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Kesselkorrosion bei Biomassefeuerungen: Ursachen und Lösungen

Kesselkorrosion ist ein kritisches Thema für Betreiber von Biomassefeuerungen. Wird die Ursache nicht rechtzeitig erkannt, können hohe Reparaturkosten die Folge sein.
In diesem Beitrag erklären wir dir die Grundlagen der Kesselkorrosion, beschreiben die häufigsten Ursachen und zeigen die Lösungsstrategien auf.

Was ist Kesselkorrosion?

  • Korrosion ist eine chemische Reaktion, bei der Eisenatome im Kesselstahl Verbindungen mit einem Oxidationsmittel eingehen.
  • Im einfachsten Fall reagiert der Stahl mit Luftsauerstoff und Feuchtigkeit, was zur bekannten Rostbildung führt.
  • Bei der Verbrennung von Holz entstehen jedoch zusätzliche, oft aggressivere Stoffe, die den Korrosionsprozess erheblich beschleunigen.

Korrosion an Wasser- und Rauchgasseite

Um die Korrosion zu verstehen, muss man den Kessel in zwei Bereiche unterteilen:
  1. Die Wasserseite: Der Kessel wird herstellerseitig ohne Korrosionsschutz auf der Wasserseite ausgeliefert. Um den Stahl vor dem Kesselwasser zu schützen, werden dem Wasser spezielle Chemikalien beigemischt. Diese bilden eine dünne, passive Schutzschicht auf der Stahloberfläche, welche die Wärmeübertragung nicht beeinträchtigt. Eine regelmäßige Überprüfung der Wasserqualität ist daher unerlässlich.
  2. Die Rauchgasseite: Auf dieser Seite wird das von der Brennkammer kommende Rauchgas von ca. 950 °C auf 180 °C abgekühlt. Korrosion in diesem Bereich hat meist eine oder mehrere Ursachen.

Die 4 Hauptursachen für Kesselschäden

Analysen zeigen, dass 95% aller Kesselschäden auf vier Hauptursachen zurückzuführen sind:
  1. Ungünstige Brennstoffzusammensetzung: Die chemische Zusammensetzung des Brennstoffs hat direkten Einfluss auf korrosive Reaktionen.
  2. Säurebildende Substanzen im Hackgut: Bestimmte Inhaltsstoffe im Holz können bei der Verbrennung Säuren bilden, die den Kesselstahl angreifen.
  3. Ablagerungen durch Flugasche: Flugasche kann sich an den Kesselwänden ablagern und dort chemische Reaktionen begünstigen, die zu Korrosion führen.
  4. Taupunktunterschreitung im Abgas: Kühlt das Abgas zu schnell ab, kondensieren die darin enthaltenen Gase. Das entstehende Kondensat ist oft sauer und wirkt stark korrosiv.
Viele dieser Ursachen können durch eine korrekte Einstellung der Anlage oder eine optimierte Brennstoffmischung behoben werden.
Dieses Bild ist ein Beispiel für eine ungünstige Brennstoffzusammensetzung

Lösungsansätze

Die Bekämpfung von Kesselkorrosion erfordert ein gezieltes Vorgehen.
  • Optimierung der Anlageneinstellung: Eine fachmännische Einstellung der Verbrennungsparameter ist der wirksamste Schutz. Damit lassen sich zum Beispiel gefährliche Temperaturspitzen von bis zu 1.600 °C, die weit über der Belastungsgrenze von Roststäben (ca. 900-1050 °C) liegen, vermeiden. Auch die Kontrolle der Verbrennungstemperatur durch Abgasrezirkulation, wie sie in den meisten Anlagen ab Baujahr 2001 Standard ist, gehört zu einer korrekten Einstellung.
  • Anpassung der Brennstoffmischung: Nicht jede Holzqualität eignet sich für jede Anlage. Eine auf die Feuerung abgestimmte Brennstoffmischung kann korrosionsfördernde chemische Reaktionen von vornherein unterbinden.
  • Wasserqualität sicherstellen: Auf der Wasserseite des Kessels ist die regelmäßige Kontrolle der Wasserqualität und die korrekte Dosierung von schützenden Chemikalien entscheidend, um die Bildung einer stabilen Passiv-Schicht zu gewährleisten.
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Fazit und Ausblick

Kesselkorrosion ist ein ernsthaftes Problem, das jedoch mit dem richtigen Wissen über die Ursachen und gezielten Maßnahmen beherrschbar ist.
Die Identifizierung der konkreten Ursachen in deiner Anlage ist der entscheidende erste Schritt, um kostspielige Schäden zu vermeiden und die Lebensdauer deines Heizwerks zu maximieren.
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