Värdering av bränslen ur ett helhetsperspektiv. Värme- och kraftkonferensen Sonja Enestam

Transkript

1 Värdering av bränslen ur ett helhetsperspektiv Värme- och kraftkonferensen Sonja Enestam

2 Innehåll Bränsletrender Bränslekvalitetens inverkan på lönsamhet och tillgänglighet Möjligheter att förutspå bränslekvalitetens inverkan på anläggningen

3 Trend: Från kol och torv till biobränsle och återvinningbränslen Kol Torv Agro Träflis Återvinningsbränslen Grot 3

4 Bränsledilemma Fossila bränslen Kol Skogsbränslen Trä Massa &pappers Träpellet Bränslepris [SEK/MWh] Övriga träbränslen Salix Eucalyptus Jordbruksbränslen Halm Solrosskal Majsstjälkar Miscanthus Återvinningsbränslen Kartongrejekt Returträ Graden av utmaning 4 Värdering av bränslen ur ett helhetsperspektiv /S.Enestam Valmet

5 Bränslekvalitetens inverkan på tillgänglighet och operativa kostnader Emissioner Additiv Beläggningar Korrosion Rökgasrening Sandkonsumtion Agglomerering Ask-kvalitet 5

6 Bränslekvalitetens inverkan på tillgänglighet och operativa kostnader Investeringskostnader Tillgänglighet Effekt Bränslekostnader Sotblåsning /ångkonsumtion Anläggningens lönsamhet Underhållskostnader Askhantering 6

7 Bränsle egenskaper Värmevärde Fukthalt Fysiska egenskaper Askinnehåll Ask-sammansättning Cl, S, Ca, K, Na, Pb, Zn, P Storlek av pannan Luft/bränslekvot Rökgasrecirkulation Bränslehantering HSE Beläggningsbildning och slaggingsbenägenhet Beläggninsbildning Korrosivitet Bädd agglomerering Emissioner 8

8 Valmets bränsleklassificering Besvärliga element Bränsleexempel Wood Granbark, GROT Wood + Cl, alkali, aska Eucalyptus bark, salix Agro Cl, alkali, P, Si, N Halm, korn Recycled wood Cl, Na, Pb, Zn Returträ SRF Cl, alkali, tung metaller, aska Avfallsbränslen 9

9 Beläggnings- & slaggbildning Tomschakt Position av överhettare Mellanrum ÖH-slingor Sotblåsare Vattenkanon Ca P Pb Asksammansättning Zn Cl Si K Na 10

10 Korrosion S Ca Materialval Ångdata, tryck och temperatur Position och design av ÖH Sameldning Additiv Pb Zn Cl K Al Na 11

11 Bädd agglomerering K Na Si Inert bäddmaterial Bäddtemperatur: < 750 C Kaolintillsats Ref. D.Lindberg, Åbo Akademi University,

12 Askkvaliteten - Påverkas av Bränslesammansättningen, förbränningstekniken, additiv och rökgasrening Bränsle Bedd material Additiv - Kalk - Kaolin - Svavel - Ammoniak, Urea Temperatur profil Uppehållstid Luftöverskott Additiv - Natriumbikarbonat - Kalciumhydroxid - Aktivt kol Bottenaska Rejekt efter sikt Grovfraktion Flygaska Fält 1, 2.. Flygaska från ESP Flygaska Från slangfilter Slam från kondensering 13

13 Askkvaliteten inverkar på fortsatta användningsmöjligheter och deponiavgifter De viktigaste egenskaperna: Andelen oförbränt Halter av askkomponenter, närningsämnen och metaller Storleksfördelning Löslighet DOC, SO 2-4, Cl - Tungmetaller Inverkan av ph-förändring Askkvaliteten kan påverkas men det kräver förståelse för hela processen from fuel to stack 14

14 Emissioner S N SO 2 NO x HCl, HF Partiklar Tungmetaller Dioxiner/Furaner Cl Asksammansättning Tungmetaller Förbränningsteknik SNCR/SCR Slangfilter Scrubbers ESP 16

15 Kunskap, förståelse och erfarenhet ger möjlighet att prediktera bränslets inverkan på anläggningen C, H, N, S, Cl HHV LHV KCl K 2 CrO 4 Beläggningsbil dning och slagg Additiv Bränsle blandning HCl SO 2 K 2 SO 4 Na 2 SO 4 K 2 Si 4 O 9 Na 2 Si 4 O 9 Korrosion Primäremissioner PbCl 2, ZnCl 2 Agglomerering H 2 O CO 2 N 2 O 2 H 2 SO 4 HCl Korrosion NO X HCl Emissioner SO 2 Additiv Rökgasrening CaSO 4 CaCl 2 H 2 O Ask kvalitet Pb, Zn, As, Cr, Cu, Ti,, Ba. 17

16 Valmet Boiler Combustibility study Summary Fuel data, shares and analyses Fuel feeding Combustibility study Corrosion Fouling Optimal fuel blend setting for the plant in question Plant process data Bed agglomeration Erosion Emissions Evaluation of varying fuel scenarios Main design features and drawings Ash quality Recommendations for needed modifications 18

17 SteaMax Valmet in-house corrosion prediction method Fuel and boiler specific corrosion prediction calculation method: Calculation of the corrosivity of the combustion environment based on advanced chemical equilibrium calculations Empirical data from more than 1300 laboratory corrosion tests and more than 45 full scale plants Example The influence of fuel mixture on the corrosion Fuel mixture including peat => no corrosion Excluding peat => increased corrosion of secondary superheater 20

18 Valmet realtime combustibility Driftstöd baserat på avancerad analys Processdata (DCS) p, T, flöde Valmets bränsledatabas Brännbarhet FuelDiet 1 KCl Korrosion FuelDiet 2 FuelDiet 3 Kundnytta Optimering av bränsleblandning i realtid Driftstöd kopplat till bränsleegenskaper Livslängdsbedömning Stöd för bränsleinköp Kundens bränsledatabas Datakällor Algoritm Värdering av bränslen ur ett helhetsperspektiv /S.Enestam Valmet

19 Sammanfattningsvis 22

20