Fouling tendency in biomass-fired boilers

Although it is well known that firing biomass fuels leads to increased deposition buildup on heat transfer surfaces in boiler compared with firing coal, existing empirical knowledge about combustion of different types of biofuels is limited. The aim of this study is to give greater awareness and understanding of the circumstances which are able to decrease considerably deposition build up on heat transfer surfaces when firing different types of biofuels. The crucial part of this thesis is experimental investigation of fouling tendency while firing biomass fuels, such as straw, bark, and peat having different chemical composition. In order to give comprehensive overview of ash deposition phenomena the number of not less important issues such as mechanisms of ash deposition, effect of fouling on heat transfer, and design of boilers subjected to ash buildup were examined as well. The answers obtained in this study may be a step towards a better knowledge of firing biofuels as separately as in mixtures, and may provide solutions for successful combustion technique of biomass fuels.

Vaikka biomassan likaavampi vaikutus kattiloiden lämmönsiirtopinnoille biopolttoainetta käytettäessä verrattuna esimerkiksi hiileen on tunnettu, empiirinen tieto erilaisten biopolttoaineiden käytöstä on rajoitettua. Tämän diplomityön tarkoitus on saada kerättyä yhteen ja ymmärrettyä niitä tekijöitä joilla erilaisten biopolttoaineiden aikaansaamaa likaantumista tulipinnoilla voidaan vähentää. Merkittävin osa työssä on kokeellisen likaantumistaipumustiedon esittely kun poltetaan sellaisia biopolttoaineita kuin olki, kuori ja turve joilla on toisistaan poikkeava kemiallinen koostumus. Kokemusperäistä tietoa täydennettiin likaantumisilmiön tarkemmalla esittelyllä, lämpöpintojen suorituskyvyn vaikutuksilla ja kattilan rakenteen vaikutuksella likaantumiseen. Tutkimuksessa saatu tieto johtaa parempaan biomassan sekapolton polton hallintaan ja edesauttaa parempien biomassan polttotekniikkojen kehitystä.