Grundlagen für die modellbasierte Regelung einer Biomasse-Feuerung

Aus systemtechnischer Sicht stellt eine Biomassefeuerungsanlage ein verkoppeltes Mehrgrößensystem mit mehreren Eingängen (Luftzufuhr, Brennstoffzufuhr, usw.) und mehreren Ausgängen (Nutzleistung, Feuerraumtemperatur, usw.) dar. Um für deren Regelung leistungsfähige modellbasierte Regelungsstrategien verwenden zu können, ist es notwendig über ein geeignetes mathematisches Modell der Anlage zu verfügen. Die existierenden mathematischen Modelle zur Beschreibung einer Biomassefeuerungsanlage sind aufgrund ihrer Komplexität dafür allerdings nicht geeignet. In vorliegender Arbeit werden entsprechende mathematische Modelle für verschiedene Anlagenteile anhand einer Versuchsanlage des Kompetenzzentrums BIOENERGY 2020+ (Flachschubrostfeuerung mit einer Kesselnennleistung von P = 180 kW) hergeleitet und anschließend experimentell verifiziert. Da die entwickelten mathematischen Modelle die physikalischen Gegebenheiten trotz ihrer mathematischen Einfachheit sehr gut abbilden, stellen sie eine geeignete Grundlage für den Entwurf leistungsfähiger Regelungskonzepte für zukünftige Biomassefeuerungsanlagen dar.

Autorentext

Markus Gölles, Dipl.-Ing. Dr. techn.: Studium der Elektrotechnik an der Technischen Universität Graz mit Schwerpunkt Prozessautomatisierungstechnik, Promotion an der Fakultät für Elektrotechnik der Technischen Universität Graz, seit 2005 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Kompetenzzentrum BIOENERGY 2020+.