Småskalig förbränningsteknik på kursen Förbränningsteknik 7.5 hp, Markus Broström ETPC/UmU

Relevanta dokument
Luftföroreningar från bra och dåliga vedkaminer

Pellets. naturlig värme. Information från Pellsam om bekväm, kostnadseffektiv och miljövänlig villavärme.

Osby PB2 350 till 3000 kw

den kompletta översikten av företag som levererar utrustning för ved- eller fliseldning i effektintervallet 20 kw kw

Från en förstklassig leverantör

by Lindquist Heating

Brandsäker rökkanal. Skorstensfolkets guide till en trygg stålskorsten

Osby P till 1000 kw

Njut av den vackra elden

RB Ventum serien Den nya generationens vedpannor

CLASSIC KASSETT INSATS BRUKSANVISNING

Inverkan av förbränningsbetingelser på emitterade vedpartiklar

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Thermorossi H20 18 Easy

Thermorossi H20 14 Easy

MANUAL FÖR KÖKSPANNA braland 21

Föreskrifter om sotningsfrister i Lekebergs kommun

Gaselle Combi ved/pelletspanna

Salix och poppel som bränsle Nätverksträff för landets salixaktörer

Energikassetten - 20 år Gör ditt livs bästa investering och njut av den ofta.

MANUAL FÖR VATTENMANTLAD KÖKSSPIS braland 25

Dispensansökan för rengöring av förbränningsanordning med tillhörande rökkanaler

Integrerad torkning av biobränsle i kraftvärmeanläggningar och skogsindustri

iljömärk produkt!

BESIKTNINGSRAPPORT. Energideklaration. Torsås 1:11

Gilles 12,5-160kW. Pelletspanna

Airex KOMPLETT PROGRAM AV MILJÖGODKÄNDA VEDPANNOR

MANUAL FÖR KÖKSPANNA braland 21

Preliminära Provningsresultat för sol- och pelletvärmesystem. Framtaget inom projekten Biosol och SWX-Energi

NIBE MÖTER VITRE. Susanne Ek och Marie Christoffersson

PRIVATA OCH MINDRE KOMMERSIELLA UPPVÄRMNINGSANLÄGGNINGAR FRÅN BIO MOBITEK BIO HEATING TECHNOLOGY. BMT PowerCont KW.

Det finns många sätt att koppla ackumulatortankar

Kraftig ökning av antalet luftvärmepumpar

Utvärdering av förbränningsförsök med rörflensbriketter i undermatad rosterpanna

BESIKTNINGSRAPPORT. Energideklaration. Paragrafen 16

ALLBRÄNSLE- ANLÄGGNINGAR KW

Myndigheten för samhällsskydd och beredskaps författningssamling författningssamling

RENARE LUFT MED ECO- DRIVING I BRASKAMINEN

Installations- och användningsmanual. Zaragoza

INSTALLATIONS- OCH BRUKSANVISNING. Ariterm 35+

SVERIGES MEST PRISVÄRDA BRASKAMINER SE HELA AKTUELLA UTBUDET PÅ

Villapannor. Sveriges största leverantör av villavärmeprodukter

Myndigheten för samhällsskydd och beredskaps författningssamling

Ved eller pellets?

SMÅSKALIG FASTBRÄNSLEELDNING. Basuppvärmning pannor, trivseleldning och spisar

OURA SERIEN BBRUKSANVISNING

RENARE LUFT MED ECO- DRIVING I BRASKAMINEN

Eldning av spannmål för uppvärmning - presentation av projekt inom Energigården. SP Sveriges Tekniska Forskningsinstiut Enheten för Energiteknik

Konsekvensutredning BBR 25. Boverkets föreskrifter om ändring i verkets byggregler (2011:6) föreskrifter och allmänna råd, avsnitt 6:741

Yrkes- och miljömedicin i Umeå rapporterar 2014:5 ISSN Umeå universitet Umeå

E. Konvertering till och förbättring av vedeldning

Källor till utsläpp i de nordiska länderna Trender, prognoser och åtgärder Reino Abrahamsson naturvårdsverket

Enkelheten med pellets möter mysfaktorn med ved

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

INSTALLATIONS- OCH DRIFTANVISNINGAR

Enkelheten med pellets möter mysfaktorn med ved

BioAir. Varmluftspanna. Datum , rev 0

PRODUKTBLAD VÄRMEPUMP LUFT/VATTEN

PELLETSPANNA PELLETS OCH VEDPANNA. Modell PV. Svensk tillverkning

Bioenergikluster Småland. En rapport inom Energimyndighetens Euforiprojekt:

HANDÖL 50-SERIE NYHET

Monterings- och bruksanvisning

Viktigt att minska utsläppen

Småskalig värmeförsörjning med biobränslen. Projekt och status oktober 09

Vedeldning Miljöförvaltningen informerar

Tekniska krav och anvisningar. Rörsystem. Biobränslesystem 1 (10)

RAPPORT 2016:6 REGERINGSUPPDRAG. Småskalig vedeldning. Återrapporteringskrav om tidigareläggande av ekodesign

KMP Neptuni (Konventionell skorsten) Ariterm Sweden AB

Installations- och skötselanvisning

Montage- skötsel- och eldningsanvisningar

VEDOLUX ROBUSTA MILJÖVÄNLIGA VEDPANNOR

Fastighetsägare. i en klass för sig själva!

Vedeldning. MBIO - energiteknik AB :1

Monterings- och bruksanvisning. Sverigekassetten. Avser installation i befintlig öppen spis

Om eldning sker för enskilt hushållsbehov för uppvärmning och matlagning ska sotning utföras enligt följande.

Diarieför och sätt in kopia på brevet (tillsammans med det nedtecknade klagomålet) i pärmen för vedeldningsklagomål.

Jordbro KVV. Första driftårets erfarenheter Anders Agebro. Södertälje

Rapsmjöl optimalt utnyttjande i olika förbränningsanläggningar

Det är vattnet i våra kaminer som gör dem smartare Vattenmantlade braskaminer, fristående och för inbyggnad

Solvärme Teknik och olika applikationer och system. Mats Johansson KanEnergi Sweden AB

ns~aa~ ~nc~ r~ch a6nändmrgsrnanua: Täljstenskassetten

Uppvärmningspolicy. Antagen av kommunfullmäktige , 177

ELDNINGSINSTRUKTION Version 1.2 KAMINEXPERTEN SVERIGE AB

Nyhet! Nyhet! Helt rätt i tiden

SCAN-LINE 7 SERIEN BRUKSANVISNING. Scan-Line 7B. Scan-Line 7D.

SCAN-LINE 40 SCAN-LINE 50 BRUKSANVISNING

Utvärdering av nytt förbränningsrum Traditionella och befintliga Kakelugnar

Drift och underhåll AgroTec-brännaren

Klimatutmaningen eller marknadsmässighet - vad ska egentligen styra energisektorns investeringar?

Miljörapport för Säffle Fjärrvärme AB Miljörapport 2012 Säffle Fjärrvärme AB

B9. Lokaleldstäder. Typgodkänd: En typgodkänd eldstad uppfyller miljö- och säkerhetskraven

Mätning och utvärdering av PM brännaren. Tomas Persson

Manual till paketmärkningsverktyg

[ UPPHÄVD ] Allmänna råd och kommentarer om sotning och kontroll enligt 17 räddningstjänstlagen (1986:1102) beslutade den 9 december 1996.

INSTALLATION. Val och bedömning av panna och skorsten. Programmet - funktions beskrivning. Potentiometrarnas placering

Eldstäder För närvarande finns det 10 st. aktiva eldstäder i föreningen. Se tabell för placering.

Bruksanvisning EuroFire mod

MONTERINGS- & SKÖTSELANVISNING. Attityd 300. Utgåva 01/09

BÖJLIGA INSATSRÖR FÖR SÄKER SKORSTENSRENOVERING

Nordisk studie om SLCP

Transkript:

Småskalig förbränningsteknik på kursen Förbränningsteknik 7.5 hp, Markus Broström ETPC/UmU 1

Ibb-Anna Rassa eldar jårbukdållå, ur boken Eld av Yngve Rask. 2

Akvarell av Kerstin Westin, Bagarstugan 3

Bild från 1920, inredningen förmodligen äldre. Västergötlands museum Järnspis tillverkad kring 1900. Något mer sentida installation. 4

Kök från 1910. Spiskåpa av senare datum. Västergötlands museum 5

Fokus på vedpannor De första vedpannorna (30 och 40-talet) var gamla kokspannor, d v s endast för glödförbränning av koks med upptag av strålningsvärme till omgivande kalla ytor! På 40-talet kom de första renodlade vedpannorna med särskild gasförbränning skild från eldstaden På 80-talet kom fläktstyrning, recirkulation och blålågetekniken effektiv och sotfri förbränning! Moderna pannor har fläktstyrning, omvänd förbränning (prim/sekzon), keramisk brännkammare, vissa med blålågeteknik och ett fåtal med lambdasond (syre sensor). Teknik med katalysatorer i rökgaserna har testats men utan genomslag i Sverige, dock vanligare på vedkaminer i Nordamerika. Skilj på gas- (kolväten+co) och glödförbränning (fast kol)! ~90% av energin är i form av gasförbränning! 6

Småskalig förbränning på villanivå (<50 kw) Vedeldade kaminer, spisar, kakelugnar dominerar i antal Vedpannor dominerar i energianvändning Pelletssystem (brännare, pannor och kaminer) dominerar i potential 7

Oljeeldning på väg bort Spannmålsanläggningar (brännare och pannor) svagt på gång med viss potential (osäkert) Fliseldning relativt liten andel men med potential 8

Pannor Värmesystem där värmen distribueras via en vattenkrets. Värmen från anläggningen (strålning, konvektion och värmeledning) sprids inte i lokalen eller blir förluster.?? Hur stämmer detta för vedpannor i villor?? Utgör en primär (huvudsaklig) värmekälla. Finns som renodlade för ett bränsle eller som kombipannor, samt i olika förbränningstekniska utformningar. Lokaleldstäder Eldstäder spridda i lokalerna. Värmen från anläggningen (strålning och konvektion) kommer lokalen till godo. Anses i tätbebyggda områden endast utgöra sekundär/kompletterande värmekälla (för s k trivseleldning ). 3 (eller 4) huvudtyper: 1. Öppen spis med eventuell insats 2. Tunga magasinerande system typ kakel- och täljstensugnar 3. Kaminer av mer eller mindre avancerad konstruktion (braskaminer, köksspisar m m ) (4.) Automatiserade pelletkaminer, som nuförtiden även finns med vattenmantling (-> panna eller kamin?) 9

Det finna ett antal olika indelningar av småskaliga värmesystem (fokus på biobränsleeldade): Pannor Lokaleldstäder Primär värmekälla Sekundär värmekälla Vedsystem Pelletssystem Manuellt matade Automatiskt matade Gamla (traditionella) Nya (moderna) Miljögodkända Icke miljögodkända...? 10

Småskalig vedeldning ca 12 TWh Energianvändning i Sverige 11

Energianvändning i Sverige Småskaliga system, teknik m m Approximately 1.4 milj residential biomass burning units are installed in Sweden (SCB, EN 16 SM 0601) However, only 0.992 milj of those are in regular use, distributed as: (Todorović et al (2007), Rapport TPS m fl) Wood stoves (heavy; heat storing) 8% Pellets heating 7% Wood stoves (light; e g chimney stoves) 62% Wood log boilers 23% Old wood log boilers without acc.tank 15% Old wood log boilers with acc.tank 1% Modern wood log boilers (with acc.tank) 7% Wood chips: Used in 30 000-40 000 houses (3-4%) Oil: 230 000 oil boilers (pure oil systems or in combination with electricity/wood) 12

Energianvändning i Sverige Småskaliga system, teknik m m Vedpannor jmf med totala antalet sotade värmepannor Lokaleldstäder som sotas varje år jmf med totala antalet lokaleldstäder Endast 8% av vedpannorna i Lycksele har en ackumulatortank!! Rapport från Äfab 2002 13

Varför ack.tank på pannan? Exempel med typisk vedpanna... Småskaliga system, teknik m m Typisk eldstadsvolym (vedmagasin) på 100 liter Riktvärdet 1.3 kwh (4.7 MJ) / liter ved 130 kwh per vedinlägg (beror på stapling!) Notera: Värmevärdet för lufttorkad ved (ca 20% fukt) är 14 MJ/kg Densitet för fast ved är ca 0.5 kg/liter 7 MJ/liter fast ved (att jämföra med 4.7 MJ/liter ved staplad i pannan) 130 kwh energi läggs in i pannan och om det förbränns på drygt 5 h motsvarar det alltså ca 25 kw! Vad är normalt effektbehov i en villa vintertid - medel och max..? 14

Småskaliga system, teknik m m 15

Småskaliga system, teknik m m förtydligande av 0.862 faktorn! 16

Småskaliga system, teknik m m Fullständig förbränning kräver Temperatur, Tid och Turbulens! 17

Exempel från studie med förbränning av enskilda pellets i 800-1000 C med 10-21% O 2 (i N 2 ) Småskaliga system, teknik m m Torkning 1-5 s ca 6-10 vikt-% Pyrolys (och gasförbränning) 40-50 s ca 75-80 vikt-% Koksförbränning 100-300 s ca 10-15 vikt-% H 2 O(l) H 2 O (g) pyrolysgaser ----> kolväten+sot+co ----> CO 2 +H 2 O C(s) CO CO 2 Koksåterstod efter pyrolys 18

Småskaliga system, teknik m m Överförbränningsprincip Omvänd förbränning Äldre system Kombipannor Nyare system 19

Småskaliga system, teknik m m Höga utsläpp i start- och glödstadiet! 20

Småskaliga system, teknik m m Exempel på teknik i moderna vedpannor Sugfläkt som förhindrar framrykning vid vedpåfyllning och även ställer mindre krav på skorstensdrag. Helautomatisk styrning av pannan som stoppar fläkten när veden är slut. Förvärmd förbränningsluft. Rejält tilltagen påfyllningslucka. Tjock isolering (75 mm). Keramisk förbränningskammare. Vissa modeller har även: Blålågeteknik återföring av rökgaser (främst vattenångan är viktig) för mindre sotande flamma och mer lätta kolväten att förbränna Lambdasondsstyrning (dock 15-20 000 kr dyrare) för en mer optimerat luft-bränsle förhållande i olika faser av en batch under vedeldningen 21

Småskaliga system, teknik m m 22

Småskaliga system, teknik m m Kakel-, tegel- och täljstensugnar Verkningsgrad: 67 75 procent Rökgastemperatur: Mindre än 350 C Effekt: 2 kw 6,5 kw Vikt: 500 kg till flera ton Lämpligt för: Kontinuerlig uppvärmning Pris: 25 000 50 000 kronor Tunga konstruktioner som ackumulerar värmen (upp till 3 h för att värmas upp och avge full effekt) Avger värme i många timmar efter avslutad eldning Långa rökgaskanaler, drivs utan rökgasfläkt men kan kompletteras med varmluftfläkt Bör eldas med rejäla vedinlägg och långa brinntider (ej småeldning), för bästa effektavgivning Det finns ett tiotal olika fabrikat med miljögodkända tunga eldstäder. 23

Småskaliga system, teknik m m Braskaminer (även täljstenskaminer, gjutjärnskaminer, m m) Braskaminer Verkningsgrad: 65 85 procent Rökgastemperatur: < 350 till < 450 C Effekt: 3 12 kw Vikt: 100 200 kg Lämplig för: Tilläggsvärme/kompletterande uppvärmning Pris: 13 000 16 000 kronor Braskaminer av plåt är lätta och mycket effektiva spisar som snabbt ger ifrån sig värme till rummet. Drivs ofta med självdrag men har luftvärmeväxlare (fläkt) Luften tas i regel från rummet tänk på ventilationen! Teknikutveckling senaste 10 åren med bl a Clean burning teknik Finns i stort antal tekniska och designmässiga utformningar Ny teknik med omvänd förbränning! 24

Småskalig pelletseldning Pellets kan eldas i: Pelletsbrännare som dockas mot befintlig panna (helst ved eller kombi med stort förbränningsrum) Integrerade pelletspannor (Kompletta system, mycket automatik) Pelletskaminer (ska inte jämföras med vedkaminer) I vissa spannmålsbrännare Pelletskvalitet? Vilka parametrar är viktiga för att bra pelletsbränsle? 25

Småskalig pelletseldning 26

Småskalig pelletseldning 27

Småskalig pelletseldning 28

Småskalig pelletseldning 29

Prestanda - Tillgänglighet Varför bildas slagg (smältning/sintring) i utrustningen? Bränslet innehåller Askbildande element (Ca, K, Mg, Si, P,..S, Cl) + eventuellt kontaminerat material Bildar vid förbränningen olika oorganiska föreningar (gas- och kond. faser). Vissa föreningar uppehåller sig en stund i/omkring rostret Beroende på vilka föreningar som bildas och utrustningens beskaffenhet (temp, askföreningarnas uppehållstid i varma zonen) kan (problematisk) slagg uppstå. 30

PM emissions from residential heating systems - emission factors for domestic biomass heating systems Prestanda - Emissioner Present emission factors (mg/mj fuel ) used in Sweden for residential biomass appliances Old wood log boilers (no acc. tank, large fuel charge) Old wood log boilers (no acc. tank, adjusted fuel charge) Old wood log boilers (with acc. tank) Modern wood log boilers (with acc. tank) inorganic matter non carbonate carbon % Pellet appliances Wood stoves (light and heavy weight) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 PM emissions (mg/mj) Old wood log boilers (no acc. tank, large fuel charge) 1300 Old wood log boilers (no acc. tank, adjusted fuel charge) Old wood log boilers (with acc. tank) Modern wood log boilers (with acc. tank) Pellet appliances Wood stoves (light and heavy weight) inorganic matter non carbonate carbon % Source: Todorović et al (2007)... and with another scale... 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 PM emissions (mg/mj)

Prestanda - Emissioner Origin of PM 10 emissions in Sweden (t/year) other; 640 industry; 17820 international maritime & aviation; 8400 district heat and power supply ; 4240 agriculture; 5820 residential; 5860 wood (biomass) heating*; 4500 outdoor houshold and gardening; 830 oil heating**; 530 traffic; 19570 Source: Paulrud S, IVL Swedish Environmental Institute. National emission inventory report data. 32

FoU Fokus och utmaningar Småskalig bioenergiteknik Bränsle Teknik Miljö System Pelletskvalitet fysikaliska egenskaper och sammansättning (kemiska egenskaper) Nya råvaror nya problem, tillgång, marknad... Ytterligare förädling...torrefiering!? Tillgänglighet (problemfritt) Korrosion nya råvaror (klor...!) Fungera vid låga effektuttag (1-3 kw) Kontinuerlig drift (ÄVEN för ved!?) Integrerade system som är billiga! Partikelemissioner främst hälsoaspekter av dålig utomhusluft Klimatpåverkan av dåliga system (höga metanutsläpp!?) Kväveoxider med nya råvaror Pelletsproduktion Distribution Integrering med annan industri (Energikombinat) 33

Verkningsgrad för förbränningsanläggningar Prestanda - Verkningsgrad Olika definitioner av verkningsgrad; Förbränningsverkningsgrad, Pannverkningsgrad, Årsmedelverkningsgrad, Systemverkningsgrad, Totalverkningsgrad... olika typer av förluster från en värmepanna: Rökgasförlust i fritt värme; påverkas av både rökgastemperatur, rökgashastighet och rökgasmängd (inkl luftöverskott) - ofta ingår även förluster i oförbrända gaser Förbränningsförluster i form av oförbränt i aska och gaser (CO och kolväten) Omgivningsförluster i form av strålning och konvektion från pannans utsida (förlust endast om det inte kommer lokalen till nytta! Jmf panna och kamin! Genomströmningsförluster i form av kylande luftströmning genom pannan vid stillestånd. Den del av uppstartningsenergin, som åtgår för att värma vattenvolym och keramik till drifttemperatur, och som inte kan nyttiggöras i värmesystemet Isolationsförluster från rörledningar, expansionskärl och ackumulatortankar Distributionsförluster i rörledningar samt drivenergi för pumpar och eventuella fläktar 34

Prestanda - Verkningsgrad Pannverkningsgrad kontra Förbränningsverkningsgrad Pannverkningsgraden är ett praktiskt (verkligt) bestämt mått som tar hänsyn till: Förluster i fritt värme i rökgaserna Förluster i oförbränt i aska och gaser (CO+HC) Förluster från pannytor med mera Förluster till pannans fundament Förbränningsverkningsgrad är ett teoretiskt bestämt mått på hur fullständigt förbränningen sker och hur stora rökgasförlusterna är utan hänsyn till förluster i askan eller strålning/konvektion 35