Trepulver et grønt alternativ til olje og gass

Transkript

1 Norsk Energis Årsmøte Trepulver et grønt alternativ til olje og gass Niklas Berge Värme och ångproduktion med fossila bränslen Aalborg boilers Rökrörspanna Effektområde MW Eldstadsbelastning > 1000 kw/m 3 Bränsle olja, gas Vattenrörspanna Effektområde >10 MW Eldstadsbelastning < 400 kw/m 3 Bränsle olja, gas, kol Sidan 1

2 Ersättning av olja och gas med biobränsle Flytande biobränslen Biooljor Syntetoljor från hydrolys och förgasningsprocesser Alkoholer Biologiska restprodukter (tallbeckolja) Fördel: Enkel ombyggnad bränslesystem och brännare Praktiskt taget oförändrade pannprestanda Nackdel: Dyra och har ofta dåligt utnyttjande av bioråvaran nivån 50%. Fast återstod som måste utnyttjas för att få rimlig ekonomi Kan ha begränsad lagringsbarhet Ersättning av olja och gas med biobränsle Fast biobränslen Torra biobränslen, restprodukt från industri Fuktiga biobränslen, grön och brun flis Förädlade fast biobränslen, pellets Fördel: Effektivt utnyttjande av biobränslet >99 % Enkla system för bränsleproduktion, lägre bränslekostnad Nackdel: Komplicerad bränslehantering, stora lagringsytor/volymer Kan bli viss kapacitetsreduktion (fuktiga och torra) Biobränsleaskorna kan vara besvärliga (påslag och korrosion) Sidan 2

3 Utveckling av pelletsmarknaden i Sverige Pelletsanvändning i Sverige 3000 Totalt levererat 2500 Villamarknaden Tusen ton/år Prognos År Andel storskalig pelletsanvändning 8,8 TWh % 90% 80% 70% 60% 50% Prognos 40% 30% 20% 10% 0% År Varför pellets Transportkostnader (exempel 20 /ton) Lastbil 200 km Tåg 600 km Båt km Lagring Pellets 3,1 MWh/m 3 Pulver 0,9 MWh/m 3 Våt flis 0,8 MWh/m 3 Leveranssäkerhet Europeiska marknaden >10 Mton/år Standardiserat väldefinierat bränsle Sidan 3

4 Konventionell pulverbrännare Sekundär o tertiärluft för utbränning Sent inblandad tertiärluft Primärluft för flamstabilitet Torrt finmalt biopulver Förbränning av träpulverpartiklar Temperature above 800 C for 1 second Uppvärmning torkning Pyrolys Gasförbränning CO + O 2 - CO 2 Värme Charförbränning Total time of pyrolysis [sec] o C % O o C 1 1:a ordningens reaktion 0,1 a = 1400 m/s E = J/mol ρ 0,01 po = 150 kg/m 3 Particle diameter [mm] 0, Char diameter [mm] burn out time [sec] 1000 C 1250 C Sidan 4

5 Begränsande för pulverflamman Typisk träpulverflamma Krävs uppehållstid för För torkning Pyrolys Utbränning av gas (CO) Utbränning av char (träkol) Parametrar som påverkar förbränningen Fukthalt Temperatur Partikelstorlek Syrehalt 100 Ursprunglig pellets Hammarkvan, 1.5 mm siktduk skivkvarn, 0.1 mm spalt Malning Andel av partiklar mindre än diameter [%] , Diameter [mm] Energiförbrukning Skivkvarn ~7 kwh/ton (ca 0,15%) Hammarkvarn ~50 kwh/ton (ca 1%) Sidan 5

6 BioSwirl cyklon brännare Primärförbränningen understökiometrisk Roterande strömning från primärluften Sekundär och tertiärluft stegvis förbrännning BioSwirl en brännare för grovmalt träpulver och brännbart flytande organiska restprodukter. Brännarstorlekar 2 15 MWth Sidan 6

7 BioSwirl system Pellets silo Enkel bränslehantering för pelletseldning Rimlig effektreduktion för pannan ca 50% Fuel feed screw Precipitator Rotary feeder Bioswirlburner Mill Fuel transport air fan Combustion air fan Fluegas fan Flue gas recycling fan Skivkvarn Enkel och kompakt installation direkt under pelletssilon Enkel konstruktion h mellan byten av slitagedelar Sidan 7

8 Ersättning 4 MW ångpanna för eldning av sågspån och slipdamm (Tarkett) Original 4 MW Eckrohr ångpanna Ny ångpanna med BioSwirlsystem Multifuel träpulverbrännare En industriell pulverbrännare för pannkonvertering och sameldning. Brännarstorlekar 5 50 MWth Sidan 8

9 Per Carlsson 2007 Multifuel träpulverbrännare Secondary gas Tertiary gas Quartary gas Primary gas Oil Atomisation steam Wood powder VTS Multifuel burner 25 MW at Norrenergi, Sweden Central bränsleinmatning grunden för god förbränningskontroll och låga emissioner. Shematisk bränsle och brännarsystem Pellet silo Bag filter Suction fan Multifuel burner Dosing PF silo bin Precipitator Flue gas fan Screw feeder Fuel screw Rotary feeder Hammer mill Fuel transport air fan Prim.air booster Sec./Tert. air fan Sidan 9

10 Fittja, 140 MW district heating plant Retrofit to pulverised wood Kvarnhus 4 x 35 MW Multifuel brännare Pelletsilo med träpulversilo på kvarnhusets tak. Fors kartongfabrik pulverkonverterad med Multifuel brännare Två oljebrännare ersattes med pulverbrännare Hammarkvarn Pulversilo 400 m 3 Sidan 10

11 MALACKY 1, Torkare 1, SWEDWOOD Spånskivefabrik med spåntork Brännare i brännkammare Doserutrustning och pulvertransportsystem Brännare för träpulver Förkammar- och Fribrinnande brännare Förkammarbrännare Robust teknik. Skala <15 MW/brännare Klarar bränslen med fukthalt < 30%. Känslig för lågsmältande askor (asksmältpunkt >1200 C). Trä, rena biobränslen, flytande biobränslen Hetvatten- och ångproduktion, potential avancerade ångdata. Eldstadsbelastning <0,5 MW/m 3 (15 MW 8 MW) Fribrinnande brännare Robust teknik, lämpar sig även för bränslen med besvärliga askor. Skala <50 MW/brännare Passar endast torra bränslen skall helst vara lätt malbara. Liten andel slitande ballast. Trä, rena biobränslen, flytande biobränslen Hetvatten- och ångproduktion, potential avancerade ångdata där bränsleaskan så tillåter. Eldstadsbelastning 0,35 MW/m 3 Sidan 11

12 Brännare för träpulver Förkammar- och Fribrinnande brännare Förkammarbrännare Helst kontinuerlig drift Långsam start från kall brännare (150 C/h) Snabb laständring Mycket stort reglerområde, >1:5, kan köras intermittent Inga begränsningar på pannans ångdata Kan användas för destruktion av industriella restprodukter med hög asksmältpunkt Fribrinnande brännare Kort starttid, i takt med pannans lastföljning Snabb avstängning (som olja/gas) Mycket hög tillgänglighet, automatisk växling från pulver till olja/gas om problem med bränsletillförseln Stort reglerområde, 1:4 Bränslet sätter gränserna för pannprestanda Kan hantera även biobränslen med besvärliga askegenskaper. Tack för uppmärksamheten info@tps.se Sidan 12