Eine Feuerung oder Feuerstätte ist eine technische Vorrichtung zur Wärmeerzeugung durch Verbrennung geeigneter Brennstoffe.
Der zahlenmäßig größte Anteil von Feuerstätten dient der Gebäudeheizung und Wassererwärmung. Früher waren Öfen und Herde üblich, die später durch Heizkessel und Warmwasserheizungen ersetzt wurden. Heute überwiegen Öl- und Gasheizungen, letztere in Form von Gasthermen und Brennwertheizungen. Vermehrt werden Pellet- und Hackschnitzelheizungen eingesetzt, um den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren.
Moderne Feuerungsanlagen sind mit geregelten Gebläsen ausgestattet, um eine genauere Steuerung zu ermöglichen, die unter anderem die Brennwerttechnik erfordert. (Saugzug-)Feuerungen ohne Gebläse werden als atmosphärische Brenner oder Naturzugbrenner bezeichnet.
Großfeuerungsanlagen oder Kleinfeuerungsanlagen Die gesetzlichen Vorschriften unterscheiden teilweise zwischen Groß- und Kleinfeuerungsanlagen. Die Grenzen werden dabei uneinheitlich festgelegt.
Deutschland Die Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (die Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen, umgangssprachlich auch Kleinfeuerungsanlagenverordnung, kurz 1. BImSchV) definiert Kleinfeuerungsanlagen (abgekürzt: KFA).Anja Behnke: Novellierung der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen. Umweltbundesamt (Herausgeber), Oktober 2010, (PDF-Datei; 626 kB) zuletzt abgerufen im Februar 2022, S. 3. Diese Verordnung gilt für:
Feuerungsanlagen für Holz und Kohle unter 1 Megawatt (MW) Feuerungswärmeleistung, Anlagen für Stroh, Getreide und ähnliche pflanzliche Brennstoffe unter 0,1 MW Feuerungswärmeleistung, Öl- und Gasfeuerungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung unter 20 MW.
Für Großfeuerungsanlagen (abgekürzt: GFA) gilt die Verordnung über Großfeuerungs-, Gasturbinen- und Verbrennungsmotoranlagen (13. BImSchV).
Zum 22. März 2010 wurde die 1. BImSchV novelliert. Es traten verschärfte Anforderungen und auch Nachrüstverpflichtungen für bestehende Altanlagen in Kraft. Es gibt Übergangsregelungen bis 2025. Bestimmte Aufgaben müssen seit 2008 nicht mehr von einem Bezirksschornsteinfegermeister übernommen, sondern können auch einem anderen Schornsteinfeger übertragen werden.Freie und hoheitliche Aufgaben, Internetseite Bundesverband des Schornsteinfegerhandwerks
Österreich Die österreichische Feuerungsanlagen-VerordnungRechtsinformationssystem des Bundeskanzleramts am 1. April 2014: Feuerungsanlagen-Verordnung gilt bundesweit für Feuerungsanlagen in gewerberechtlich genehmigten Betriebsanlagen und differenziert Anlagen nach Größenordnungen. Die Zulassung von Kleinfeuerungsanlagen für Raumwärme- und Warmwasserbereitung wird von den Bundesländern geregelt; alle neun Bundesländer haben sich mit der „Vereinbarung gemäß Art. 15a B-VG über das Inverkehrbringen von Kleinfeuerungsanlagen“ auf einheitliche Bestimmungen geeinigt aber u. U. noch nicht umgesetzt,Näheres zur Umsetzung der „Vereinbarung gemäß Art. 15a B-VG über das Inverkehrbringen von Kleinfeuerungsanlagen“ siehe auch EU-Ökodesign-Regelungen, Vergleich der Zulassungsgrenzwerte in Österreich, Deutschland und der Schweiz und „Vereinbarung über Schutzmaßnahmen betreffend Kleinfeuerungen“ des Landes Oberösterreich diese enthält folgende Definition: „Kleinfeuerungsanlagen sind technische Einrichtungen bis zu einer Brennstoffwärmeleistung von 400 kW, die zum Zwecke der Gewinnung von Nutzwärme für die Raumheizung oder zur Warmwasserbereitung bestimmt sind.“
Schweiz Die schweizerische Luftreinhalte-Verordnung (LRV) enthält unterschiedliche Regelungen für Feuerungen und Feuerstätten. Dies betrifft die vorsorgliche Emissionsbegrenzung bei Anlagen, welche die Luft verunreinigen, die Abfallverbrennung im Freien, die Anforderungen an Brenn- und Treibstoffe, die höchstzulässige Belastung der Luft (Immissionsgrenzwerte) sowie das Vorgehen für den Fall, dass die Immissionen übermäßig sind.
Einteilung nach der Brennstoffart Gasfeuerung mini|500px|Gasregel- sowie -sicherheitsstrecke und Gasbrenner
Seit dem Ausbau des Gasnetzes in den 1960er und 1970er Jahren ist Erdgas an den meisten Standorten verfügbar. Erdgasfeuerungen haben folgende Vorteile gegenüber Feuerungen mit anderen Brennstoffen:
Es entfällt die Brennstofflagerung. Bei der Verbrennung fällt keine Asche und bei korrekter Brennereinstellung kaum Ruß an. Eine Reinigung des Brenners und des Feuerungsraumes ist trotzdem jährlich erforderlich.
Moderne Erdgasfeuerungen sind wenig störanfällig. Im Gegensatz zu Feuerungen für Festbrennstoffe waren Beaufsichtigung und Eingriff durch Heizer oder Kesselwärter nicht erforderlich, sodass viele kleine und mittlere kohlebefeuerte Kesselanlagen auf Gasfeuerung umgestellt wurden. Pellet- und Hackschnitzelheizungen werden allerdings heute ebenfalls mit automatisierter Brennstoffzufuhr installiert.
Erdgasfeuerungen mit Wärmeleistungen bis 20 MW unterliegen in Deutschland der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV). Die zulässige Emission von Stickstoffoxiden (NOx) ist begrenzt auf 80–150 mg pro m³ Abgas, abhängig von der Leistung bzw. der Betriebstemperatur des Kessels. Feuerungsanlagen über 20 MW sind genehmigungspflichtig.
Andere gasförmige Brennstoffe Neben Erdgas werden auch andere Gase verfeuert, nämlich: Flüssiggas; Beim Betrieb von Brennern kleiner Leistung kann die Dampfphase aus dem Flüssiggaslagerbehälter direkt abgezogen und dem Brenner zugeleitet werden. Leistungsstarke Brenner werden selten mit Flüssiggas betrieben, da die Anforderungen an die Lagerung und Förderung des Gases zunehmen. Die Lagerung von Flüssiggas in Anlagen mit mehr als 3 t ist nur noch in erdgedeckten Behältern zulässig. Die Entnahme einer größeren Gasmenge kann nur über die Flüssigphase erfolgen; diese durchläuft einen Verdampfer. Teilgereinigtes Kokereigas; bei diesem Gas sind insbesondere das Ausfallen von Teerölen, ein hoher Schwefelgehalt, Restbenzol und eine stärkere Bildung von Stickoxiden zu berücksichtigen. Die eingesetzten Dichtungen müssen gegenüber Benzol beständig sein. Es müssen ggf. Maßnahmen zu Reduzierung der Emissionen ergriffen werden. Stadtgas ist gereinigtes Kokereigas, das zum größten Teil aus Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid besteht. Wenn das Gas mit gleichbleibender Qualität geliefert wird, ist die Verbrennung unproblematisch. Grubengas wird aus offenen und stillgelegten Bergwerken abgesaugt. Insbesondere auf Grund eines variierenden Luftanteils kann der Heizwert sehr stark schwanken. Daher muss eine O2-Regelung für so befeuerte Kessel vorgesehen werden. Wenn die Zuführung eines Gases mit einem Sauerstoffgehalt unterhalb der oberen Explosionsgrenze möglich ist, dann müssen geeignete Explosionsschutzmaßnahmen (Flammendurchschlagsicherung, Konzentrationsmessungen) vorgesehen werden. Klärgas kann auch zur Feuerung von Dampfkesseln verwendet werden. Es muss berücksichtigt werden, dass der Heizwert schwanken kann. Wenn ein Sauerstoffeinbruch nicht auszuschließen ist, müssen Explosionsschutzmaßnahmen vorgesehen werden. Ferner ist zu berücksichtigen, dass das Gas einen Schwefelwasserstoffanteil aufweist, der zu Korrosionen in der Gasstrecke führen kann. Deponiegas (siehe Anmerkungen zu Klärgas), Biogas (siehe Anmerkungen zu Klärgas).
Gasregelstrecke Eine Gasregelstrecke – auch Gasrampe genannt – enthält Regel- und Sicherheitseinrichtungen (siehe Grafik), um eine sichere und definierte Verbrennung in dem angeschlossenen Dampf- oder Heißwasserkessel zu erreichen. Sie besteht in der Regel aus Gasdoppelventil, Gasdruckwächter-max (optional), Gasfilter, Gaskugelhahn, Druckregler (Niederdruck-Mitteldruckregler) oder auch Druckminderer, Thermische Absperreinrichtung (TAE) und Gaszähler. Der Druckminderer wird eingebaut, um unabhängig von wechselnden Vordrücken einen gleichbleibenden Gasdruck vor dem Brenner sicherzustellen. Bei Änderung des Gasdruckes würde sich das Gas- und Luftverhältnis am Brenner ändern. Dann kann entweder eine instabile Flamme oder eine stark rußende Verbrennung mit CO-Bildung auftreten. Wenn der abgesicherte Gasvordruck größer sein kann als der zulässige Betriebsdruck der Komponenten der Gasstrecke, dann muss zusätzlich ein Sicherheitsabsperrventil (SAV) und Sicherheitsabblaseventil (SBV) vor dem Regler installiert werden.
Durch Druckwächter muss der minimal und maximal zulässige Gasdruck überwacht werden, falls der Gasdruckregler einen Defekt zeigt. Beim Stillstand oder bei der Vorbelüftung darf kein Gas in den Feuerungsraum gelangen, da ansonsten eine Verpuffung erfolgen kann. Daher müssen die Magnetventile in der Gasstrecke sicher schließen. Aus Sicherheitsgründen sind die Gasmagnetventile doppelt vorhanden, und im Brennerablaufprogramm wird vor jedem Brennerstart nach auslösen der Wächterkette geprüft, ob die Ventile dicht sind (Gasdichtheitskontrolle).
Gasbrenner Für Wärmeleistungen bis rund 10 MW werden Monoblockbrenner eingesetzt. Bei diesen ist das Verbrennungsluftgebläse im Brenner integriert. Bei größeren Brennern wird das Gebläse getrennt aufgestellt. Während bei Brennern geringerer Leistung mit der Hauptflamme in Kleinlaststellung gezündet wird, verwendet man bei großen Leistungen separate Zündbrenner.
Gasbrenner kleiner Leistung (< 1 MW) sind mit einer einfachen Stufenleistungsregelung (meist 2 Stufen) ausgerüstet, die abhängig vom Dampfdruck im Kessel zu- oder abgeschaltet werden. Für größere Wärmeleistungen werden kontinuierlich geregelte Brenner (modulierende Brenner) eingesetzt. Bei älteren Anlagen sind die Regelklappen für Gas und Luft über Stangen mechanisch gekoppelt (mechanischer Verbund). Das Brennstoff-Luft-Verhältnis wird über eine Kurvenscheibe eingestellt. Die Einstellung erfolgt so, dass sich immer ein Luftüberschuss von rund 5 % einstellt. Mittlerweile werden Gasbrenner mit elektronischem Verbund verwendet. Statt der mechanischen Kopplung der Regelklappen werden für den Gas- und Luftweg separate elektrisch betätigte Stellventile verwendet. Zur Einstellung der Regelventile werden bei verschiedenen Leistungen die Öffnungswinkel für die optimalen Verbrennungsparametern ermittelt und die elektronische Brennersteuerung wird mit den Werten parametriert. Da das Brennstoff-Luft-Verhältnis ein sicherheitsgerichteter Parameter ist, muss die richtige Ventilstellung an die Steuerung zurückgemeldet werden, wozu z. B. Potentiometer an den Stellantrieben verwendet werden.
Um das Luftverhältnis möglichst niedrig zu halten und Abgasverluste zu reduzieren, wird der Regelung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses eine O2-Regelung überlagert, um die Störgrößen Brennwert des Gases, Temperaturen und Gasdruck zu kompensieren. Der Restsauerstoff im Abgas wird auf etwa 2 % reduziert. Da die Abgasmenge reduziert wird, erhöht sich der Wirkungsgrad der Verbrennung, und das Verbrennungsluftgebläse benötigt weniger Energie.
Eine Erweiterung der O2-Regelung, stellt die sogenannte CO-Regelung dar. Diese reduziert soweit den Restsauerstoff im Abgas bis kurz vor die CO-Kante. Diese wird mit Hilfe einer zusätzlichen CO-Sonde im Abgas detektiert. Damit wird die Feuerung immer am optimalen Verbrennungspunkt geführt und so noch weiter CO2 und Energie gegenüber der O2-Regelung eingespart.Gerd Witte, Ulrich Schmitz, Torsten Schütt: O2- und CO-Reduktion an Feuerungsanlagen, Zeitschrift Gaswärme International (58) Nr. 1–2/2009 Diese Art der Regelung ist allerdings nur mit gasförmigen Brennstoffen möglich.
Bei größeren Brennern ist der die Verwendung einer Frequenzsteuerung für den Lüftermotor Stand der Technik, um den Wirkungsgrad der Luftförderung zu erhöhen. Die Drehzahl muss bei dieser Anordnung mit einer Drehzahlaufnehmer in der Verbundregelung überwacht werden.