Bränslekartläggning, nya bäddmaterial och pannoptimering

Björn Lindberg poängterar till slut att det kräver aktivitet av pannägarna för att ta del av de nya föreskrifterna, som tros antas av Arbetsmiljöverket under senvåren 2017 och träda i kraft i mitten av hösten. Ett förslag är att kontakta kontrollorganen för att ordna en träff eller utbildning.

Vad matar vi pannan med?

Mälarenergi AB är en energikoncern som ägs av Västerås stad. Vid kraftvärmeverket i Västerås finns en ny enhet, block 6, som togs i bruk år 2014. Pannan använder sig av biobränsle och avfall. Bränslet härstammar från Sverige och de brittiska öarna.

”Som mest kan man mata in 60 ton avfall per timme, cirka hälften från lokala källor. Det finns tre parallella berednings- och matningslinjer. Avfallet klipps i kreditkortstora bitar, järnmetall avskiljs med magnet och övriga metaller tillsammans med andra tunga partiklar i en vindsikt”, berättar Linda Svensson, teamledare på Mälarenergi.

”Bränslets sammansättning påverkar många saker, från förbränningens effektivitet och utsläpp av gaser till askans egenskaper. Tillsammans med Mälarenergi och pannleverantören ville vi kvalitetssäkra primärbränslet, se hur olika bränslefraktioner påverkade anläggningen och slitage på material samt ta fram en beräkning av pannans massbalans,” förklarar Frida Jones, från Enheten för energi och bioekonomi vid SP, Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, som från årsskiftet blir en del i RISE.

Eftersom parterna ville få en representativ provtagning utarbetade SP ett schema över provtagningspunkter och antal prover som behövdes. Mälarenergi utbildade ansvarig driftpersonal och i samråd valdes de parametrar man ville undersöka.

”De skulle motsvara kontraktsdata och avspegla bulkdensitet och storleksdistribution. Totalt togs över 250 prover som sändes för analys.”

Resultatet visade ett överraskande högt innehåll av glas och metalliskt aluminium i askan, alltså icke fluidiserbart material. Efter revisionsstopp nådde man bättre storleksfördelning mellan bränslet i bränsleberedningen och i pannan.

”Kemiskt undersöktes 40 parametrar. Det är lätt att plotta in kontraktsdata mot diagrammet över uppmätta ämnen och se vad som händer när man tillför ett nytt bränsle.”

Metoderna och slutsatserna kan användas på många sätt, för prestandaprov, för garantifrågor, förbättring av återvinning och som referensvärden vid sintring, stopp och vid utarbetande av garantivillkor för nästa projekt, Block 7.

Nytt bäddmaterial för fluidbäddspannor

Fluidbäddtekniken har ett knappt halvsekel på nacken – de första kommersiella pannorna kom i slutet av sjuttiotalet. Sedan dess har tekniken utvecklats genom cirkulerade FB-pannor, men själva bädden består fortfarande oftast av sand, bränsle, aska och i vissa fall kalksten. Nu finns dock ett alternativ.

”Hur kan driften av en FB-panna bli ännu bättre och stabilare? Om man vill öka lasten, förbättra verkningsgraden, minska dioxinutsläppen och NOx-emissionerna och reducera korrosionen är det dags att överge kvartssanden, som ju också är ohälsosam”, förklarar Fredrik Lind från Chalmers Tekniska Högskola.

”Improbed är ett nytt material som bygger på metalloxider. Problemet i en fluidbäddpanna är dålig kontakt mellan själva bränslet och syre, vilket ger ofullständig förbränning och mycket CO. Improbed kan eliminera CO-spikar genom att materialet gynnar syrebuffring och transport av syre till bränslet.”

Genom den högre smälttemperaturen hos Improbed minskar risken för sintring. Fredrik säger också att alkalijoner binds, vilket leder till färre sotningstillfällen genom mindre agglomerering.

”Vi har testat Improbed stegvis, från laboratorieskala till Chalmers egen 12 MW CFB-panna och nu sedan februari 2016 i kontinuerlig drift i E.ON:s 75 MW avfallseldade CFB-panna i Händelöverket. Vi har också kört Improbed i en BFB-panna. Resultaten är uppmuntrande. Sotningsbehovet minskade, syrehalten ökade och CO-topparna minskade i antal. I BFB-pannan (18 MW), som kördes med träbränsle minskade CO-halten markant.”

Pannoptimering och pannstyrning

”Optimering är en fråga om att få enskilda komponenter att fungera mer effektivt, vilket ger en bättre helhet. Man kan minska förluster i systemet – om 5-10 % av tillförd energi gått åt att driva anläggningen och denna andel kan sänkas till 4-6 % sparas oerhört mycket”, förklarar Johan Löfgren från ABB Power Generation.

”Dagens pannoptimering bygger på att vi redan samlar in stora mängder data i form av signaler för drift, larm, säkerhet etc. PGIM, vår plattform för datainsamling från driften av en kraftvärmeanläggning, används för optimeringslösningar i ett verktyg som vi kallar Optimax.”

Till exempel kan modulen Optimax Sootblow kan användas för att bedöma om sotblåsning behövs. Alla ingående data visas som grafer – man ser när prestanda börjar sjunka. Vid analys av livstidsförlängning av en panna kan modulen Optimax Boilerlife visa om det förekommit kritiska temperatur- och trycktoppar under driften och om pannan körts under tillverkarens designgränser.

”Vi använder bara befintlig information, som sammanställs med skräddarsydda algoritmer. Alla signaler finns redan!”

SIL brännarstyrning

Helen Edje är specialist på funktionell säkerhet på ABB. Hon säger att ABB har driftsatt 3600 säkerhetssystem sedan 2005, alltså ett om dagen. ”Traditionellt har brännaren styrts av en ’svart låda’, som inte gett överblick eller kontroll av processen eller möjlighet att styra den. Tack vare moderna digitala lösningar med hög integritetsnivå kan man bygga in begränsningar i systemet, som förhindrar mänskliga misstag.”

ABB erbjuder BMS, ett komplett system för brännarstyrning, med olika block för till exempel uppstart, kontroll av lambdaförhållandet, upptäckt av läckande ventiler etc.

”BMS är fullt certifierat till EN 298 och innehåller fem SIL 3 klassade funktionsblock. Äntligen kan vi direkt se vad som sker vid en uppstart eller de första tecknen på en driftstörning.”

Blästerskada i Torsvik

Alla som åker längs E4 förbi Jönköping har säkert lagt märke till det ståtliga kraftvärmeverket söder om staden. År 2008 var detta skådeplatsen för ett haveri i samband med en revision på KVVT1, en avfallspanna på 60 MW.

”Vi hade problem med igensättningar och skulle rengöra pannan med en metod specificerad i garantivillkoren. Efter blästring upptäckte vi läckage ibland annat en överhettartub och efter inspektion ett antal hål och indikationer, som ledde till omfattande reparationer och driftstopp. Efter blästringsprov såg vi att ingångshål i tuberna kunde uppstå efter så kort tid som två minuter, genomgående hål efter 9 minuter. Felaktig blästring i fem sekunder gav en skada 0,5 mm djup!”

Magnus Olsson och Magnus Hellqvist från Jönköpings Energi AB fick hantera skadan utgående från ett anläggningsperspektiv och ett driftsperspektiv.

”Reparationerna blev omfattande, men det är inget mot efterspelet. Vad har entreprenören för försäkringsskydd. Kan entreprenören sitt uppdrag? Verifiera kompetensen! Och var beredd på att hanteringen tar tid – för oss sju år. Att dokumentera och fotografera så mycket som möjligt är helt avgörande. Ett bra tips är att föra dagbok. Notera beslut, vem tar beslutet, när och om vad?”

Jönköpings Energi stötte på bristande förståelse hos sitt försäkringsbolag och valde att gå vidare med en ny mäklare, som lät utföra en riskbedömning på hela verksamheten inklusive underhåll och brandskydd etc.

”Vi arbetar nu med riskförebyggande åtgärder, som vi hoppas skall reducera antalet mindre skador. Vårt nya försäkringsbolag ger oss hjälp att analysera våra anläggningar, vilket är en god hjälp vid modernisering eller ombyggnad. Att förebygga bränder och stora olyckor som turbinhaverier är viktigt, men säkerhetsarbetet är även mycket arbetskrävande eftersom man måste vara proaktiv. Vi får minst ett besök per år och har frekventa telefonkontakter med det nya bolaget. Resultatet är högre tillgänglighet och lägre skadefrekvens.”

Text: Tage Erikson

Sidan skapad: 19 dec 2016