Förbränning av biobränslen. -bildanalysens möjligheter att reducera kväveoxidutsläpp



Relevanta dokument
Vad innebär nya bränslefraktioner? Björn Zethræus Professor, Bioenergiteknik

Är luftkvalitén i Lund bättre än i Teckomatorp?

Fältutvärdering av pannor och brännare för rörflenseldning. Susanne Paulrud, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Aktiv förbränningskontroll - en studie av lämpliga styrparametrar i eldstaden

En bedömning av askvolymer

Eassist Combustion Light

Osby PB2 350 till 3000 kw

Biofuel Analyser

Livslängsdsförlängning och effekthöjning av äldre avfallseldade rosterpannor

Tillstånd att installera och ta idrift utrustning för rökgaskondensering och kväveoxidbegränsning vid kraftvärmeverket i Djuped, Hudiksvalls kommun

Utvärdering av förbränningsförsök med rörflensbriketter i undermatad rosterpanna

Effektiv användning av olika bränslen för maximering av lönsamheten och minimering av koldioxidutsläppet.

Kraftproduktion med Biobränsle

Vedeldningspolicy. Policy. Dokumentansvarig: Miljöchef Beredande politiskt organ: Miljö och byggnadsnämnden

SKRIVELSE: Förslag till författningsändringar - 40, 43 och 45 förordning (2013:253) om förbränning av avfall

Svåra bränslen sänk temperaturen!

Önskemål om ändring av 32 förordning (2013:253) om förbränning av avfall

Dnr Mbn Yttrande med anledning av remiss - Ansökan om tillstånd till miljöfarligverksamhet, E.ON Värme Sverige AB, Säbyverket

Instuderingsfrågor Lösningar Wester kap 3-5

Utvärdering av drift och miljö med hjälp av kamerabaserad flamfrontsstyrning i rosterpannor. Vattenfall Research and Development AB

Inverkan på kraftpannor vid bränsleförändringar

Regeringskansliet Miljö- och energidepartementet Stockholm

TOPLING SASP. Hög kvalitet till RÄTT PRIS!

Växjö Energi AB. Förändrad verksamhet vid Sandviksverket i Växjö. Ny biobränsleeldad kraftvärmepanna

ALTERNATIVA TEKNIKER FÖR FÖRBRÄNNING OCH RÖKGASRENING

Allmänheten och växthuseffekten 2006

Miljöenheten Vedeldning

Panndagarna Erfarenheter från kvalitetssäkringsprogram för returbränslen

Enligt överenskommelse översändes härmed några kommentarer till den test av brännaren som utfördes i vårt labb den 9-13 juni 2003.

Diesel eller Bensin? Av: Carl-Henrik Laulaja 9A

UNICONFORT GLOBAL. - Powered by Swebo.

Bioenergikluster Småland. En rapport inom Energimyndighetens Euforiprojekt:

Värmeforsk. Eddie Johansson. Himmel eller helvete?

Identifiering av energiverkens merkostnader vid förbränning av åkerbränslen samt lantbrukarens möjlighet att påverka bränslekvaliteten

Kraftvärme i Katrineholm. En satsning för framtiden

Framtidens avfallsbränslen. Inge Johansson SP Energiteknik

LIFE04 ENV SE/000/774. Processbeskrivning Biomalkonceptet. Ventilation. Mottagningsficka. Grovkross. Malning. Fast material. Biomal tank.

Miljörapport för Säffle Fjärrvärme AB Miljörapport 2012 Säffle Fjärrvärme AB

Sammanställning av gällande villkor m.m.

Årsrapport-Miljö för Hedesunda biobränslepanna år 2009

VÅRT VERKSAMHETSOMRÅDE. Multicykloner Slangfilter Rökgasfläktar Utmatningsslussar Skruvtransportörer Tillbehör Stoftavskiljningsanläggningar

Minskat koldioxidutsläpp med naturgasdrivna fordon

LogoBloc kW. Datum , rev 0

Avfallsförbränning. Ett bränsle som ger fjärrvärme, fjärrkyla, ånga och el. Vattenfall Värme Uppsala

NYA MCP KRAVEN. VAD GÄLLER? EXEMPEL HUR DOM KAN NÅS MAGNUS HERMANSSON BIOENERGIDAGEN

Energigaserna i Sverige. Anders Mathiasson, Energigas Sverige

JM Stoftteknik AB. JM Stoftteknik AB ETT FÖRETAG I STOFTAVSKILJNINGSBRANCHEN KATALOG NR: 3

Dragluckans betydelse i skorstenssystemet

Årsrapport-Miljö för Hedesunda biobränslepanna år 2014

Urban Holmdahl. Optimation AB

Osby P till 1000 kw

Dokumenteringar av mätningar med TLC (Thermocrome liquid crystals)

Stora förbränningsanläggningar

Luften i Lund: Rapport för sommarhalvåret 2008 Dnr

Miljörapport 2015 PC Lastaren, Avesta

Mobil Pelletsvärme Janfire System JET

UTSLÄPP AV KVÄVEOXIDER NO X FRÅN KREMATORIER Forskningsprojekt

Kraftvärmeverket För en bättre miljö

Färdig bränslemix: halm från terminal till kraftvärmeverk SEBRA Bränslebaserad el- och värmeproduktion Stockholm juni 2016 Anders Hjörnhede SP

Viktigt att minska utsläppen

/ /1

Bohuspannan 20 kw. Första enligt BBR och BFS miljögodkända Varmluftpannan för vedeldning. Stjärnas Energiprodukter Ottestala SVANESUND

SMÅSKALIG FASTBRÄNSLEELDNING. Basuppvärmning pannor, trivseleldning och spisar

Information om fastbränsleeldning

FAKTA OM AVFALLSIMPORT. Miljö och importen från Italien. Fakta om avfallsimport 1 (5)

Vedeldning. Hänsyn och ansvar. Information Miljö & Teknik

BILAGOR. till förslaget. till EUROPAPARLAMENTETS OCH RÅDETS DIREKTIV

Riktlinjer för småskalig fastbränsleeldning

Dioxin ut ut kretsloppet. rapport. Förbränning av avfall binder giftet. RVF Rapport 01:14 ISSN ISRN RVF-R--01/14--SE

Mall för textdelen till miljörapporten för energianläggningar

NFKK-konferens i Köpenhamn Föredrag om NOx-utsläpp från krematorier förmiddagen / Torbjörn Samuelsson

Vedpärmen. A3. Förbränning. Förbränningsförloppet består i själva verket av ett antal delprocesser. Generellt kan förloppet beskrivas med följande

Årsrapport-Miljö för Forsbacka Biobränslepanna år 2009

E. Konvertering till och förbättring av vedeldning

Information om fastbränsleeldning

Energiförbrukning Tryckluftsproduktion. Spara energi i din tryckluftsanläggning. Livscykelkostnad för tryckluftsanläggningen. Genomsnittliga förluster

Inbjudan till Värmeforsks forskningsprogram. Tillämpad förbränning Ett driftnära forskningsprogram för kraft- och värmeproduktion

Korroterm AB. Översiktlig studie av miljöpåverkan vid jämförelse mellan att byta ut eller renovera en belysningsstolpe. Envima AB.

Mätningar av tungmetaller i. fallande stoft i Landskrona

Årsrapport-Miljö för Forsbacka Biobränslepanna år 2012

Ny kraftvärmeanläggning i Järfälla kommun underlag för samråd myndigheter enligt Miljöbalken 6 kap. 1 Administrativa uppgifter. 2 Bakgrund BILAGA A9.

Samrådsunderlag avseende träpulverpanna Sörbyverket

Emissioner från Volvos lastbilar (Mk1 dieselbränsle)

Svensk författningssamling

Naturvårdsverkets författningssamling

MCP-direktivet Kommande regler för pannor 1-50 MW

Cargolog Impact Recorder System

Välkommen till REKO information Fjärrvärme

TIAP-metoden för statusbestäming

Vedeldning. MBIO - energiteknik AB :1

Verksamhetskoder vid förbränning av avfall

AVL.UJ10.3.U2. Installations- och användaranvisning. Svendsen 1. NSP Brasvärme -funktion och design

Förbränning av energigrödor

Statens energimyndighets författningssamling

GILLES VÄRMEPANNOR. - Högkvalitativa och helautomatiska pelletspannor.

Icke-teknisk sammanfattning

Växthuseffekt. Vad innebär det? Vilka ämnen påverkar växthuseffekten? Vilka är källorna till dessa ämnen?

Bälinge biobränslepanna

70 RB 50 RB 0 2 b Y L I N D Q U I S T H E A T I N G RB

Transkript:

Förbränning av biobränslen -bildanalysens möjligheter att reducera kväveoxidutsläpp 5056

Förbränning av biobränslen -bildanalysens möjligheter att reducera kväveoxidutsläpp

Beställningsadress: Naturvårdsverket Kundtjänst 106 48 Stockholm Tfn: 08-698 12 00 Fax: 08-698 15 15 E-post: kundtjanst@environ.se Internet-hemsida: http://www.environ.se isbn 91-620-5056-7 issn 0282-7298 Naturvårdsverket Tryck: Naturvårdsverkets reprocentral 2000/02 Upplaga: 400 ex

Förord Syftet med detta projekt har varit att visa hur bildanalys kan användas för att minska utsläpp från och höja verkningsgraden på biobränsleeldade förbränningsanläggningar. Rapporten har utarbetats av Patrik Marklund och Peter Liebscher, Fjärrvärmebyrån AB. Författarna är ensamma ansvariga för rapportens innehåll, varför detta ej kan åberopas som Naturvårdsverkets ståndpunkt. 3

Innehållsförteckning 1 SAMMANFATTNING...7 2 INLEDNING...8 3 BAKGRUND...9 3.1 FÖRBRÄNNING I ROSTERPANNOR...9 3.2 ROSTEPANNORNAS FÖRLUSTER...10 3.3 EMISSIONER FRÅN ROSTERPANNOR....10 4 BILDANALYS...11 4.1 ALLMÄNT OM BILDANALYS....11 4.2 TEKNIKEN BAKOM BILDANALYS...11 4.3 BILDANALYS FÖR FÖRBRÄNNINGSREGLERING...11 4.3.1 Intentsitetsmätning...12 4.3.2 Avståndsmätning...12 4.3.3 Mätning av föremål och slitage...14 5 PRIMÄRÅTGÄRDER OCH RESULTAT...15 5.1 ÅTGÄRDER OCH RESULTAT VID STORAENSO TIMBER ALA SÅGVERK...15 5.2 ÅTGÄRDER OCH RESULTAT VID ASSIDOMÄN SKINSKATTEBERGS TRÄ...17 5.3 ÅTGÄRDER OCH RESULTAT VID HEDIN KARBENNING AB...19 6 ERFARENHETER OCH UNDERHÅLL...21 7 RESULTAT...22 8 KÄLLFÖRTECKNING...23 5

1 Sammanfattning Bildanalys som ett verktyg för att minska emissioner från och höja verkningsgraden på biobränsleeldade förbränningsanläggningar har installerats vid tre sågverk i Sverige. För närvarande pågår dessutom installationer av bildanalys vid två energiverk, dessutom pågår diskussioner om installation vid ett par forskningsanläggningar. För de tre sågverken byttes även stora delar av styrsystemen ut samt att luftregister mm byggdes om under installationen av bildanalys. Som referens har vi därför använt en anläggning där enbart styrsystemet och luftsystem byggdes om. Jämför man installationerna före och efter åtgärd kan man konstatera att anläggningarna har uppnått ökad och stabilare verkningsgrad samt minskade emissioner av framförallt NO X. Jämför man med anläggningen där enbart styrsystemet byggdes om kan man dock inte konstatera någon ytterligare förbättring av verkningsgrad och emissioner tillföljd av bildanalysen. Trots det sistnämnda kan vi med ledning av tyska studier samt diskussioner med de energiverk som för närvarande installerar bildanalys se en klar nytta med bildanalys som ett verktyg för ökade kunskaper och på sikt förbättrad förbränning. Det finns en hel del utvecklingsarbete kvar innan det finns enkla och prisvärda system som passar på mindre biobränsleeldade anläggningar. Det krävs därför ytterligare insatser från forskningsinstitut, energiverk och leverantörer för att utveckla kommersiella system. För närvarande kan vi se fördelar med bildanalys när det gäller att bevaka påslag av slagg i överhettare samt övervakning av eldstad och till viss del styrning av luftfördelning över roster. 7

2 Inledning Förbränning av våta biobränslen i mindre och medelstora pannor medför ofta problem. Dessa problem orsakar onödigt stora utsläpp av miljöbelastande ämnen. Problemen har sin grund i bristande skötsel, reglering och konstruktion av pannorna. Incitament för att komma tillrätta med problemen har inte funnits. Det är först under senare år då NO X -systemet även inbegriper pannor med en energiproduktion mellan 25 till 40 GWh och när konkurrensen om biobränslet ökat, som incitament finns. Industrins biobränsleeldade rosterpannor har ofta en relativt låg pannverkningsgrad. Det är inte ovanligt att man stöter på pannor som har en verkningsgrad på mellan 70-80%. För dessa pannor är primäråtgärder oftast den mest effektiva metoden för att minska emissionerna av miljöbelastande ämnen. Denna rapport kommer att visa på hur problembilden vid tre sågverkspannor såg ut. Hur man med primäråtgärder, i två fall kompletterade med bildanalys, förändrade förbränningen samt vilka resultat man där har uppnått. Rapporten kommer att behandla följande punkter Bildanalysens potential för att minska emissionerna till en lägre nivå än vad traditionella primäråtgärder kan Olika typer av installationer av bildanalys. Resultat från två installationer Problem, tillgänglighet och underhåll 8

3 Bakgrund 3.1 Förbränning i rosterpannor Att förbränna biobränsle på rost är en enkel, effektiv och billig metod. Rosterpannor är väl lämpade för att elda bränsle med varierande vatteninnehåll och med varierande storlek. Förbränningen i en mindre rosterpannor lämnar dock en del att önska. Verkningsgraderna är, som nämndes tidigare, ofta låga. Orsakerna är flera och ofta samverkande, de viktigaste orsakerna är: Varierande bränslekvalité, speciellt vid pannorna där en blandning av gran- och tallbark förbränns kan bränslefukten, med kort intervall, variera mellan 50-70%. Styrningen av rosterhastighet och bäddtjocklek tar inte hänsyn till bränslevariationer och faktisk förbränning. Till följd av varierande bäddtjocklek och fuktigt bränsle sker förbränningen ofta med stort luftöverskott. Enkelt konstruerad förbränningsluft-tillförsel. Primär- och sekundärluft har ofta en gemensam fläkt, primärluften ställs in med fasta spjäll, sekundärluftens motordrivna spjäll förändrar därmed trycket efter den gemensamma fläkten. Det får till följd att primärluftmängden varierar, vilket försämrar möjligheten att uppnå goda inställningar för förbränningen. Periodisk övervakning är den vanligaste tillsynsformen på pannorna. Pannorna handhas ofta så, att de genererar så få larm som möjligt, vilket minskar den tid då de behöver övervakas. 9

3.2 Rosterpannornas förluster. Generellt sett har verkningsgraden en stor inverkan på emissionerna. Den största orsaken till det är att behovet av bränsle minskar med högre verkningsgrad, därmed minskar också rökgasmängden. De största förlusterna på en rosterpanna är rökgasförlusterna som i sin tur kan delas upp på förlust genom högt luftöverskott och genom rökgastemperaturen. För de flesta rosterpannor finns även förluster genom ofullständig förbränning. Strålningförluster antas ofta till ett procenttal per kvadratmeter pannyta och uppgår totalt till mellan 1-2%. Denna rapport kommer inte närmare behandla förluster från pannan och dess orsaker 3.3 Emissioner från rosterpannor. Biobränsleeldade rosterpannor står för en stor del av skogsindustrins och en ökande del av kommunernas energiförsörjning, därmed står de även för en ökande del av de miljöfarliga emissionerna. Biobränsle är dock ett snällt bränsle, halterna av tungmetaller och aska är normalt låga och den CO 2 som bildas vid förbränning kan betraktas som en del av det naturliga kretsloppet. Utsläppen av svaveldioxid (SO 2 ) är försumbara, dels innehåller biobränsle, med undantag av torv, mycket lite svavel (0.01-0.05% av torrsubstansen), dels binds merparten (60-80%) av svavlet till biobränslets alkaliska aska. De miljöfarliga utsläpp som sker från de biobränsleeldade rosterpannorna kan delas upp i tre olika emissioner: Utsläpp av NO X Utsläpp av stoft Utsläpp av kolväten, CO och spårämnen. NO x bidrar till försurningen av vår miljö. Jämfört med de stora värmeverken och kraftverken släpper de mindre rosterpannorna ut mer NO x per nyttiggjord MJ. Stoft består av en mängd olika ämnen. Sammantaget är stoft i omgivningsluften hälsovådligt och ger vid längre exponering uppkomst till olika lungsjukdomar. 10

CO är främst ett tecken på dålig förbränning och korrelerar ofta med utsläpp av olika kolväten. Kolväten och spårämnen är ofta cancerogena. Kolväten bidrar dessutom till växthuseffekten och till bildandet av marknära ozon. 4 Bildanalys 4.1 Allmänt om bildanalys. Bildanalys är en teknik för att automatiskt omvandla bilder till en för datorn förståelig information och förhoppningsvis till kunskap. Det finns en stor mängd fungerande och potentiella tillämpningar, till exempel vid kvalitetskontroll, astronomi, produktionsstyrning och nu vid förbränning. Bildkällan kan vara ett mikroskop, en kamera, en satellit eller ett teleskop. Med datorernas hjälp och med matematiska transformationer kan en bild förbättras så att den blir lättare att tolka. Ur bilden hämtas mätvärden som är relevanta för just den tillämpningen, ex form, antal mm. Mätvärdena kan gå till ett styrsystem för åtgärd eller till statistisk behandling. 4.2 Tekniken bakom bildanalys Tekniken bygger på att en kamera registrerar ett förlopp. Bilden som kameran registrerar överförs till datorn. I datorn definierar man bilden och bestämmer vad datorn (och styrsystemet) skall göra vid tänkbara variationer i bilden. Som exempel kan man tänka sig att man låter kameran och datorn övervaka ljusintensiteten i en förbränning. Blir ljusintensiteten för låg, dvs förbränningen slutar, skickar datorn ut ett larm. Det är en enkel form av bildanalys. För att öka möjligheterna med bildanalys delar man upp kamerans bild i ett rutnät. Varje ruta bildar en egen region. Det som begränsar antalet rutor är kamerans och videokortets upplösning, sk pixlar. Normalt är det möjligt att definiera 6000 regioner i en och samma bild. Varje region kan man sedan definiera så att datorn/styrsystemet vet vad det skall bevaka i varje region. 4.3 Bildanalys för förbränningsreglering. Att använda sig av bildanalys för att förbättra förbränningen i pannor är en relativt ny tillämpning som har en god potential. Som nämndes tidigare kan man definiera 6000 regioner i en och samma bild, med dagens datorteknik kan man dessutom uppdatera bilden ett stort antal gånger per sekund. Potentialen för att analysera en förbränning (och styra den) är stor. 11

Vid en förbränningstillämpning kan den överförda bilden analyseras med avseende på parametrar såsom ljusintensitet, vilket kan översättas till värme, eller avstånd till förbränningen. Därefter måste den information som bilden ger överföras till ett styrsystem som vidtar åtgärder. 4.3.1 Intensitetsmätning Den tillämpning som har störst potential är den där bilden analyseras med avseende på intensiteten av infrarött ljus (IR-intensitet). IR-intensiteten kan översättas med hur hög temperaturen är i förbränningen. Med hjälp av en kamera som är känslig för IRljus kan man få en bild av hur mycket IR-ljus som strålar ut från olika regioner i förbränningen. Eftersom höga och låga förbränningstemperatur gynnar uppkomsten av emissioner skulle en sådan analys kombinerad med förfinad styrning av lufttillförsel, lufttemperatur, bränsletillförsel och bränslefördelning kunna minska emissionerna väsentligt. Svårigheten med en sådan lösning är att placera kameran så att hela förbränningszonen är synlig för kameran och inte skyms av lågor från andra delar av förbränningszonen. Det andra och mer svårlösta problemet är att IR-ljus även strålar ut från annat än förbränningen. Exempelvis så ligger absorbtionsbanden från CO 2, CO och H 2 O nära det från förbränningen, dessa måste filtreras bort innan man får en användbar bild. Den enda installation vi funnit på en dylik förbrännings- anläggning är en installation gjord av MARTIN GMBH vid en sopförbrännings-anläggning vid Coburg, Tyskland. Resultaten visar på de problem som redogjorts för ovan, men också på potentialen. Vid anläggningen lyckades man stabilisera och styra förbränningstemperaturen samt att styra förbränningshastigheten. Resultaten blev lägre emissioner samt bättre lastreglering. 4.3.2 Avståndsmätning De svenska installationer vi närmare har studerat använder bildanalys för att analysera bilden med avseende på avstånd mellan kameran och ljusintensiteten (d.v.s. bäddens front). Resultatet från analysen används för att styra rosterhastigheten, höjden på bränslebädden samt lufttillförseln. Detta är en enklare reglering som inte har lika stor potential för att minska emissionerna. Det man kan göra med en sådan lösning är att avgöra hur långt bort förbränningen slutar. På en roster har bränslet en viss sträcka på sig för att torka, antändas och brinna upp. Går rostern för fort kommer bränslet inte att hinna brinna ut innan det når slutet på rostern. Går rostern för sakta kommer bränslet att brinna ut tidigt på rostern med påföljd att den senare delen av rostern kommer att ha en dålig täckning, vilket får till följd att primärluften går rakt igenom rostern. För att åtgärda problemet behövs ett styrsystem som ser till att rostern är täckt med bränslebädd. Bränslebäddens tjocklek varierar med pannans last och bränslets 12

värmeinnehåll. En förutsättning för ett sådant system är att man vet var flammfronten är. Det är den informationen som bildanalysen ger till styrsystemet 13

Nedanstående skiss visar hur kameran placeras i en applikation där avståndet till förbränningen mäts. Eftersom lågorna som är närmast kameran kommer att skymma den bakomliggande förbränningen går det inte att mäta förbränningens temperatur med denna kameraplacering. 4.3.3 Mätning av föremål och slitage En tänkbara installationen av bildanalys i förbränningsanläggning är att en kamera övervakar att inga stora föremål kommer in i pannan. Denna typ av installation är framförallt intressant i sopförbrännings-anläggningar där det finns risk för störningar till följd av stora föremål. Det finns även exempel på installationer där bildanalysen övervakar slaggpåslag och slitage på överhettare och dylikt. Erfarenheterna från sådana installationer är mycket gott. Det kan även vara möjligt att använda en kamera för att övervaka indysning av urea eller ammoniak i pannan (SNCR). Det är vanligt att man i sådana anläggningar får stråkbildning och kraftig korrosion i pannan, det kan tänkas att man kan använda bildanalys för att tidigt upptäcka sådana problem. 14

5 Primäråtgärder och resultat 5.1 Åtgärder och resultat vid StoraEnso Timber Ala sågverk De åtgärder som är gjorda vid Ala sågverk var under de första åren inte kompletterade med bildanalys, installationen av bildanalysen gjordes under sommaren 1998 och har inte varit i drift annat än sporadiskt. Därför får de resultat som primäråtgärderna där gett tjäna som referens till resultaten vid AssiDomän Skinnskattebergs Trä AB samt Hedin Karbenning AB. Driften av pannan vid Ala sågverk upplevdes innan åtgärder som problematisk. Problemen var flera, pannans reglerbarhet var begränsad, det var svårt att få en jämn förbränning, man fann inga bra inställningar på lufttillförseln och NOxemissionerna upplevdes höga. Trots det kan man, med ledning av mätvärderna från 1994, konstatera att pannans emissioner var måttliga samt att verkningsgraden var rimlig. 15

Under sommaren och hösten 1995 genomfördes en ombyggnad och intrimning av styrsystemet enligt samma principer som senare skulle installeras vid AssiDomän Skinnskattebergs Trä AB. Resultatet av ombyggnaden blev gott, verkningsgraden steg med i genomsnitt 4,2%, emissionerna av NOx sjönk från i genomsnitt 123 mg/mj till 62 mg/mj. Under 1996 kompletterades anläggningen med rökgasåterföring. StoraEnso Ala s virkesproduktion hade dock stigit kraftigt vilket gav en ökad energiproduktion från pannan. Gashastigheten över rostern blev därför så pass hög att rökgasåterföringen sällan eller aldrig var i drift. Något resultat av installationen kan ej spåras i mätvärderna. Emissionerna av NOx från pannan är i och för sig marginellt högre 1996 jämfört med 1995 (64,9 mg/mj mot 61,8 mg/mj) men den lilla skillnaden kan ha en mängd orsaker, där den mest troliga är den högre pannlasten. Under 1997 installerades bildanalys på pannan. Enligt uppgift från StoraEnso Ala har man dock inte fått den installationen att fungera tillfredsställande varför den ytterst sällan varit i drift. Man upplever även att anläggningen fungerat sämre under senare år. Analyserar man mätvärdena kan man dock konstatera att anläggningen haft sänkta emissioner under 1997-98 jämfört med 95-96 och att anläggningen fungerat bättre än tidigare. 1994 1995 1996 1997 1998 NO i ppm 86 69,8 73 55,5 61,3 NOx i mg/mj 123 61,8 64,9 53,2 53 Verkningsgrad 84,6% 88,9% 88,%4 88,5% 89,0% 16

5.2 Åtgärder och resultat vid AssiDomän Skinnskattebergs Trä AssiDomän Skinnskattebergs Trä AB har en mindre panna av samma fabrikat som StoraEnso Ala. Pannan vid AssiDomän Skinnskattebergs Trä AB kom att omfattas av NO X -avgift från och med 1997. Under hösten 1996 upphandlades ett extraktivt mätsystem samt ett nytt styrsystem. Styrsystemet var av samma typ som vid StoraEnso Ala men kompletterat med bildanalys. Vi har byggt vår analys av åtgärdernas resultat på fem mätperioder: 1. December 1996, Inga åtgärder var då gjorda på pannan 2. Januari 1997, Styrsystemet var då installerat men utan bildanalys 3. Oktober 1997, Styrsystem och kamera var i drift, dock var pannans O 2 -mätare diffus, vilket föranledde byte. 4. Januari 1998, Styrsystem och kamera i drift 5. Mars 1998, Styrsystem och kamera i drift Som framgår av nedanstående diagram uppnådde man inte samma höga och framförallt jämna verkningsgrad som vid StoraEnso Ala. Driften på pannan 1996 upplevdes som problematisk, man hade framförallt ett stort luftöverskott, mycket till följd av bristfällig styrning och varierande bränslekvalité. Under perioden 1997-1998 förbättrades driften högsta avsevärt. Man hade dock en hel del problem mycket till följd av en ojämn bränslekvalité något som vare sig styrsystem eller kamera klarade av att fånga upp och kompensera för. 17

NO X -emissionerna i mg/mj uppvisar en kraftig förbättring från 1996 till 1997, det är dock värt att notera att NO X -bildningen i ppm inte uppvisar någon noterbar förbättring. Förändringen mellan perioderna framgår av nedanstående tabell där medelvärdena för varje period finns angivna. 1996 1997:01 1997:10 1998:01 1998:03 NO i ppm 96 87,3 77 93 90,9 NOx i mg/mj 182 102,2 81 100,7 95,4 Verkningsgrad 80,3 85,9 83,8 86,7 87,7 18

5.3 Åtgärder och resultat vid Hedin Karbenning AB Hedin Karbenning har en panna på 9 MW av KMW Energi AB s fabrikat. Till följd av sågverkets produktionsökning räckte pannans effekt inte till och man beslöt därför att, under hösten 1997, genomföra en ombyggnad. Syftet med ombyggnaden var att höja pannans effekt till 11 MW. Den upphandlade lösningen påminner om de installationer som tidigare redogjorts för, skillnaden är dels syftet med installationen men även att man här använder tre kameror för bildanalysen. Hedins panna har tre parallella roster och man har därför monterat en kamera för varje roster. Vi har utgått från de värden som registrerats av NOx-analysinstrumentet när vi utvärderat installationen samt intervjuat personal som handhar pannan. För att få en någorlunda rättvisande bild av driften har vi valt att jämföra 15 dagar i november åren 96,97,98. Som framgår har man här nått något jämnare verkningsgrad än vid AssiDomän Skinnskattebergs Trä, dock inte lika jämn som vid StoraEnso Ala. Det är något förvånande att verkningsgraden sjunkit något från 1997, då bildanalysen ej var färdiginstallerat, till 1998, då systemet är färdiginstallerat. Någon direkt orsak till det har vi ej funnit, möjligen kan den högre lasten vara orsaken. 19

Förändringen i Hedin Karbennings NO X -emissioner framgår av ovanstående diagram. Som framgår har man sänkt sina emissioner under perioden. Noterbart är att man vid denna installation nått en sänkning av NO X i ppm, något man ej gjort vid installationen i Skinnskatteberg. Förändringen framgår även av nedanstående tabell där medelvärdena för varje period finns angivna. 1996 1997 1998 NO i ppm 91 75,8 61,6 NOx i mg/mj 105 69,4 61,7 Verkningsgrad 86,7 89,4 87,4 Det som ej framgår av ovanstående diagram och tabell är att det idag krävs en inblandning av torrflis i bränslet för att uppnå den panneffekt som utlovats av leverantören. Totalt blandades 16000 m3s ( 3500 ton ) torrflis in i bränslet under 1998. Det gör att pannan idag arbetar med en bättre och jämnare bränslekvalité jämfört med 1996, vilket kan vara en orsak till varför pannan idag är jämnare i sina värden. 20

6 Erfarenheter och underhåll Under arbetet med denna rapport har vi intervjuat pannskötare, energiansvariga och produktionschefer som haft beröring med installationerna av bildanalys. Vi har nedan sammanfattad deras erfarenheter. Både AssiDomän Skinnskattebergs Trä AB och Hedin Karbenning AB och StoraEnso Ala har haft problem med kylningen av kamera. Följande punkter är värda att ta i beaktande: Kylvattenkanalerna i kameran är små och man kan i vissa fall få kokning av kylvatten i kameran. För att inte kanalerna skall sätta igen sig måste man använda en sluten kylvattenkrets med relativt hög vattenkvalité. Kylvattentemperaturen får ej vara för låg. Erfarenheten från Hedin Karbenning AB är att man fick kondens på linserna vid låg kylvattentemperatur, det har visat sig att en kylvattentemperatur på ca 40 C fungerar bra. Renblåsningluft på lins och glas måste ha en god kapacitet. Hedin Karbenning AB bytte, den i leveransen ingående, kompressorn mot en med betydligt högre kapacitet för att lins och glas varaktigt skulle vara rena. Både Hedin Karbenning och AssiDomän Skinnskattebergs Trä AB har bränt ett antal kameror. Sammanlagt rör det sig om ca 7 kameror som blivit tvungna att repareras till följd av för små kompressorer och igensättningar av kylvattenkanaler. 21

7 Resultat Den typ av installationer vi granskat har alla använt sig av bildanalys för att mäta avstånd till förbränningen. De har ej uppvisat goda resultat jämfört med den referensanläggning vi använt. Våra slutsatser avseende bildanalys sammanfattas nedan : Bildanalysens största potential finns i anläggningar där kameran monteras i panntaket och förbränningen analyseras och styrs avseende ljusintensitet värmeintensitet. Bildanalys som avståndsmätning har mindre potential och kräver ett relativt homogent bränsle för att ge goda resultat, det är således inte att rekommendera för mindre och medelstora sågverk där bränslekvalitén varierar. Bildanalys för att övervaka förbränningen och för att övervaka slitage eller påslag i pannan fungerar i de flesta fall bra. Installationerna kräver underhåll och tillsyn för att fungera bra. Vår slutsats är att tekniken har god potential, men kräver fortsatt utveckling av leverantörer, forskningsanläggningar och större anläggningsägare innan tekniken visar sin fulla potential. Det krävs dessutom att ett antal installationer genomförs för att de gemensamma faktorerna mellan anläggningarna kan identifieras. När dessa är identifierade kan systemen prefabriceras med sänkta priser som följd. 22

8 Källförteckning Mindre kväveoxider från förbränning. Naturvårdsverkets rapport 3312, 1987;3. Examensarbete i övervakning och styrning av sopförbränning med hjälp av videokamera och persondator. Patrik Brander Novotec/Lunds Tekniska Högskola. Entwicklung einer kameragefürten Feuerungsreglerung zur Verbesserung des Verbrennungs-, Ausbrand- und Emissionverhaltens einer Abfallverbrennunganlage. Von M Busch, F Rampp, J Martin und J Horn. Miljöfakta (1990). AB Svensk Energiförsörjning. 23

RAPPORT 5056 Förbränning av biobränslen -bildanalysens möjligheter att reducera kväveoxidutsläpp Går det att med bildanalys minska utsläppen till luft från förbränning av biobränslen? Genom att med videokamera filma förbränningsförloppet i en biobränsleeldad panna och i dator analysera bilden öppnas möjligheter till att styra förbränningen mera optimalt så att utsläppen av kväveoxider, koloxid och oförbrända ämnen minskar samtidigt som pannans verkningsgrad ökar. isbn 91-620-5056-7 issn 0282-7298