Framtagande av alternativ metod för kontinuerlig beräkning av pannverkningsgrad i förbränningsanläggningar : Utredande studie av tillförlitligheten vid kontinuerlig beräkning av pannverkningsgrad med den indirekta metoden på Säbyverkets pannor 11 - 13

This thesis studied a new method for continuous calculation of boiler efficiency at Säbyverket:s boiler 11, 12 and 13 located in Jakobsberg, Sweden. Säbyverket three boilers are supplying peak power to Stockholms “Nordvästra nät” with district heat during lack of power in the district heating grid. The plant was originally designed to run on oil, but new regulations and environmental knowledge caused E.on who own the plant to convert boiler 12 to a multifuel boiler burning wood powder mainly and bio-oil secondary. Boiler 11 and 13 changed to be operated with bio-oil. Recent data on the boiler efficiency after the conversion showed boiler efficiencies not in line with the expected efficiency. Therefore, a study was conducted to forward a different method of calculating boiler efficiency at Säbyverket. The requirement of the new method was that it should be calculated in a way that avoided existing uncertainties. Today’s method was based on the direct method for calculating boiler efficiency for boiler 11 and 13. Due to difficulties in calculating mass flow for solid-state fuel, boiler 12 had a method based partly on the indirect method, and partly based on the direct method. A new method for the three boilers based on the indirect method was produced. Comparing results showed that the current method for boiler 11 resulted in a way to low calculated boiler efficiency compared to the new indirect method. While boiler 12 method was confirmed giving the same results with the two methods. Boiler 13 had a double-calculated density when calculating the delivered power from the oil fuel. This caused a calculated boiler efficiency over 100 %. When compensating for this factor the two different methods gave the same mean result. However, the new method based on the indirect method was significantly more stable when calculating boiler efficiency with a sampling time with mean-minute values. Results from the calculations show that the method for calculating boiler efficiency f
Säbyverket tre pannor byggdes mellan 1977 - 1982 och bestod ursprungligen av tre stycken fossiloljeeldade fartygspannor om 47 MW var. På grund av hårdare miljökrav samt ett hårdare miljöarbete av E.on, konverterades panna 11 och 13 till bioolja 2006 respektive 2016. Panna 12 konverterades till en tvåbränsleeldad panna med träpulver som primärbränsle och bioolja som sekundärbränsle år 2003. Beräkningen av pannverknignsgrad var efter konvertering opålitlig framförallt för panna 11 och 13, den beräknade pannverknigsraden visade på pannverknignsgrader som inte var överensstämde med det förväntade resultatet. På grund av osäkerheten som fanns i beräkningarna ämnade examensarbetet att reda ut om en alternativ metod för beräkning av pannverknignsgrad skulle ge en pålitligare beräkning av pannverkningsdgraden. En ny metod togs därför fram för beräkning av pannverknigsrad baserat på den indirekta metoden. Metoden beräknar pannverkningsgraden genom förluster, istället för kvoten mellan levererad och tillförd effekt vilket dagens metod baseras på. En stor fördel med den indirekta metoden är att den kan beräknas relativt. Detta betyder således att tillförd bränslemängd inte behöver vara känd indata vid beräkning. Eftersom fastbränsleflöden är svåra att mäta är detta en fördel för framförallt panna 12. Eftersom panna 12 eldar två bränslen itererades respektive massandel bränsle fram för beräkning av pannverkningsgraden. Den nya metoden beräknar följande förlustfaktorer: Rökgasförluster, oförbränt i fast rest (askförluster), oförbränt i gasfas och strålning och ledningsförlsuter. Resultatet från de två olika metoderna visade att nuvarande metod för panna 11 beräknade en för låg pannverkningsgrad i jämförelse med den nya metoden. Panna 12 visade samma resultat vid beräknad pannverkningsgrad med de två olika metoderna. Dagens metod för Panna 13 dubbelräknade densiteten vid beräkning av massbränsleflödet, detta resulterade i en beräknad pannverkningsgrad över 100 % då den tillförda