전자동
부서 지거나 분쇄 된 완전히 자동화 된 시스템에서는 폐 목재가 배달 트럭에 의해 현장으로 운반되어 저장 탱크에 떨어집니다. 컨베이어 시스템은 일정한 관리 율로 목재를 보일러에서 보일러로 운반합니다. 이 속도는 컴퓨터 제어 장치와 컨베이어가 가져 오는 연료의 부하를 측정하는 레이저로 관리됩니다. 시스템은 보일러 내의 압력과 온도를 유지하기 위해 자동으로 켜고 꺼집니다. 완전 자동화 된 시스템은 시스템 운영자 만이 목재를 운송하는 것이 아니라 복잡한 산업상의 어려움에 대한 종합적이고 비용 효율적인 솔루션을 제공하면서 컴퓨터를 제어해야하기 때문에 운영에있어 상당한 편의를 제공합니다.

반자동 또는 “서지 대”
반자동 또는 “서지 빈”시스템은 계속 작동하기 위해 더 많은 인력이 필요하다는 점을 제외하고는 완전 자동화 시스템과 매우 유사합니다. 그들은 더 작은 저장 탱크와 작업자가 시스템 작동을 유지해야하는 훨씬 간단한 컨베이어 시스템을 가지고 있습니다. 완전 자동화 된 시스템의 변경 이유는 시스템의 효율성입니다. 연소기에서 생성 된 열은 직접 공기를 가열하는 데 사용되거나 열이 전달되는 매체 역할을하는 보일러 시스템에서 물을 가열하는 데 사용할 수 있습니다. 목재 연료 보일러는 가장 높은 용량으로 달릴 때 가장 효율적이며 일년 중 가장 많이 요구되는 열은 일년 중 열 요구량이 최고가되지 않습니다. 이 시스템은 일년 중 며칠 만 높은 용량으로 가동해야한다는 것을 고려할 때 고효율을 유지하기 위해 대다수의 요구 사항을 충족하도록 만들어졌습니다.

펠렛 사격
세 번째 주요 유형의 바이오 매스 난방 시스템은 펠렛 연소 시스템입니다. 펠렛은 처리 된 목재 형태로되어있어 더 비싸게 만듭니다. 그들은 더 비싸지 만 훨씬 응축되고 균일하므로 더 효율적입니다. 또한, 자동적으로 펠렛을 보일러에 공급하는 것이 비교적 쉽다. 이 시스템에서, 펠릿은 곡물 형태의 저장 사일로에 저장되고, 중력은 보일러로 이동시키기 위해 사용됩니다. 저장 요구 사항은 응축 된 성질로 인해 펠렛 연소 시스템에서 훨씬 작아서 비용 절감에 도움이됩니다. 이러한 시스템은 다양한 시설에 사용되지만 보관 및 컨베이어 시스템을위한 공간이 제한적인 장소와 펠렛을 시설에 상당히 가깝게 만드는 장소에서 가장 효율적이고 비용 효율적입니다.

농업용 펠렛 시스템
펠릿 시스템의 하위 범주 중 하나는 높은 재 비율 (펠렛, 건초 알갱이, 밀짚 펠릿)로 펠릿을 태울 수있는 보일러 또는 버너입니다. 이 종류의 한개는 자전 원통 모양 연소실을 가진 PETROJET 펠렛 가열 기이다. 효율면에서 펠릿 보일러는 연료 Charataristics가보다 안정적이기 때문에 다른 형태의 바이오 매스보다 더 높을 수 있습니다. 고급 펠렛 보일러는 응축 모드에서 작동하고 연도 가스로 보내기 전에 120 ° C가 아닌 연소 가스를 30-40 ° C로 냉각 할 수 있습니다.

열병합 발전
열병합 발전 시스템은 목재 칩과 같은 목재 폐기물이 전력을 생산하는 데 사용되고 열은 발전 시스템의 부산물로 생성되는 매우 유용한 시스템입니다. 그들은 고압 작동 때문에 매우 높은 비용이 든다. 이러한 고압 작업으로 인해 고도로 숙련 된 작업자가 필요하며 작업 비용이 높아집니다. 또 다른 결점은 그들이 전기를 생산하는 동안 열을 생산할 것이고, 일년 중 특정 부분에 열을 발생시키는 것이 바람직하지 않다면 냉각탑을 추가하는 것이 필요하며 비용도 증가한다는 것입니다.

CHP가 좋은 선택 인 경우가 있습니다. 목재 제품 제조업체는 대량의 폐 목재 및 열과 전력이 필요하기 때문에 열병합 발전 시스템을 사용합니다. 이 시스템이 최적이 될 수있는 다른 장소로는 에너지가 필요한 병원과 구금 시설, 더운 물을위한 열이 있습니다. 이 시스템은 추가적인 열이 필요없고 냉각탑이 필요하지 않도록 평균 열 부하와 일치 할만큼 충분한 열을 생산할 수있는 크기입니다.