REVISTA DYNA ENERGÍA

La caldera de biomasa se abastecerá con 80 toneladas al año de astillas procedentes de la planta de biomasa forestal existente en Lozoyuela, situada a 6 km, la cual se encarga de las limpiezas de las masas forestales de pino silvestre del Valle del Lozoya.

La empresa responsable de este proyecto es Cenit Solar, empresa que ya ha llevado a cabo numerosas instalaciones de biomasa y District Heating, muchas de ellas con calderas de biomasa KWB, distribuidas en España por HC Ingeniería.

FUNCIONAMIENTO DE LA CALDERA DE BIOMASA KWB

La caldera Powerfire de KWB cuenta con un sistema automático de alimentación de combustible desde el silo de almacenamiento, compuesto por un tornillo sinfín y un agitador de lamas de acero. El agitador gira dentro del silo y empuja la biomasa hasta hacerla caer en el canal en el que está alojado el tornillo sinfín. Una vez en dicho canal, la biomasa se transporta por el tornillo sinfín hasta un depósito intermedio desde el cual se alimentará directamente al quemador de la caldera mediante un tornillo sinfín de menor capacidad.

El sistema de combustión está formado por una parrilla giratoria. El combustible se desplaza describiendo una trayectoria circular, realizándose la combustión de forma progresiva. Se trata de un sistema de combustión exclusivo de KWB, que facilita la correcta distribución del combustible en la parrilla asegurando la formación óptima de un lecho de brasas estacionario y unas condiciones de gasificación óptimas.

El encendido de la caldera es totalmente automático. En función de si existen brasas remanentes o no, se introduce aire frío o aire previamente calentado haciéndolo pasar por una resistencia eléctrica.

La combustión primaria, en la que el carbón del combustible se combina con oxígeno, formando principalmente CO, se produce en una parrilla giratoria. La entrada de aire de combustión primaria se produce a través de ventiladores con regulador de velocidad situados debajo de la parrilla giratoria. Ésta cuenta con un sistema especial de distribución de aire, que gracias al movimiento giratorio de la parrilla asegura un suministro de aire progresivo y escalonado. La progresiva entrada de aire permite una adaptación óptima de la cantidad de aire suministrado y de la velocidad de gasificación del combustible en la parrilla.

La combustión secundaria, en la que el CO producido en la combustión primaria se combina con más moléculas de oxígeno para formar CO2, se realiza en una cámara con efecto ciclón, en la que se consiguen los tres factores necesarios para la combustión completa: oxígeno, temperatura y tiempo de residencia. En esta cámara se produce, gracias a las toberas de introducción de aire secundario con un diseño exclusivo, un flujo rotativo de los gases para que se produzca una mezcla perfecta, así como un efecto ciclón. Este efecto ciclón asegura además una mínima emisión de partículas, ya que parte de éstas se depositan antes de pasar por el intercambiador de calor.

El intercambiador de calor está compuesto por un haz de tubos vertical con turbuladores de alta eficiencia. Estos turbuladores cumplen la doble función de facilitar un elevado intercambio de calor debido a la turbulencia creada al paso de los gases; así como permiten la limpieza de los gases de salida. Los turbuladores están conectados a un sistema automático de limpieza de la ceniza, lo que permite mantener la eficiencia al máximo en todo momento. Finalmente un tornillo sinfín de extracción de la ceniza retirará toda la ceniza del sistema, que luego será prensada en un contenedor externo.

La caldera cuenta con numerosos sistemas de seguridad integrados. En cuanto al sistema de seguridad anti-incendio, éste comprende varios niveles independientes unos de otros: unas células fotoeléctricas que regulan la introducción de combustible a la cámara de combustión, un depósito de agua para extinción de emergencia en caso de aumento de temperatura en el canal de alimentación y una compuerta de cierre estanca que se cerraría incluso en caso de corte eléctrico para impedir el retroceso de la llama hacia el silo de combustible.

La caldera cuenta además con un sistema de regulación de la depresión en la cámara de combustión, así como una sonda lambda que mide la cantidad de oxígeno en los gases de salida. En función de la concentración de oxígeno medida regula, mediante un sistema proporcional integral derivativo, la introducción tanto de combustible como de aire secundario.

El sistema de regulación de la caldera KWB, con microprocesador KWB Comfort 3, modula la potencia de la caldera automáticamente desde el estado de disposición hasta el de plena carga. Este sistema de regulación garantiza unas condiciones óptimas de combustión, pocas emisiones y la máxima rentabilidad.

La instalación incorpora el programa Confort Visio de KWB para la monitorización y telegestión de la caldera, que permite gestionarla mediante un control remoto a través de un ordenador.

LA SALA DE CALDERAS Y EL SILO DE COMBUSTIBLE

Se ha aprovechado el espacio semienterrado bajo uno de los edificios de aseos para instalar una amplia sala de calderas que incluye una caldera de biomasa KWB Powerfire TDS 150 kW y dos depósitos de inercia Solarfocus de 1.500 litros cada uno. En previsión de futuras ampliaciones de la superficie a calefactar, se ha dejado preparado el espacio para una segunda caldera de biomasa.

Para el almacenamiento de la biomasa (astillas o pellets) se ha construido un silo semienterrado con una capacidad de 60 m3, aunque de momento únicamente se acumulan 30 m3. La capacidad adicional es para una futura ampliación de la potencia. De este silo se extrae el combustible de manera automática mediante un agitador de lamas articuladas de 5,5m de diámetro sobre suelo inclinado.

El combustible utilizado es astilla, tamaño G30-50, tiene una humedad inferior al 30% y un precio medio de 95 €/t, procediendo de los pinares próximos a la planta, en un radio de 40 km. El poder calorífico inferior de la astilla es de 2,5 kW/kg, y se prevé un consumo anual de 80 toneladas de astilla, con aproximadamente 11 cargas de combustible al año.

EL DISTRICT HEATING

El District Heating suministra el calor a todas las instalaciones: los bungalows, dos piscinas, dos bloques de aseos, que tienen ahora ACS y calefacción, el bar, el restaurante y la recepción. El agua caliente se distribuye por el camping desde la central de producción a través de 2 anillos de tuberías pre-aisladas Rehau, enterradas a 80 cm de profundidad. Los tubos de abastecimiento general tienen 63 mm de diámetro y un caudal de 6 m3/h.

Por otro lado, la instalación solar está diseñada de manera que una centralita recibe datos de una sonda que se encuentra ubicada para dar preferencia a la instalación solar térmica frente a la biomasa para calentar hasta 6.500 litros de acumulación, distribuidos en 3 depósitos, uno de ellos conectado con el sistema de biomasa. En caso de no existir suficiente radiación solar, el sistema de biomasa se encarga de trasferir el calor a dos de los depósitos para asegurar que hay agua caliente y calefacción disponible en todo momento. De esta manera, toda la energía procedente de la instalación solar se acumula para su posterior aprovechamiento.

AHORRO E INVERSIÓN

La inversión total en la instalación ha sido de 250.000 €, la cual se prevé amortizar en aproximadamente 10 años. Dado el elevado rendimiento de la caldera de biomasa KWB (90,4% a carga nominal y de 93,9% a carga parcial), se prevé reducir el consumo frente al gasóleo en un 80%.

El ahorro aproximado hasta la amortización será de un 10% sobre el coste energético existente con gasóleo y electricidad. El primer mes de funcionamiento la instalación ha consumido unos 30 MWh.