Primærluft i CHP.pdf
Primærluft i CHP.pdf
Primærluft i CHP.pdf
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Primærluft</strong> i <strong>CHP</strong><br />
2012<br />
Bachelor projekt<br />
af<br />
Johnni Winther
Reno Nord I/S<br />
6. semester Bachelor Projekt<br />
Uddannelses institution Århus Maskinmester Skole, AAMS<br />
Fagområde Maskinteknik<br />
Vejleder Adjunkt, Maskinmester<br />
Antal normalsider: 25<br />
Thomas Møller Hansen<br />
Forside illustration Reno-Nord I/S<br />
Udarbejdet af Johnni Winther<br />
Studie nr. F10180<br />
2 | S i d e
Abstract<br />
This thesis is made as the final part of my education as Bachelor of Marine and Technical Engineering. In<br />
extension of my internship at a waste fired <strong>CHP</strong> (combined Heat and Power plant). The plant is situated<br />
in Aalborg a city in Northern Jutland of Denmark.<br />
The primary fuel is household waste alongside with industrial waste, from a wide variety of firms. The<br />
Company Reno-Nord I/S that runs the plant is also responsible for a Landfill where storages of<br />
contaminated waste is carried out as they are responsible for the burning of dangerous waste.<br />
Reno-Nord I/S is organized as a partnership with a politically appointed board. The partner<br />
municipalities are Brønderslev, Jammerbugt, Mariagerfjord, Rebild and Aalborg municipalities.<br />
The energy that comes from burning the waste is exploited for two purposes. Namely Production of<br />
Electricity and District heating. The Electricity is sold on the free marked and the heat is transferred and<br />
sold to Aalborg district heating Company.<br />
The process of making this to products is when the waste I burned in the Plant, the heat from the fire<br />
produces steam. The steam then drives a Turbine, this drives a Generator that produces electricity.<br />
Upon this the steam partially condensates, bough the rest steam and the condensate is heat exchanged<br />
for the district heating.<br />
During the Internship it became clear that the primary air supply for the Furnace did not have the right<br />
temperature. It should have a temperature of 145° C but at the time of my intership it had fallen to<br />
around 105° C. I went about the problem in a deductive manner. What could be the reason for this<br />
temperature drop? Can the problem be rectified or optimized?<br />
This thesis analyses on the above mentioned problem. And some models for rectifying and optimizing<br />
around this problem are set forward. Also the way the primary air flow is heated is rethought specially<br />
the drying of the waste on the first grate in the furnace. For this I set a theory that might deliver a<br />
further NOX reduction.<br />
It is then concluded that the most sensible method of rectifying the problem.<br />
3 | S i d e
Indholdsfortegnelse<br />
Forord ..................................................................................................................................................... 5<br />
Tak til .................................................................................................................................................. 6<br />
Baggrund ............................................................................................................................................. 6<br />
Læsevejledning .................................................................................................................................... 6<br />
Ordforklaring ....................................................................................................................................... 6<br />
1. Indledning ........................................................................................................................................... 7<br />
1.1 Formål ........................................................................................................................................... 7<br />
1.2 Problemformulering ...................................................................................................................... 7<br />
1.3 Problemafgrænsning ...................................................................................................................... 8<br />
2. Metode ............................................................................................................................................ 8<br />
3. Anlægs beskrivelse. ............................................................................................................................. 9<br />
3.2 Farligt affald................................................................................................................................. 10<br />
4. Energianlægget .............................................................................................................................. 11<br />
5. Ovn ................................................................................................................................................ 12<br />
5.1 Fødesystem Waste feeding ...................................................................................................... 12<br />
5.2 Forbrændingsrist ...................................................................................................................... 13<br />
5.3 Slaggeudtag og –Pushere. ........................................................................................................ 14<br />
5.4 Ristegennemfaldssystem. ......................................................................................................... 16<br />
6. Forbrændingsluftsystemer. ............................................................................................................ 16<br />
6.1 Primær- og Sekundærluftsystem. ............................................................................................. 16<br />
6.2 Køleluft .................................................................................................................................... 21<br />
6.3 Hydraulikanlæg ............................................................................................................................ 21<br />
7. Kedlen ............................................................................................................................................... 22<br />
7.1 Kedelcirkulation ........................................................................................................................... 23<br />
7.2 Slidzone ....................................................................................................................................... 23<br />
8. NOX dannelse ................................................................................................................................. 23<br />
8.1 Recirkulation ................................................................................................................................ 24<br />
8.2 Korrosion ..................................................................................................................................... 26<br />
9. Hedefladerne ................................................................................................................................. 26<br />
9.1 Evaporator ............................................................................................................................... 26<br />
9.2 Overhederne 1,2og 3 ............................................................................................................... 26<br />
4 | S i d e
9.3 Economiser .............................................................................................................................. 26<br />
10. Overbeholder .............................................................................................................................. 26<br />
10.2 Vandcirkulation .......................................................................................................................... 27<br />
11. DeNOX ......................................................................................................................................... 27<br />
12. Røggas rensningen ....................................................................................................................... 28<br />
12.1 Elektrofilter ............................................................................................................................ 28<br />
12.2 SNCR anlæg ............................................................................................................................ 28<br />
12.3 NH3-stripper ........................................................................................................................... 29<br />
13. LAB røgrensning ....................................................................................................................... 31<br />
14. Vandrensning (spildevand) ........................................................................................................... 33<br />
15. Problemanalyse ............................................................................................................................... 34<br />
15.1 Udregninger på varmebalancen ................................................................................................. 37<br />
15.2 Del konklusion ........................................................................................................................... 38<br />
16. Optimerings muligheder .............................................................................................................. 39<br />
17. Alternative Problempotentialer ....................................................................................................... 40<br />
18. Konklusion ....................................................................................................................................... 40<br />
19. Perspektivering ............................................................................................................................ 41<br />
20. Litteraturliste ................................................................................................................................... 44<br />
21. Bilagsliste ........................................................................................................................................ 46<br />
22. Billede liste ...................................................................................................................................... 47<br />
Forord<br />
Denne Rapport er udarbejdet som afslutningen på 6. semester på Maskinmester uddannelsen, på Århus<br />
maskinmester skoles første fjernundervisningshold. Som en del af 6. semestret er der gennemført 50<br />
dages praktik hos Reno-Nord I/S (Aalborg). Fra den til egnede viden om anlægget på Reno-Nord I/S<br />
udarbejdes denne rapport som det afsluttende Bachelor projekt. Dette er gjort ud fra en relevant<br />
problemstilling på anlægget.<br />
5 | S i d e
Tak til<br />
Jeg vil gerne rette en stor tak til følgende for at have bidraget til udarbejdelsen af mit bachelor projekt.<br />
Henrik Skovhaug Direktør, Reno-Nord I/S<br />
Kjeld Juul Pedersen IT-ansvarlig, Reno-Nord I/S<br />
Henrik Skov Driftschef, Reno-Nord I/S<br />
Claus Bang Driftskoordinator, Reno-Nord I/S<br />
Stig Andersen Vagtleder, Reno-Nord I/S<br />
Finn Frost Vagtleder, Reno-Nord I/S<br />
Mads Jørgensen Vagtleder, Reno-Nord I/S<br />
Arne Hedegård Kristensen Vagtleder, Reno-Nord I/S<br />
Jan Axel Nielsen Vagtleder, Reno-Nord I/S<br />
Michael Pedersen Vagtleder, Reno-Nord I/S<br />
Arne Pedersen Vagtleder, Reno-Nord I/S<br />
Thomas Møller Hansen Adjunkt, Maskinmester, Århus maskinmester skole<br />
Der skal lyde en tak til Ovnpasser staben samt røgrensnings staben og det øvrige personel på Reno-Nord<br />
I/S, for at have været hjælpsomme med opnåelse af forståelse af virkemåden af anlægget og<br />
virksomheden. Samt med hjælp til at, besvare spørgsmål omkring problemstillinger under Praktikken. Og<br />
ikke mindst tak for at jeres telefon og mail har været åben for spørgsmål under projekt skrivningen.<br />
Baggrund<br />
Emne til dette projekt er valgt med udgangspunkt i den gennemførte praktik på Reno-Nord I/S, hvor der<br />
er gennemgået forskellige problemstillinger med vagtlederne. Det valgte problem blev <strong>Primærluft</strong> LUFO 1 ,<br />
da det ikke umiddelbart virkede til at det var her driftspersonellets fokus lå.<br />
Læsevejledning<br />
Der henvises under alle billeder til kilden, først står angivet hvad billedet illustrerer og i den<br />
efterfølgende parentes er kilden angivet. Hvis det er forfatteren selv der har produceret en illustration<br />
eller taget billedet er der henvist til dette projekt som kilde.<br />
Til hvert afsnit vil det om muligt være angivet en kilde, dette gælder ikke under afsnit, men det kan<br />
forekomme og er der særlige emner at fremhæve er kilden påført.<br />
Dette er for at anskueliggøre overfor læseren hvor den tilegnede viden stammer fra.<br />
Støkiometri er defineret som den sammenhæng der imellem reaktanter og produkter i de kemiske<br />
reaktioner. I forbrændingsteorien bruges ofte udtrykkende understøkiometrisk og overstøkiometrisk<br />
forbrænding. En fuldstændig støkiometrisk forbrænding er defineret som: en forbrænding der<br />
foregår med, korrekt mængde ilt til fuldstændig forbrænding. Under- og<br />
overstøkiometrisk forbrænding, er altså henholdsvis ved ilt underskud eller overskud.<br />
Ordforklaring<br />
Forkortelser vil blive forklaret umiddelbart i først kommende sides fodnote. Enkelte begreber er<br />
ligeledes beskrevet i fodnoterne eks. Economiser.<br />
1 LUFO luft forvarmer<br />
6 | S i d e
1. Indledning<br />
På Reno nord står et energianlæg som yder over forventning. Anlægget omdanner hvert år afffald fra<br />
fem forskellige kommuner til elektricitet og fjernvarme. PÅ Reno Nord er der to ovnlinjer som i 2011<br />
behandlede omkring 184.000 ton affald (heriblandt storskrald, husholdnings affald og farligt affald mm)<br />
og 7.000 ton biobrændsel. Til gengæld leverede Reno Nord 373.381 MWh varme til Aalborg fjernvarme<br />
og 117.585MWh el til elnettet svarende til 16.000 husstandes varmeforbrug og 35.000 husstandes<br />
elforbrug. Det er kun ovnlinje 4 som er i dagligdrift den anden står til rådighed som backup. Begge<br />
ovnlinjer kan køre med brændværdier på op til 10,7 GJ/ton. Den som er i drift har en kapacitet på 22,5<br />
ton/h, hvor backuppen kun har en kapacitet på 10 ton/h<br />
Det som gør at anlægget yder i toppen er at udnyttelsen af affaldets brændværdi ligger tæt på 100% og<br />
anlæggets linje har så effektivt et rensningsanlæg, som består at et el-filter efterfulgt af en<br />
vådrenseproces som fjerner støvet og de giftige dampe ved forbrændingen, hvilket sikrere at<br />
udledningen af miljøfarlige partikler er langt under de gældende miljøkrav. Samt et effektivt spildevand /<br />
procesvands rensningsanlæg, der sikre at overskudsvand må udledes i Limfjorden.<br />
Under min 6. semesters praktik tilbragte jeg tiden på netop denne ovnlinje hvor jeg opnåede stor viden<br />
omkring anlægget og driften af det<br />
Det er i form af egne erfaringer ved den daglige drift, og ikke mindst præget af driftspersonalet, der har<br />
været meget hjælpsomme med samtaler, diskussioner og analyser af virkemåder af forskellige<br />
processer/delprocesser i anlægget. Derudover er der gennemgået store mængder data for opbygningen<br />
og virkemåden af anlægget, alt sammen er vel dokumenteret i Reno-Nord I/S dokumentation i form af<br />
Hardcopy anlægs dokumentation, SRO 2 -anlægget samt PI-diagrammer 3 .<br />
Under praktikken erfarede jeg at teorien ikke helt blev fulgt i praksis derfor ledte det mig frem til at det<br />
var følgende problemstilling jeg ønskede at belyse.<br />
1.1 Formål<br />
Formålet med denne rapport er at anskueliggøre konsekvenser ved for lav temperatur af primær<br />
indblæsnings luften. Der vil blive diskuteret løsningsforslag og konkluderet på dette.<br />
1.2 Problemformulering<br />
Hvilken konsekvens har for lav primærlufttemperatur.<br />
Hvorfor er temperaturen nedsat?<br />
Har det økonomiske eller emissions konsekvenser?<br />
Er der optimeringsmuligheder?<br />
2 SRO Styring Regulering Overvågning<br />
3 PI-diagram Proces & Instrumenterings diagram<br />
7 | S i d e
1.3 Problemafgrænsning<br />
I dette projekt vil der udelukkende blive analyseret fra det tekniske perspektiv, i den forbindelse ses der<br />
bort fra Økonomien i anlægsudgifter. Der vil ej heller blive inddraget forhold omkring afgifts systemet,<br />
el-produktion / FJV 4 -produktion. Specifikke afgrænsninger Kan forekomme i projektet og dette vil i så<br />
fald fremgå af det enkelte afsnit.<br />
2. Metode<br />
Dette projekt er skrevet med positivismens principper i minde. Principperne er iagttagelse og logik. Hvor<br />
iagttagelse er den empiriske viden, dvs. viden tilegnet vha. vores 5 sanser. Logik er at 2+2=4. Ifølge<br />
positivismen er, 100% sikkerhed ikke er opnåeligt. Man kommer til en erkendelse, et ræsonnement<br />
gennem deduktion.<br />
Deduktion, i den formelle logik en udledning af et udsagn (konklusionen) ud fra andre udsagn<br />
(præmisserne) i overensstemmelse med logiske slutningsregler. Endeduktion består således af en<br />
række udsagn, hvor hvert udsagn i rækken enten er en præmis eller følger af tidligere udsagn i<br />
kæden ved anvendelse af en logisk slutningsregel. Det sidste udsagn i rækken er konklusionen.<br />
Der findes ikke noget fast sæt af slutningsregler for en given logik. Det er fx muligt at formalisere<br />
klassisk udsagnslogik på mange forskellige måder. En er at benytte naturlig deduktion, hvor man<br />
indfører slutningsregler, som hhv. introducerer og eliminerer logiske konnektiver. …<br />
Hvis præmisserne i en deduktion er sande og konklusionen korrekt udledt, så vil konklusionen<br />
også være sand. Slutninger baseret på korrekte deduktioner vil således altid føre fra sande<br />
præmisser til sande konklusioner. (Anon., 2012)<br />
For at kunne anvende den indsamlede empiri til at drage slutninger ud fra, skal empirien valideres dette<br />
menes gjort ud fra at alt indsamlet empiri og data stammer fra Reno-Nord I/S. Empirien er både fra<br />
deres Hardcopy dokumentation men også ud fra deres SRO-anlægs udskrifter. I analysen er der brugt<br />
meget tid på at finde dokumentation. Det er ikke lykkedes i mere end et tilfælde at finde en<br />
dokumentation der understøtter den problemløsning der menes optimal.<br />
Reliabiliteten af indsamlet data anses for at være meget reel, da det også er disse data der afregnes<br />
efter når der snakkes emissioner. Ydere mere valideres disse data af ekstern kontrollant løbende, samt<br />
forekommer det at miljøstyrelsen kræver ekstern kontrol fra uvildig instans. Nøjagtigheden i den<br />
indsamlet data vil altid kunne anfægtes, men her antages den for værende kvantitativ. Med den høje<br />
kontrol der er på emissions målinger, stiller dette samtidig et krav til proces målinger om øget<br />
nøjagtighed. Se bilag nr. 1 for temperatur måler data, det er her angivet at en temperaturføler har en<br />
unøjagtighed på 0,05 % se. Samt bilag nr. 1A for et kalibrerings certifikat.<br />
Fag mæssigt ligger problemstillingen indenfor fagområdet maskinteknik, da det er her varmelæren høre<br />
til, denne anvendes i et senere afsnit til udregning af varmebalance. Det er også her Forbrændings<br />
teknik henhører og problemstillingen forbindes netop til dette.<br />
4 FJV fjernvarme<br />
8 | S i d e
3. Anlægs beskrivelse.<br />
Reno-Nord I/S er en affalds og energi virksomhed, der behandler affald fra virksomheder og borgere.<br />
Dette gøres for de 5 interessent kommuner i Nordjylland. Reno-Nord I/S har til mål at deres<br />
affaldshåndtering er effektiv og sker under størst mulig hensyntagen til både miljø og personale.<br />
Deres opgaver er:<br />
• Brænde affald og producere el og fjernvarme af energien<br />
• Sørger for miljørigtig deponering af affald på deponiet i Rærup.<br />
Reno-Nord I/S har en politisk valgt bestyrelse og interessent kommunerne udgøres af, Brønderslev,<br />
Jammerbugt, Mariagerfjord, Rebild og Aalborg kommuner.<br />
Bestyrelsen er Reno-Nord I/S øverste ledelse. Og medlemmer til bestyrelsen bliver valgt af den enkelte<br />
interessentkommune efter hvert kommunalvalg. Bestyrelsen vælger formand og næstformand.<br />
Funktionsperioden er sammenfaldende med byrådets/kommunalbestyrelsens valgperiode.<br />
Den nuværende bestyrelse er siddende for perioden 1. januar 2010 - 31. december 2013.<br />
Energianlægget omdanner hvert år affald fra de fem interessentkommuner til elektricitet og<br />
fjernvarme.<br />
I 2011 blev der behandlet ca. 184.000 ton affald og 7.000 ton biobrændsel på energianlægget.<br />
• Dagrenovation og storskrald fra private husholdninger<br />
• Forbrændingsegnet affald fra interessentkommunernes genbrugspladser<br />
• Erhvervsaffald<br />
• Affald fra andre affaldsselskaber og kommuner som ikke er<br />
interessent i Reno-Nord I/S<br />
• Farligt affald<br />
Energiproduktionen var i 2011 fordelt på følgende, der blev solgt 373.381 MWh varme til Aalborg<br />
Kommunes Fjernvarmeforsyning og 117.585 MWh el til el-nettet. Der udover har Reno-Nord I/S haft et<br />
eget forbrug på 19.328 MWh el og dette eget forbrug er dækket ind af produktionen på ovnlinje 4. Alt<br />
dette svarer til, at Reno-Nord I/S forsyner 16.000 husstande med varme og 35.000 husstande med<br />
elektricitet. (I/S, 2012)<br />
3.1 Reno-Nords 2 ovnlinjer<br />
Den nyeste ovnlinje er idriftsat i 2005 og vil være genstand for dette projekts indhold. Ovnlinjen har en<br />
kapacitet på 22,5 tons pr. time ved en brændværdi i affaldet på 10,7 GJ/ton. Dette resulterer i en årligt<br />
mindste behandlet mængde affald på 180.000 ton.<br />
Udnyttelsen af brændværdien i affaldet er tæt på 100% (Babcock & Wilcox Vølund, 2012), og<br />
røgrensningen er så effektiv, at emissionerne til friluft er godt under miljømyndighedernes grænseværdi<br />
krav. Denne minimale udledning skyldes et meget effektivt røgrensningsanlæg, som består af et elektro-<br />
filter efterfulgt af en våd renseproces, der fjerner både støv og giftige dampe fra røggassen. Dette sikrer,<br />
9 | S i d e
den lave udledning af miljøskadelige stoffer. Samtidig er der et meget effektivt Procesvands<br />
vandrensningsanlæg, der renser så effektivt at overskuds vand må udledes i Limfjorden.<br />
Ovnlinje 3 er idriftsat i 1991 og har en kapacitet på ca. 10 ton/h ved samme brændværdi på de 10,7<br />
GJ/ton. Anlægget er ikke i daglig drift, men i 2007 er det blevet opgraderet, så det er driftsklart som<br />
reserveanlæg også dette anlæg overholder alle gældende miljøkrav. (I/S, 2012)<br />
3.2 Farligt affald<br />
Reno-Nord I/S har en miljøgodkendelse til at brænde farligt affald af. Visse typer af affald f.eks. Klinisk<br />
risiko affald er der særlige krav til håndteringen af. Det skal ind fyres direkte i ovnen. Og det må ikke<br />
blive afleveret direkte i affaldssiloen som andet affald. Derfor er der installeret et Elevatoranlæg der er<br />
med til at sikre en korrekt håndtering af denne type affald. Herigennem har Reno-Nord I/S tilsikret sig at<br />
de lever op til arbejdsmiljø- og miljømæssige krav der er til dette affald. Dette Elevatoranlæg blev<br />
etableret i 2009. (I/S, 2012)<br />
Følgende er et anlægs oversigts billede. Bemærk venligst at turbine og generator er udeladt da disse ikke<br />
er en del af problemstillingen. Det samme gælder det ovenfor nævnte Farligt affalds-anlæg.<br />
Billede 1 Anlægs oversigt (Andersen, u.d.)<br />
10 | S i d e
4. Energianlægget<br />
Energianlægget er et <strong>CHP</strong> 5 -anlæg der er ind fyret med Affald. Anlægget kører primært med ovn-linje 4<br />
der er den nyeste idriftsat i 2005 og med en kapacitet på 22,5T i timen. Ved større driftsstop eller<br />
revision tages ovn-linje 3 i brug. Ovn linje 3 er knapt halv størrelse af linje 4 med en kapacitet på 10T<br />
affald i timen. Grundet den minimale anvendelse af ovn-linje 3 vil denne ikke være yderligere beskrevet.<br />
(I/S, 2012)<br />
Da anlægget i sin tid blev etableret var der en roterovn-1 og en roterovn-2 disse er i dag demonteret og<br />
vil derfor ikke være yderligere beskrevet i denne rapport. Til beskrivelse af energianlægget er anvendt<br />
litteratur fra Reno-Nord I/S, da denne er meget omfattende er et mindre uddrag udvalgt. Se bilag nr. 2<br />
et uddrag fra Reno-Nord I/S anlægsbeskrivelse.<br />
Anlægget er opbygget af flere hovedanlæg:<br />
Ovn og kedel<br />
Røgrensning, med der til hørende spildevandsrensningsanlæg<br />
Turbine og generator<br />
For at alt dette fungere sammen anvendes følgende hjælpeanlæg og fællesanlæg:<br />
Affaldskraner<br />
Oliebrændere (opstarts- og støttebrændere)<br />
Slaggetransportanlæg<br />
Asketransportanlæg<br />
RO 6 vandbehandling med EDI 7 (Behandlet vand til kedlen samt spædevand)<br />
Kompressoranlæg Trykluft<br />
Komponentkøleanlæg<br />
Nødstrømsanlæg med nød diesel generator<br />
UPS 8 -anlæg<br />
10kV anlæg<br />
m.m.<br />
I det følgende vil ovn og kedelanlæg blive beskrevet.<br />
5 <strong>CHP</strong> Combined Heat and Power<br />
6 RO Reversed Osmoses (omvendt osmose)<br />
7 EDI Electrodeionization (elektro deionisering)<br />
8 UPS Uninterrupted Power Supply<br />
11 | S i d e
5. Ovn<br />
Ovnen kan ligeledes deles op i nogle hoveddele:<br />
Fødesystemet<br />
Forbrændingsriste<br />
Slaggeudtag og –pushere<br />
Ristegennemfaldssystem<br />
Forbrændingsluftsystemer<br />
Hydraulikaggregat<br />
5.1 Fødesystem Waste feeding<br />
Systemet er opbygget med en fyldetragt, i bunden af denne er der to nødlemme, der skal lukke ved<br />
strømsvigt eller via ovnstyringen når niveauet i tragten bliver for lavt. Herved undgås dels at der<br />
kommer falsk luft i ovnrummet og at evt. affald i tragten antændes.<br />
Under disse lemme er skakten der leder affaldet ned til påfyldningspusheren selve skakten er i direkte<br />
forbindelse med ovnrummet og som følge heraf er det udført i kraftigere stål materiale og samtidig<br />
vandkølet, for at kunne modstår varmepåvirkninger.<br />
Kølevandssystemet til skakten er opbygget som primær siden i et varmeveksler system med sekundær<br />
siden i fjernvarmekredsen.<br />
Udformningen af skakten er som en omvendt tragt, dette bevirker at, når affaldet først er igennem kan<br />
det ikke kile sig fast.<br />
Påfyldningspusheren er placeret i bunden af skakten og skubber affaldet ind på første trin af<br />
ristesystemet. Pusheren er opdelt i to sektioner og disse er individuelt regulerbare. Hver pusher sektion<br />
har 4 hydrauliske cylindre der drives synkront i frem / tilbagebevægelsen og er styret at lastreguleringen.<br />
Dette gør at ristesystemet ligeledes har to sektioner eller baner. For at sikre at al væske i affaldet vil<br />
blive ledt i den rigtige retning er pusheren anbragt i en lille vinkel. (Anon., 2012)<br />
Selve pusheren er luftkølet, dette sikre at ekstreme temperature undgås.<br />
12 | S i d e
Billede 2 Fødesystemet. (Andersen, u.d.)<br />
Denne del af anlægget vil ikke være omfattet analyse, da den ikke indgår som direkte indvirkende på<br />
problemstillingen.<br />
5.2 Forbrændingsrist<br />
Forbrændingsristene i dette anlæg er af typen W Mark 5 (ApS, 2006), med vandkølet midter sektion, i<br />
ovnrummet løber således to parallelle ristebaner. De har hver en brede på 4,4m (ApS, 2006). I længde<br />
retningen (i forbrændingsretningen) opdeles hver bane i 4 uafhængig regulerbare riste.<br />
Ristenes bevægelser er med til at sikre en god ombrydning af affaldet på ristene og dette sikre at<br />
varmestråling og forbrændingsluft kommer i kontakt med al affaldet.<br />
Ristene er placeret i ovnen med en hældning på 25°. Nedefor vises et billede af riste opbygningen, der<br />
henvises til bilag nr. 2. for mere teknisk beskrivelse. De har et veldefineret luftspalteareal på 1,5 – 1,8 %<br />
af det projicerede risteareal.<br />
13 | S i d e
Billede 3 Riste opbygningsprincip. (Andersen, u.d.)<br />
Det næste billede er for at vise hvordan luften indblæses.<br />
Billede 4 Luftindblæsning i riste (Babcock & Wilcox Vølund, 2012)<br />
Det kan ikke udelukkes at riste-systemet har en indvirkning på problemstillingen. Men da temperaturen<br />
på indblæsningsluften lige under ristene antages at være lig med temperaturen på luften ud af primær<br />
LUFO ses der bort fra en eventuel indvirkning er af betydning for denne problemstilling. Dette system vil<br />
derfor ikke være yderligere analyseret.<br />
5.3 Slaggeudtag og –Pushere.<br />
Ovnen er forbundet med vådudslaggeren via en slaggeskakt, her falder det udbrændte slagge gennem<br />
fra rist 4 når denne tipper. Der er en slaggeskakt til hver ristebane og ligeledes en vådudslagger til hver.<br />
Slagge 9 skakten er ligesom indfødningstragten med negative vinkler, så slagge ikke bør kunne<br />
fastklemmes. Slaggepusheren er vandfyldt dette sikre gennem en vandlås at der vil kunne ledes falsk luft<br />
til fyrrummet, og dette vandbad køler samtidig slaggen.<br />
Her ses et billede af slagge-pusheren.<br />
9 Slagge = Fast rest produktet af forbrændingen Det ubrændbare.<br />
14 | S i d e
Billede 5 Slagge-pusher (Winther, 2012)<br />
Følgende er en princip skitse af slagge-pusheren.<br />
15 | S i d e
Billede 6 Slagge-pusher princip (Commission, 2006)<br />
Slagge systemet har ingen direkte indvirkning på problemet og vil ikke blive analyseret nærmere i dette<br />
projekt.<br />
5.4 Ristegennemfaldssystem.<br />
Opsamling af materiale der falder gennem ristene sker gennem tragte der samtidig tjener som primær<br />
luft indblæsning. Der er opbygget et dobbelt klapsluse system der tilsikre at der ikke kan komme falsk<br />
luft til fyrrummet. Ristegennemfaldet samles i en rørvibrator der transportere ristegennemfaldet til<br />
slaggetragtene, Disse er udført så det er muligt at ændre transport retningen så ristegennemfaldet kan<br />
ledes i separate container. Tragt system har en primær rolle i primærluft systemet. Da det leder primær<br />
indblæsningsluften fra LUFO til riste sprækkerne og der igennem til Tørring, gassifikation og forbrænding.<br />
Da problemet består i at der er en for lav temperatur på luften, menes det ikke at det er denne del der<br />
er medvirkende. Følgende er et billede af tragtene i venstre side af ovnen.<br />
Billede 7 Ristegennemfald og primærluft indblæsningsluft tragte (Winther, 2012)<br />
6. Forbrændingsluftsystemer.<br />
Forbrændingsluftsystemerne består af henholdsvis primær-, sekundær- og køleluftsystem.<br />
Køleluftsystemet levere køleluft til ristene og påfyldningspusherene.<br />
6.1 Primær- og Sekundærluftsystem.<br />
Forbrændingsluften kan suges fra krandækket eller fra ovnhallen eller en blanding, reguleringen af dette<br />
sker gennem manuelt betjent spjæld. Og gennem en kanal ned til en totalluftblæser, denne trykker<br />
forbrændingsluften gennem fælles luftforvarmeren, hvor den opvarmes til en temperatur på 125° C.<br />
Herefter deles luftstrømmen i den primær og sekundær indblæsningsluft. Den primær<br />
indblæsningsluftmængde opvarmes yderligere til 145° C (ApS, 2006). Sekundærluftmængden har en<br />
temperatur på 125° C.<br />
16 | S i d e
I følgende illustration kan dette ses og ved at følge henholdsvis mørkblå, lyseblå og grå stregfarve<br />
indikering ses følgende:<br />
Mørkeblå streg er primær indblæsnings luftforvarmers kedelvand<br />
Lyseblå streg er fælles indblæsnings luftforvarmers Hedtvand 10<br />
Grå streg er indblæsningsluften<br />
Det er disse der er behandlet her i projektet. Den primær luft forvarmer streng, der skal hæve<br />
temperaturen fra de 125° C til de 145° C. Fælles forvarmeren er den lyseblå streng, denne hæver<br />
temperaturen fra affaldssilo eller ovnhals temperatur til de 125° C Og den Grå streng følges det er<br />
indblæsningsluften.<br />
Billede 8 Oversigts billede af anlægget. (Madsen, 2012)<br />
Dette sker i to trin gennem luftforvarmerene, i første trin opvarmes ved at 150° C hedtvand fra<br />
røggasveksleren afkøles til ca. 40° C. Dette ”hedtvand” returnere så til en vand/røggas varmeveksler<br />
(røggaskøler) anbragt lige efter EL-filteret. Det afkølede ”hedtvand” passerer gennem en<br />
pladevarmeveksler, hvor det opvarmes af fjernvarmevand fra fjernvarme fremløbet (Fremløb skal<br />
10 Hedtvand er proces vand der er under tryk og derfor bære en temperatur over normal kogepunkt.<br />
17 | S i d e
forstås som til fjernvarme nettet). Efter trin 1. udtages sekundærluften ved ca. 125° C. Det resterende<br />
primærluft opvarmes i trin 2. fra de ca. 125° C til ca. 145° C.<br />
Denne opvarmning sker ved at en delstrøm fra fødevandet udtages imellem Economizeren og<br />
overbeholderen. Efter afkøling af denne delstrøm ledes den tilbage imellem Economizeren og<br />
overbeholderen.<br />
Nu fordeles primærluften til hver af de 8 ristesektioner, efter en fordelingsfaktor sat af operatøren.<br />
Dette gøres i SRO-anlægget. I hver af disse 8 sektioner er der anbragt en venturi dyse til luftmængde<br />
måling, samt et motorspjæld til styring af luftmængden til den enkelte sektion. Den ca. 125° C<br />
sekundærluft hæves i tryk gennem sekundærluft blæseren. Sekundærluften deles så op til de forskellige<br />
indblæsningszoner fordelt på følgende måde.<br />
Placering Antal dyser<br />
Kedelloft over risterække 1 6<br />
3 grupper dyser i kedel for væg 2 grp. Af 2 og 1 grp. Af 4 i alt 8<br />
Kedelloft over risterække 3 og 4 9 dyser over risterække 3 og 6 over risterække 4 i alt 15<br />
3 dyse grupper i bagvæg 2 grp. Af 2 og 1 grp. Af 4 i alt 8<br />
I alt 37 dyser<br />
Denne konfiguration sikre gennem et system kaldet VoluMix en rigtig god blanding af alle brændbare<br />
gasser med forbrændingsluften.<br />
Billede 9 VoluMix princip. (Andersen, u.d.)<br />
Der vil ikke blive analyseret på dette Volumix system, fordi det antages at Babcock & Wilcox Vølund<br />
gennem deres mange års erfaring som ovn byggere har gennemprøvet dette. Og da problemstillingen er<br />
forbeholdt primærindblæsningsluften kan dette system ikke ligge til grund for problemet.<br />
18 | S i d e
I ”Generel forbrændingsteknik” (Kristensen, 2004) opdeles forbrændingsristene i 3 zoner<br />
1. Tørrezonen<br />
2. Forbrændingszonen<br />
3. Udbrændingszonen<br />
Zone1 eller tørrezonen kan normalt ikke ses fra hverken fyrrumskameraet eller fra skueglasset i<br />
ovndøren. Fra tørrezonen forgår primært en fordampning af vand og en begyndende forgasning<br />
af de mest flygtige bestanddele.<br />
Zone2 eller forbrændingszonen er kendetegnet ved synlige flammer og høj aktivitet. Optimalt set<br />
afsluttes zone 2 af en flammefront som markere overgangen til zone 3.<br />
Zone 3 eller udbrændingszonen er normalt kendetegnet ved lav aktivitet og udbrænding af<br />
kulstof i glødeforbrænding.<br />
Og som det læses ud fra dette, skal netop den høje temperatur på primær indblæsningsluften tørre<br />
affaldet og facilitere fordampning samt den begyndende forgasning. Følgende billede viser hvordan<br />
affaldslaget er zonedelt i forhold til forbrændingen og dermed indblæsningsluften. Det ses tydeligt at<br />
den første zone er til udtørring.<br />
Billede 10 Brændkammer med affaldszoner for forbrændingen samt vist primær- og sekundærluft indblæsning. (Al, 2012)<br />
En stor faktor her er netop lagtykkelsen på ristene, denne vil selvfølgelig formindskes gradvist henover<br />
ristene til der ved rist 4 er en blanding af gløder og slagge der falder i slagge tragtene.<br />
Lag tykkelsen vil dels være styret af operatøren men selvfølgelig også af set-punktet for produktionen og<br />
selve ovnreguleringen. Der vil derfor være en forbindelse imellem mængden af primærluft til<br />
indblæsning og lagtykkelsen. Et aspekt der har stor betydning for primærluft og lagtykkelsen er affaldets<br />
brændværdi. Har affaldet en meget høj brændværdi, vil ristelaget kunne reduceres i tykkelse. Derved<br />
kan sammen produktion holdes, ved ringe brændværdi for holder det sig omvendt.<br />
19 | S i d e
For at vise kompleksiteten i at regulere ovn og kedel er der i bilagene indlagt SRO screen dumps der<br />
viser reguleringsbillederne for:<br />
1. Energiregulering bilag nr. 3<br />
2. Ristehastighed bilag nr. 4<br />
3. Modstandsregulering bilag nr. 5<br />
4. Iltregulering bilag nr. 6 samt 6A, 6B, 6C og 6D<br />
Det er de regulatorer der har de største indvirkninger på forbrænding i ovnen på Reno-Nord I/S ovn linje<br />
4.<br />
I samme dokument tales der om en Luftprofil, her menes tilpasningen af primærluft indblæsningen til<br />
det givne brændsel. Ses der på brændslets reaktion-villighed skal primær luften tilsættes tidligt hvis<br />
reaktions-villigheden er lav.<br />
Afhængig af affaldets fugtindhold vil der kræves større eller mindre primær luft i tørrezonen og da der<br />
reguleres efter luftoverskuddet i forbrændingen. Må der tilsvarende reguleres på indblæsningen af<br />
sekundær luft for at luft overskuddet kan fastholdes.<br />
Følgende skitse er for at illustrere luft indblæsningen i ovnrummet.<br />
Billede 11 Illustration af ovnrums-luften (Winther, 2012)<br />
20 | S i d e
I ”fyringsteknik 2005” (Vølund, 2005) skrives der om iltprocenten i anlægget og denne bør have et<br />
niveau på imellem 6% til 10% for at anlægsdriften ligger hvor det er tilsikret. Processer der har<br />
indflydelse på iltprocenten kan være følgende.<br />
1. indfyrings hastigheden<br />
2. Affaldsskakt fyldningen, der bør ikke kunne trækkes falskluft<br />
3. røggas sugetræks blæsere<br />
4. affaldets sammensætning (god opblanding i silo, store mængde industri affald giver ofte<br />
højere brændværdi) (Kristensen, 2004)<br />
I ovenstående skitsering af ovnluften ses en blå kurve, denne indiker det illustreret<br />
indblæsningsmønster. Værdier for den indblæste mængde kan ses på bilag nr. 7 det ses at der er størst<br />
indblæsning under risterække 2, herefter risterække 3, så risterække 1 og til sidst række 4.<br />
En ting der ikke før blev nævnt er en drifts nedsættelse af LUFO grundet tilsmudsning, i BILAG nr. 8 ses<br />
differential trykket henover luft siden af veksleren at være svagt stigende, dette kan være medvirkende<br />
til en lidt ringere ydelse, men ikke nok til at der mangler 38 % af temperaturen på primær<br />
indblæsningsluften.<br />
100 − ( 145 / 105)<br />
* 100 = 38%<br />
6.2 Køleluft<br />
Køleluften anvendes som tidligere beskrevet til køling af pushere og riste (REF til sidetal i rapport).<br />
Luftmængden er konstant og er indstillet på manuelle spjælde til de forskellige risterækker og<br />
pusherene. En del af denne køleluft passere ristenes sidetætninger og deltager derfor i forbrændingen.<br />
Den resterende luft mængde ledes til forbrændingsluftens indsugningskanal. Luftmængden fra<br />
pusherene blæses ud i ovnhallen. Da selve køleluften ikke har en direkte indvirkning på<br />
problemstillingen, vil dette system ikke være under nærmere analyse. Men det skal da nævnes at der<br />
primærluften og køleluften imellem kunne være en minimal varmeveksling, ud fra at de riste som<br />
gennemløbes af køleluft forbi løbes af primærluft. Dette anses ikke som værende et problem der<br />
bidrager til den overordnet problemstilling. Da temperatur angivelsen af den primær indblæsningsluft<br />
sker i tragtene og ikke helt direkte under ristene.<br />
6.3 Hydraulikanlæg<br />
Anlægget er udgjort af et hydraulik aggregat og hydraulik cylindre. Og betjener påfyldningslemme,<br />
fødepushere samt ristene. Aggregatet er koblet til SRO anlægget. Dette anlæg vil ikke blive analyseret<br />
yderligere da det under gennemgangen af anlægget operer helt som det bør. (Anon., 2012)<br />
21 | S i d e
7. Kedlen<br />
Kedlen er en videreudvikling af den traditionelle fuldt ud murede ovn/kedel fra Vølund. På grund af<br />
kedlens størrelse er denne udført delvis hængende og stående. Den lodrette strålingsdels ekspansion er<br />
frit nedad, det er denne del der er udført hængende konvektionsdelen er den ståenden del.<br />
Som traditionelt er der ud muring i ovnrummet dog er ovnloftets muring erstattet af Inconel®, der er en<br />
stærk korrosionsbestandigt stål legering. (INC., 2012)<br />
Følgende er et billede ind i ovnrummet taget ind fra lige over slaggeskakten. Bagerst ses hvor<br />
påfyldningsskakten ender og affaldet bliver skubbet ind af pusherene. Nogle af sekundærluft dyserne er<br />
synlige.<br />
Billede 12 Ovnrummet linje 4 Reno-Nord I/S (Andersen, u.d.)<br />
Inconel® er anvendt flere steder hvor erfaring har vist at der kan opstå korrosion. Efter ud muringen er<br />
der på svejst Inconel®, i første træk. På gitteret imellem første og andet træk og i det andet træk ned til<br />
det niveau hvor røggastemperaturen kommer ned på ca. 850° C.<br />
I tredje træk er der monteret baffel vægge de er udført som rørpaneler der er parallelle med kedlens<br />
sider. Til rengøring af disse er der monteret damp sodblæsere i to niveauer altså 4 sodblæse lanser i alt.<br />
Efter tredje træk følger de konvektive hede flader der er udført vertikal rørvekslere. Dette gør at kedlen<br />
er fuldt drænbar, For at rense disse konvektive hede flader er der 4 pneumatiske bankeværker, 2 på<br />
hver side af kedlen. Første konvektions hede flade er for fordamperen. Herefter følger overhederen,<br />
denne er udført stående dette gør at, denne vil kunne skiftes uden større problem ved en ovenud<br />
demontering/montering. For at dette princip virker skal overheder sektionen være fri ovenud til<br />
varmeekspansion og derfor er der i samlingen imellem strålingsdelen og overheder sektionen en<br />
ekspansionsfuge.<br />
22 | S i d e
Følgende er en kedel skitse hvor også ovnen er med.<br />
Billede 13 Ovn/kedel skitse (Commission, 2006)<br />
Kedlen er forsynet med mandelemme og inspektionsdøre der tilsikre nem adgang til inspektion af<br />
hedefladerne under stop samt giver dette en god adgang for rensning ligeledes under stop.<br />
Kedlen vil dog ikke være nærmere analyseret, ud fra det synspunkt at den ikke har en direkte indvirkning<br />
på problemstillingen.<br />
7.1 Kedelcirkulation<br />
Kedlen forventes at have et cirkulations tal i mellem 30 og 40 dette vil i praksis sige at<br />
dampproduktionen har en 30 til 40 gange så stor vandmængde cirkuleret i kedlen.<br />
7.2 Slidzone<br />
Slidzonen er udført som en panelvæg i Inconel® belagte kedelrør. På billede nr. 4 ses denne som den<br />
væg der følger ristene i hældning. Den forsynes direkte fra overbeholderen til laveste punkt og udgår i<br />
højeste punkt i stigrør direkte til overbeholderen igen. Der er altså naturlig cirkulation. Overflade<br />
temperaturen på disse rør gør i modsætning til murværk at der ikke sætter sig flyvaske grunde<br />
temperatur forskellen til flyvaskens smeltepunkt. Denne vil heller ikke være en del af problemstillings<br />
analysen.<br />
8. NOX dannelse<br />
Der er 3 kilder til NOX dannelse ved forbrænding. Termisk NOX, Prompt NOX og fuel NOX. For at NOX kan<br />
dannes forudsætter det at der er ilt til stede og at temperaturen er tilstrækkelig.<br />
23 | S i d e
Følgende billede viser hvornår de forskellige NOX udskilles.<br />
Billede 14 NOx produktion (Commission, 2006)<br />
Termisk NOX dannes først væsentligt ved temperature over 1400° C (ApS, 2006). Ved stor<br />
varmeoptagelse i ovnrummet holdes temperaturen under dette og derfor er dannelsen af Termisk NOX<br />
ikke signifikant. Prompt NOX regnes ikke for at være en væsentlig bidrager ved affaldsforbrænding. (ApS,<br />
2006)<br />
Fuel NOX regnes for at bidrage med mere end 75% af den samlede produceret NOX. Fuel NOX dannes når<br />
pyrolyse produkter fra affaldsbeden forbrændes, det vil sige kvælstof(N) holdige pyrolyse produkter,<br />
Dette kan minimeres ved at lade pyrolyse produkterne brænde på et risteområde med lavt ilt indhold<br />
samtidig med at opholdstiden er tilstrækkelig. Ovnrums indretningen er konstrueret så dette tilsigtes. At<br />
NOX dannes ved forbrænding er meget svært at und gå, det ville kræve fuldstændigt kendskab til<br />
brændstoffets sammensætning, og at nitrogen helt kan udelukkes. Den ideelle forbrænding vil som<br />
bekendt give os CO2 og H2O men selv om Affald anses for at være et CO2 Neutralt brændstof og derfor er<br />
en god konkurrent til Olie og kul. Så vil det ikke kunne afbrændes uden der dannes farlig emissions<br />
stoffer.<br />
I patent nr. 5,020,456 (al., 1991) beskrives blandt andet fordele ved recirkulation af røggasser, og<br />
følgende fordele er fundet. NOX dannelsen kan reduceres som følge af den recirkulation, der sikre at<br />
iltniveauet sænkes og at temperaturen sænkes. I denne Patent nævnes det kort at den varme<br />
recirkulerede røggas anvendes til at dehydrere affald og ilt fjernelse.<br />
8.1 Recirkulation<br />
Grundet den store Inconel® mængde i ovnrummet er der ikke samme behov for at sikre en lav middel<br />
temperatur af hensyn til murværk. Derfor kan man nøjes med at regulere røggastemperaturen gennem<br />
forbrændingsluften (efter iltprocenten) og denne vej sænke NOX emissionen. Derfor er recirkulation ikke<br />
anvendt. Her inddrages en del teori og dette er forsøgt gjort ud fra en deduktiv adgangs vinkel.<br />
I bland andet ”Flue Gas recirculation for NOX reduction” (Genesyscombustion, 2012). skrives der om at<br />
recirkulation er en effektiv måde at reducere NOX dannelsen og at dette gøres på to måder med<br />
recirkulation.<br />
24 | S i d e
1. The cooled, relativly inert, recirculated flue gases act as a heat sink, absorbing heat from the<br />
flame and lowering peak flame temperatures.<br />
2. When mixed with the combustion air, recirculated flue gases lower the average oxygen<br />
content of the air, starving the NOX –forming reaction for one of the ingredients they need.<br />
Der nævnes at recirculation vil kunne reducere NOX med op til 75% af nuværende værdier. Med en<br />
recirkuleret mængde af røggassen på 25%. Der beskrives blandt andet i ”Integrated Pollution<br />
Prevention and Control” (Commission, 2006) om at med en mængde på ca. 10 -20 vol.% recirkuleret af<br />
støvet røggas ført ind i brændkammeret via den sekundær luft, vil kunne reducere varmetab og forbedre<br />
proces energi effektiviteten med 0,75 – 2 % udover at det reducere NOX Der benævnes at rørføringen til<br />
recirkulation er et udsat område for korrosions problemer. I”Apllication of fly ash from solid fuel”<br />
(Pedersen, 2008) der omhandler Flyveasken fra Kulfyret kraftværk (Nordjyllandsværket) anvendelse i<br />
cement produktionen. Her er problemet at hvis indholdet af rest kul eller uforbrændt kul er for højt vil<br />
flyveasken ikke kunne anvendes i cement. Men det interessante er at, i de forsøg der er udført i<br />
forbindelse med den rapport. Der har man kørt driften af værket der normalt har recirkulation af røggas,<br />
så der ikke var recirkulation, det har for at de kunne holde NOX emissionskravene nede, resulteret i en<br />
øgning af anvendt ammoniak. Her under vises grafer af NOX produktion som følge af luftmængde.<br />
Billede 15 NOx produktion som følge af overskuds luft mængde (Pedersen, 2008)<br />
Reliabiliteten af dette kan anfægtes, da der her ses på et kul-.fyret værk og en rapport der analysere på<br />
restproduktet af forbrændingen, men ikke desto mindre er der nogle ret spændende forsøg der bland<br />
andet har fat i lignende aspekter. Nemlig NOX dannelsen og det findes at der er en sammenhæng<br />
imellem luftoverskuddet og NOX indholdet i røggassen. Samtidig er der kigget på omvendtheden i<br />
recirkulering mindskning kontra øget ammoniak forbrug. Og sidst nævnes der en indblæsningsluft<br />
temperatur sænkning for at reducere NOX. (Pedersen, 2008)<br />
25 | S i d e
8.2 Korrosion<br />
Fra Vølunds erfaringer fra dampkedler, kendes det at røggas hastigheder ikke må overskride 12 m/s<br />
såfremt flyaske induceret korrosion skal undgås. Det bør ligeledes tilsikres at både hastighed og<br />
temperatur fordeling er så jævn som muligt for at udjævne belastningen på hedefladerne. Dette emne<br />
vil ikke være yderligere analyseret.<br />
9. Hedefladerne<br />
9.1 Evaporator<br />
Den første del i konvektionsafsnittet er en evaporator, denne beskytter overhederne med partikler fra<br />
røggassen og er samtidig med til at udglatte temperaturspidser.<br />
9.2 Overhederne 1,2og 3<br />
Overhederne er opdelt i 3, set i røggas retningen er de koblet som følgende OH 2, OH 3 og OH 1 11 . Set i<br />
damp retningen er de koblet som følgende OH 1 → OH 2 → OH 3. I dampledningen imellem OH 1 og OH<br />
2 samt imellem OH 2 og OH 3 temperatur reguleres der ved hjælp af vandindsprøjtning.<br />
9.3 Economiser 12<br />
Denne er opdelt i 3 trin og røggasretningen er vinkelret på rørene. Denne er i alt udgjort af 66 rørrækker<br />
med 70 parallelle rør i hver.<br />
10. Overbeholder<br />
Fysisk er denne placeret over 2 og 3 strålingstræk, men uden berøring af røggasstrømmen. Da den er<br />
placeret fri af hedefladerne er den ikke direkte varme påvirket. Denne konstruktion giver næsten ingen<br />
fordampning fra vand overfladen og dette giver en øget damp kvalitet (dette skyldes den rolige<br />
overflade) (ApS, 2006)<br />
Den indeholder fødevands forvarmer, fødevands fordeler og vandudskiller system der består af prelplader,<br />
demister og hulplader.<br />
10.1 Funktion<br />
Beholderens formål er at separere damp fra kedelvandet og derved sikre en høj damp kvalitet. Dette<br />
opnås af det indbygget dobbelte demister system der består af hulplader og tråd filtre, som har til<br />
funktion af fange dråber. Nedenfor er vist en princip illustration af demister funktionen.<br />
11 OH: overheder<br />
12 Economiser er en røggaskøler, altså en varmeveksler<br />
26 | S i d e
Billede 16 Demister princip illustration (Dsdemister, 2012)<br />
Fødevandet tilsættes til overbeholderen, og derved reguleres og styres vandstandsniveauet, samtidig<br />
styres kedelvandskemien ud fra målinger af vandet i overbeholderen.<br />
10.2 Vandcirkulation<br />
Kedlen er konstrueret så der opnås naturlig cirkulation, derfor har hver fordamper hedeflade sin egen<br />
cirkulationskreds. Disse kredse er udgjort af følgende:<br />
Frontvæg<br />
Mellemvæg<br />
Bagvæg<br />
Sidevægge i fyrrum<br />
Sidevægge i strålingsdel<br />
Sidevægge i konvektionsdel<br />
Denne opdeling sikre trods forskelle i den termiske belastning, en uforstyrret cirkulation af alle<br />
fordamper hedefladerne. På vandsiden er de direkte forsynet fra overbeholderen. Og damp/vand<br />
blandingen føres separat tilbage til overbeholderen.<br />
11. DeNOX<br />
I kedlens første og andet strålingstræk er der installeret lanser for SNCR 13 DeNOX-system. Der er anbragt<br />
4 dyser i de zoner der er identificeret til at give optimal reaktionsvindue for nedbringelse af NOX. SNCR<br />
er indsprøjtning af ammoniak i røggassen dette gør at NOX dannelsen reduceres kraftigt. I det<br />
kommende SNCR afsnit er der udbydende proces beskrivelser af DeNOX.<br />
13 SNCR Selective Non-Catalytic Reduction<br />
27 | S i d e
12. Røggas rensningen<br />
På Ovn linje 4 udgøres røgrensningen af følgende:<br />
Elektrofilter<br />
SNCR anlæg<br />
Ammoniakstripper<br />
LAB røgrensning<br />
12.1 Elektrofilter<br />
Elektrofilteret har til opgave at udskille flyvasken I røggassen, dette gøres så at støv indholdet er helt<br />
ned på 10mg/Nm 3 . inden at røggassen gå til den våde røgrensningsproces.<br />
Følgende er et principbillede der viser hvordan elektrofilteret virker.<br />
Billede 17 Elektrofilter princip (Commission, 2006)<br />
Filteret er opbygget med 3 separate elektriske højspændingsfelter, hvert af disse felter er udstyret med<br />
bankeværk der sender flyvasken til bunden hvor der er en langs gående bundtragt der opsamler denne<br />
og via en bundredler/tranportør transporter asken til askesiloen. For at sikre mod kondensering af<br />
vanddamp på siderne af tragten, en denne monteret med elektriske varmelegemer. Da Elektrofilteret<br />
ikke er en del af problemstillingen vil dette ikke være yderligere analyseret.<br />
12.2 SNCR anlæg<br />
Dette system har til formål at reducere indholdet af NOX i røggassen. Dette gøres ved at der sprøjtes NH3<br />
(ammoniak) i en vandopløsning ind i røggasstrømmen, dette gøres i kedlens 1. strålingstræk. NOX indgår<br />
så i forbindelse med den ammoniak opløsningen og resultere i kvælstof og vand. Denne reaktion kræver<br />
bestemte temperatur forhold. Og selv med de rigtige forhold reagere kun en del af opløsningen med<br />
NOX. Dette gør at der både er en reduceret mængde NOX men også en rest NH3. denne rest NH3 vil<br />
fortsætte gennem røggasrensningen til procesvandet og hovedparten vil så blive udskilt i NH3-stripperen.<br />
28 | S i d e
Den udskilte mængde returneres til SNCR-anlægget hvor det blandes op med frisk NH3-opløsning for at<br />
blive sprøjtet ind igen.<br />
Et sådan SNCR-anlæg kan reducere produktion af NOX jf. følgende tabel.<br />
Billede 18 SNCR NOx reduktion (Commission, 2006)<br />
12.3 NH3-stripper<br />
Denne har netop til formål at udskille NH3 fra proces-/spildevand fra våd røgrensningen, inden dette<br />
vand går til spildevands rensning.<br />
Selve processen hvorved ammoniak stripning forgår er en destillationsproces. Det vil sige at der sikres at<br />
ammoniak blandingen berør et stort areal så ammoniakken kan fordampe ved en høj nok temperatur.<br />
Disse søjler der ligner lodret stående tanke har et stort indvendigt areal og opvarmes til en top<br />
temperatur på ca. 72° C og ca. 65° C i bunden. For at få NH3 til at fordampe ved de temperature kræves<br />
der vakuum, dette holdes på 0,2 bar abs 14 . Det der så fordamper er stadig en vandigopløsning af<br />
ammoniak denne fortættes i en proceskølet kondensator og blandingen returneres til SNCR-anlægget,<br />
blandingen har en koncentration af ammoniak på ca. 1%.<br />
En ulempe ved dette system er at de to kolonner over tid, til kalker dette registreres ved overvågning af<br />
differenstrykket og når differenstrykket er steget til et niveau skiftes der over på den anden kolonne og<br />
den første afkalkes med HCL. Afkalkningsprocessen er automatiseret.<br />
”Using waste as a ressource” (Rambøll, 2012), beskriver kort at de mest avanceret affaldsforbrændingsanlæg<br />
er opbygget efter samme princip som Reno-Nord I/S ovnlinje 4 hvor Røggas rensningen foregår<br />
gennem en Quench vasker, en HCL skrubber, en SO2-skrubber, en Dediox-skrubber en røggas<br />
14 Abs absolut<br />
29 | S i d e
kondensator, en venturi-skrubber og ammoniak stripper. Når røggassen så er renset udledes den<br />
gennem skorstene eller aftrækket. Jf. (Commission, 2006) er indholdet i røggassen udgjort af følgende<br />
stoffer, vanddamp, nitrogen,CO2, O2. Afhængigt af affaldets sammensætning vil der kunne ses dele af<br />
følgende i røggassen, CO, HCL, HF, NOX, SO2, VOC, PCDD/F, PCB og tungmetaller. Da det vil fylde for<br />
meget i fodnoter beskrives de vigtigste stoffer kort her (Anon., 2012) (med de vigtigste stoffer menes de<br />
stoffer der er restriktioner på udledning af).:<br />
CO Carbonmonooxid / kulilte<br />
SO2 Svovldioxid<br />
NOX Nitrogenoxider<br />
HF Hydrogenfluorid<br />
HCl Saltsyre<br />
Hg Kviksølv<br />
Cd Cadmium<br />
Ti Thallium<br />
Støv<br />
PCDD Dioxin<br />
PCDF Furaner<br />
Σ Andre metaller<br />
Følgende er en illustration fra LAB(røggasrensnings anlægget) (LAB, 2012)<br />
Billede 19 Røggas bestanddele (LAB, 2012)<br />
30 | S i d e
Alt afhængigt at driftstemperaturene vil flygtige tungmetaller og salte fordampe totalt eller delvist i<br />
forbrændingsprocessen. Og bliver som sådan til bestanddele af både flyveasken samt røggassen<br />
13. LAB røgrensning<br />
Systemet der røgrenses efter er et vådt røgrensnings system, dette vil sige at røggassen ”vaskes” ren.<br />
(Anon., 2012)<br />
Opbygningen af systemet er som følgende. Røggassen forlader Elektrofiltret og for at få den rigtige<br />
temperatur, er her indført en røggasveksler (denne veksler til fælles LUFO) samt en Fjernvarme<br />
forvarmer, denne reducere røggastemperaturen til under 100° C og ikke under 90° C. Nedenstående<br />
illustration er et SRO ud print af røggasrensnings oversigts billede.<br />
Billede 20 Røggasrens SRO oversigt (Anon., 2012)<br />
31 | S i d e
Røggassen bliver i første skrubber G1 mødt af Quench 15 (dette er en vaskning):<br />
Quenchen er en hybrid af de øvrige Skrubbertyper. Typisk opererer quenchen med en meget stor<br />
L/G(liquid over gas) ratio, hvilket sikrer en god kontakt mellem væske og gas. Quench betyder<br />
(direkte oversat) slukke, kvæle, dæmpe, undertrykke og chokkøle, hvilket svarer til de<br />
applikationer, hvor man ofte ser en quench som første trin af et samlet reduktionsanlæg. I den<br />
forbindelse er det primære formål at sænke temperaturen på rågassen (Forcetechnology, 2012)<br />
skrubber G1 er til syre udvaskning dette gøres med kalkstensmælk temperaturen falder i skrubber G1 til<br />
60 – 70° C.<br />
Skrubber G2 her doseres kalkstensslurry dette styres af et PH kontrolsystem. Skrubber G2 er også her<br />
svovlen fra røggassen fjernes ved gips dannelse.<br />
Skrubber G3 kombinere følgende effekter. Fjernelse af dioxiner samt Furaner og den kondensere<br />
samtidig vanddamp fra røggassen og derigennem udvinder varme. Dioxin og Furan udskilles ved at<br />
tilsætte Lignit koks 16 der absorbere disse stoffer. Samtidig reguleres der med Natronlud for at holde en<br />
bestemt PH-værdi. Anlægget er energi optimeret gennem den varmeveksling der er på kondensatet fra<br />
G3 skrubberen.<br />
Herefter kommer den endelige støv og partikel rensning i AFM 17 dette er et filtrerings venturi system.<br />
Her vaskes og væsken recirkuleres, for at hindre de partikler og vandråber i at nå sugetræks-blæserne og<br />
skorstene er der et patenteret CYCLOLAB® der fanger støv, partikler og vanddråber ved centrifugal kræft.<br />
Den Lignite koks pumpes / sprayes ind i ovnen når det menes at denne er tæt på mætning. Dette sker<br />
dog løbende så der undgås at, evt. emissioner ikke fanges. Følgende er et af mange skilte der er placeret<br />
rundt på hele anlægget. De er der for at lette en evt. rundvisning på anlægget. Det er skilte med<br />
procesbeskrivelser til lægmand.<br />
15 Quench (vandspray køling)<br />
16 Lignit koks er en porøs form af koks (stort overfalde areal)<br />
17 AFM AggloFiltreringsModul<br />
32 | S i d e
Billede 21 Støvrensning i røggasrensningen (Winther, 2012)<br />
14. Vandrensning (spildevand)<br />
Reno-Nord I/S har til behandling af proces vandet et vandrensnings anlæg, der behandler alt det proces<br />
vand der er i overskud eller er tilsmudset<br />
Den mængde proces vand der kommer ud af røgrensningen anvendes som sådan igen til skrubber<br />
vandet og alt proces vand renses i et vandrensningsanlæg der tilsikre at vandet opnår så ringe værdier af<br />
metaller og salte m.m. at det må udledes i Limfjorden. Dette rensnings anlæg vil ikke blive analyseret<br />
nærmere.<br />
33 | S i d e
15. Problemanalyse<br />
Efter at have fulgt Driftspersonalet og selv har været i praktik på anlægget, er følgende observationer<br />
gjort. Det anses for et problem at LUFO 18 ikke holder den temperatur den burde for Primær<br />
indblæsningsluften. For at få et overblik af situationen er der foretaget et SRO udprint over <strong>Primærluft</strong><br />
temperaturen over en 6 måneders periode se neden stående illustration.<br />
Billede 22 <strong>Primærluft</strong> temperatur over 6 måneder<br />
I data bladet for LUFO, bilag nr. 9 & bilag nr. 11, er det angivet til at den primære luft skal have en<br />
indblæsningstemperatur på ca. 145° C og Sekundær indblæsningsluften en temperatur på ca. 125° C.<br />
På SRO-anlægget aflæses den primær lufttemperatur til 105° C og den sekundær lufttemperatur til 125°<br />
C.<br />
Fokus for dette område henledes på at LUFO systemet er 2 delt med et trin 1 hvor den samlede<br />
indblæsningsluft passere. Og herefter splittes luftstrømmen op i to nemlig primær luft og sekundær luft.<br />
Der først efter den fælles luft forvarmning at der ses et problem. Den primær lufttemperatur opnår ikke<br />
18 LUFO luftforvarmer.<br />
34 | S i d e
den rigtige temperatur efter denne luft forvarmning. Hvorimod den sekundær lufttemperatur viser sig at<br />
passe fint med data for denne.<br />
Primær luftstrømmen burde have modtaget sin temperatur stigning til de 145° C efter at have passeret<br />
LUFO trin 2.<br />
I fejl søgningen er rørføringen nøje studeret, til- /afgang på både primær og sekundær side af begge<br />
LUFO trin. Dette er gjort på de 3 mulige måder PI-diagrammer, SRO-anlægget og på det fysiske anlæg.<br />
Alt dette har ledt frem til at der er digital aflæsning direkte på de temperatur følere der er placeret på<br />
anlægget og det er samtidig disse følere der melder tilbage til SRO-anlægget.<br />
De problemer jeg ser i at temperaturen ikke ligger hvor den bør er følgende.:<br />
Udtørringen af affaldet på risterække 1.<br />
Dårligere forbrænding grundet ringe udtørring.<br />
Dårlig udnyttelse af LUFO trin 2.<br />
Det økonomiske perspektiv i dette problem er internt, idet denne drifts situation ikke umiddelbart øger<br />
forbruget på driften. Den lavere temperatur medføre derfor et tab i produktiviteten og en forøgelse af<br />
temperaturen til det forskrevne vil effektivisere processen.<br />
Anskues problemet helt ”lavteknisk” ses følgende problem muligheder.<br />
1. trevejsventilen på strengen fra ECO 19 til overbeholder.<br />
2. Bypass spjældet før fælles LUFO.<br />
Skulle trevejs ventilen hænge i positionen Så kedel vandet løber direkte fra economiseren til<br />
overbeholderen. Vil strengen til <strong>Primærluft</strong> LUFO står stille og derved vil temperaturen i LUFO være lig<br />
<strong>Primærluft</strong>ens. Der henvises til PI-diagrammerne i bilag nr. 10, 10A og 10B for et diagram overblik<br />
imellem sammenhængene for de to LUFO trin og henholdsvis kedelvandet til trin 2 samt Hedtvand til<br />
trin 1.<br />
Står bypass spjældet lidt åbent eller har dette en defekt lamel, vil det kunne lede en delstrøm af<br />
indblæsningsluften uden om den fælles LUFO, denne delstrøm vil så møde primærluften i<br />
indblæsningsmanifolden til ristene. På nedenstående foto er vist det omtalte lamel spjæld for bypass af<br />
indblæsningsluften.<br />
19 ECO economiser<br />
35 | S i d e
Billede 23 bypass spjæld inden fælles LUFO. (Winther, 2012)<br />
Varmebalancen i systemet undersøges for at se om det skulle være muligt den vej igennem at lokalisere<br />
en fejl i systemet. Det antages at systemet er under konstant tryk, derfor anvendes følgende formel til at<br />
udregne nedenstående.<br />
∆ h = c * ∆T<br />
⇒ Q = m * ∆T<br />
* c<br />
p<br />
p<br />
I det følgende kommenteres på de fundene resultater af udregningerne samt er der givet en<br />
delkonklusion af analysen.<br />
36 | S i d e
15.1 Udregninger på varmebalancen<br />
I det følgende er der brugt værdier fra de SRO screen dumps, der blev taget under praktikken. Samt<br />
værdier fra Vekslerens data-blad se bilag nr. 9 og 11<br />
Nogle steder er der afrundet til nærmeste hele tal, og på SRO-bilag kan der være en misvisning i nogle<br />
data. Se evt. bilag nr. 7 for billede for sekundærluft, her vises en total sekundært luft flow på<br />
25405nm 3 /h med en for aflæste indblæst værdi på 22292,9nm 3 /h. Begge værdier er der foretaget<br />
udregninger for, for at se indflydelsen.<br />
For at vurdere på validiteten af måleværdierne er der nederst udregnet en procent afvigelse af luft/vand<br />
forskellen i forhold til total.<br />
Afrundinger og fejlvisning taget i betragtning må resultaterne for den fælles LUFO anses for valide.<br />
Følgende udregnet for LUFO1 (fælles LUFO).<br />
∆h<br />
= c * ∆T<br />
⇒ Q = m*<br />
∆h<br />
Luft<br />
Luft<br />
∆h<br />
∆h<br />
15°<br />
C<br />
125°<br />
C<br />
Hedtvand<br />
Hedtvand<br />
c<br />
c<br />
= 1,<br />
016kJ<br />
/ kgK<br />
50947,<br />
6nm<br />
Q<br />
Q<br />
Q<br />
Q<br />
Q<br />
Q<br />
luft<br />
flow<br />
flow<br />
luft<br />
luft<br />
total<br />
diff<br />
ind<br />
ud<br />
Hedtvand<br />
=<br />
155°<br />
C<br />
71,<br />
6°<br />
C<br />
= 4,<br />
77kJ<br />
/ kgK<br />
= 1,<br />
016*<br />
110 = 111,<br />
76<br />
Hedtvand<br />
luft<br />
Hedtvand<br />
4,<br />
77*<br />
83,<br />
4<br />
= ( primærluft)<br />
+ ( sekundærluft)<br />
⇒<br />
hedtvand<br />
95212,<br />
65*<br />
111,<br />
76<br />
= Q<br />
= Q<br />
=<br />
=<br />
luft<br />
diffSROværdi<br />
ind<br />
ud<br />
luft<br />
( 0,<br />
33*<br />
100)<br />
/ 20,<br />
95<br />
( 0,<br />
78*<br />
100)<br />
/ 21,<br />
4<br />
3<br />
totalmSROværdi<br />
/ h + 22292,<br />
9nm<br />
= 7,<br />
2kg<br />
/ s * 3600 = 25920kg<br />
/ h<br />
25920*<br />
397,<br />
82<br />
+ Q<br />
− Q<br />
=<br />
hedtvand<br />
Hedtvand<br />
=<br />
(( 50947,<br />
6<br />
= 1,<br />
57%<br />
= 3,<br />
64%<br />
397,<br />
82<br />
=<br />
3<br />
/ h * 1,<br />
3kg<br />
/ nm<br />
10640965,<br />
76<br />
= 10311494,<br />
40 j<br />
= 10640965,<br />
76 + 10311494,<br />
4 =<br />
= 10640965,<br />
76 −10311494,<br />
4 =<br />
= 11093116,<br />
55 −10311494,<br />
4 =<br />
j<br />
3<br />
= 95212,<br />
65kg<br />
/ h<br />
781622,<br />
15<br />
20952460,<br />
16<br />
329471,<br />
36<br />
+ 25405)<br />
* 1,<br />
3*<br />
111,<br />
76)<br />
+ 10311494,<br />
4 =<br />
Følgende udregnet for LUFO2 (primærluft forvarmer)<br />
j = 0,<br />
78Mj<br />
j = 20,<br />
95Mj<br />
j = 0,<br />
33Mj<br />
21404610,<br />
95<br />
j = 21,<br />
4Mj<br />
37 | S i d e
∆h<br />
= c * ∆T<br />
⇒ Q = m * ∆h<br />
Luft<br />
Luft<br />
∆h<br />
∆h<br />
Q<br />
Q<br />
Q<br />
Q<br />
125°<br />
C / 125°<br />
C<br />
145°<br />
C / 105°<br />
C<br />
Kedelvand<br />
Kedelvand<br />
c<br />
c<br />
luft<br />
flow<br />
flow<br />
luft<br />
270°<br />
C<br />
212°<br />
C<br />
= 1,<br />
016kJ<br />
/ kgK<br />
luft<br />
total<br />
diff<br />
ind<br />
ud<br />
Hedtvand<br />
=<br />
=<br />
Hedtvand<br />
luft<br />
= 4,<br />
77kJ<br />
/ kgK<br />
1,<br />
016*<br />
20<br />
4,<br />
77 * 58<br />
3<br />
3<br />
= ( primærluft)<br />
= 50947,<br />
6nm<br />
/ h * 1,<br />
3kg<br />
/ nm = 66231,<br />
88kg<br />
/ h<br />
66231,<br />
88*<br />
20,<br />
32<br />
= Q<br />
= Q<br />
=<br />
Kedelvand<br />
Kedelvand<br />
=<br />
luft<br />
luft<br />
ind<br />
ud<br />
( 0,<br />
15*<br />
100)<br />
/ 2,<br />
84<br />
= 20,<br />
32(<br />
tils varende)<br />
= 5400kg<br />
/ h<br />
5400*<br />
276,<br />
66<br />
+ Q<br />
− Q<br />
Kedelvand<br />
=<br />
=<br />
Kedelvand<br />
5,<br />
28%<br />
276,<br />
66<br />
=<br />
1345831,<br />
8<br />
j<br />
= 1493964 j<br />
= 1345831,<br />
8 + 1493964 = 2839795,<br />
8 j = 2,<br />
84Mj<br />
= 1345831,<br />
8 −1493964<br />
= 148132 j = 0,<br />
15Mj<br />
Note: Grundet manglende data udtræk af SRO-anlægget, anvendes værdier fra Data-bladet for denne<br />
Varmeveksler. Da der kun er en enkelt temperatur værdi inden veksleren på kedelvandet er dette ikke<br />
et retmæssigt billede af situationen. Det er også misvisende at der ifølge lufttemperatur visningerne er<br />
så stort et temperatur fald over denne veksler.<br />
15.2 Del konklusion<br />
For nuværende må det konkluderes at fejlen næppe kan ligge ved selve LUFO’en for<br />
primærindblæsningsluften. Dette konkluderes ud fra at veksleren jf. Data-blad fint kan levere varen. Dog<br />
viser ovenstående udregning at der måske er en mindre fejl, men denne må bero på data anvendt til<br />
udregning og ikke den faktiske situation.<br />
Og da der under anlægs analyse og gennemgang ikke er fundet betydelige utætheder, ved visuel<br />
inspektion, er sandsynligheden størst for at problemet ligger ved før nævnte 3-vejs ventil eller lamel<br />
spjældet.<br />
38 | S i d e
16. Optimerings muligheder<br />
Her ser jeg en optimeringsmulighed i at ændre på primær LUFO så denne kun varmer primærluften til<br />
riste indblæsningen under risterække 1. Herved optimeres udtørrings processen og måske anlægs<br />
effektiviteten. Dette fordi at det kun er en del af primærluftstrømmen der går til risterække 1. Altså er<br />
det kun denne del mængde der skal tages varme ud til at opvarme, dette sikre en mere ensartet<br />
temperatur i kedel vandet til overhederen. Og der igennem et mindre tab end ved nuværende drift<br />
metode.<br />
En fordel ved kun at lede den opvarmede primær luft til risterække 1, vil være en ekstra afkøling af de<br />
resterende risterækker. Da disse nu ikke indblæses med 145° C.<br />
Et andet tiltag kunne være at røggassen efter Elektrofilteret tages ud og denne anvendes til at udtørre<br />
affaldet. Denne vil skulle indblæses under risterække 1 evt. opblandet med noget primærluft hvis der<br />
ikke er et højt nok ilt indhold. Herigennem sikres udtørring, fordampning og begyndende forgasning.<br />
Det har ikke været muligt at finde anden litteratur der kan bekræfte at recirkuleret røggas kan anvendes<br />
til udtørring dog står det kortvarigt nævnt i patent fra 1991 (al., 1991)(side 2 linje 14-15) at:<br />
Hot flue gases are recirculated to dehydrate the waste material and remove oxygen.<br />
Hvis dette er tilfældet kunne det være rigtigt interessant at se om en sådan recirkulering af røggas kan<br />
udtørre og om det også er gavnligt for NOX Dannelsen. Skulle det vise sig at være med til en mindskelse<br />
af NOX dannelsen, vil der samtidig kunne spares på NH3 forbruget. Det vil altid kunne argumenteres om<br />
ammoniak prisen, står mål med NOX nuværende afgifts pris. Skifter dette forhold vil rentabiliteten være<br />
for en anlægsomlægning.<br />
Noget helt andet og en noget drastisk løsning vil være en ombygning af anlægget til at få et SCR-system.<br />
Et SCR-system kan bedst beskrives og sammenlignes med en katalysator til en forbrændingsmotor. Et<br />
sådant system vil kræve at røggassen først NOx reduceres efter røggasrensningen og der ved er<br />
temperaturen så langt nede at den skal genvarmes for at opnå et godt resultat i NOX reducering, men et<br />
sådan system kan så reducere udledningen med op til 90%. (Commission, 2006) Det v il selvfølgelig altid<br />
være interessant at følge med i om udskiftning af elmotorer til nyere modeller med mindre forbrug er<br />
muligt og rentabelt. Her tænkes mest på pumpe- og blæsemotorer som det må siges at anlægget har<br />
nogle stykke af.<br />
Et andet og sikkert utænkeligt optimering vil være samtidig drift af turbinen på Ovn linje 3. Dette vil<br />
forudsætte at dampproduktionen på ovnlinje 4 har så stort overskud at dette er muligt. Eller<br />
muligheden for at kunne køre denne på damp fra ovn linje 4, hvis der skulle være udfald på turbine /<br />
generator delen i ovnlinje 4.<br />
39 | S i d e
17. Alternative Problempotentialer<br />
Et problem ved at skulle recirkulere vil være om Sugetræks blæserne vil kunne klare den ekstra<br />
belastning, der vil være ved at noget røggas ”trækkes” i flere gange. Vil denne ekstra belastning<br />
eventuelt stå mål med den besparelse der vil være på indblæsnings blæsemotoren, der vil skulle<br />
reducere sin last? En sådan recirkulering vil måske medvirke til en øget NOX reduktion, men vil det være<br />
med i drift overvejelserne så længe anlægget fint kan ligge under miljøkravene til emission. Det kunne<br />
med fordel undersøges hvad anlægsudgifterne til et sådan tiltag ville anløbe. Vil en sådan recirkulering<br />
kræve sin egen røggas blæsemotor?<br />
Det med recirkulering af røggas kunne være en ret spændende vej at, gå for yderligere NOX Reduktion,<br />
for der vil sikkert komme skærpede miljø krav i fremtiden.<br />
Til anlægget høre både en nøddiesel generator og en nøddiesel dionat vandpumpe, her kunne<br />
udstødningen ledes i anlægget fra disse i stedet for til det fri. Det ville være nødvendigt med en ventil<br />
der sikre at under normal drift, ville røggassen fra anlægget ikke stå helt ud til disse med risiko for<br />
roterring af motorerne i den forkerte retning.<br />
Generelt synes Silo størrelserne på anlægget at være lige i det mindste. Specielt flyveaske siloen er<br />
meget lille og kræver som ofte tømning 3 gange ugentligt for at driften kan holdes kontinuerligt. Skulle<br />
der være problemer med vognmænd eller ligenden kunne det have været rart for driftspersonellet at<br />
der var kapacitet til større mængde opbevaring. De har dog muligheden for at opslæmme flyveasken og<br />
dræne denne ud i container men dertil har de ikke en ordentlig container håndtering. Da denne foregår<br />
ved bugsering af container ved hjælp af virksomhedens gummiged.<br />
På anlægget har der gennem hele praktik perioden været et problem med trykholder systemet, de er<br />
gået fra et døgn forbrug af behandlet vand på ca. 70m 3 til op til deres stop i uge 44 240m 3 . Dette udgør i<br />
sig selv et problem. Da den øget mængde vand koster mere da der tages by vand til<br />
behandlingsanlægget. Driften af behandlingsanlægget er øget, dette øger energiforbruget samt<br />
fremskynder service interval for RO-anlæggets membraner og øger det generelle forbrug af salt, lud<br />
m.m. til vand behandlingen.<br />
18. Konklusion<br />
Her vil blive konkluderet på problemstillingen.<br />
Hvorfor er temperaturen nedsat?<br />
Problemet synes ikke umiddelbart at kunne referres til primær indblæsningsluft LUFO, men antages at<br />
ligge i reguleringen, det vil sige der er muligvis et problem med 3-vejs ventilen der regulere<br />
kedelvandsmængden til primær LUFO, da der er ringe oplysninger på dette punkt i SRO-anlægget vil det<br />
bero på en yderligere inspektion, hvor ovnlinjen er uden drift. I denne ombæring vil det være belejligt at<br />
montere følere til temperatur visning på den streng der leder kedelvand til og fra <strong>Primærluft</strong> LUFO<br />
Eller det kan ligge i det før omtalte lamel spjæld til bypass af fælles LUFO. Ligeledes vil en yderligere<br />
inspektion kræve et anlægs stop eller mulighed for boroscopeinspektion, dette kan udføres hvis der kan<br />
laves adgang på hver side af spjældet. Det vil så være muligt at kamera inspicere spjældet under drift.<br />
Har det økonomiske eller emissions konsekvenser?<br />
40 | S i d e
Det har ikke været direkte påviseliget, ud fra de her anvendte data, at denne manglende temperatur har<br />
haft konsekvenser, men det antages at anlægget er optimeret til en drift hvor alle dele agere som<br />
tilsigtet<br />
Er der optimeringsmuligheder?<br />
Ja det må siges at der er optimeringsmuligheder, om disse er økonomisk rentabel vil kunne undersøges<br />
og som tidligere angivet er dette ikke behandlet i dette projekt.<br />
Men optimerings muligheder vil være.:<br />
Generel inspektion af indblæsnings spjælde under stop.<br />
Installering af flere følere blandt andet temperatur visning før og efter på alle sider af vekslere<br />
og hvis muligt flow måling.<br />
Ombygning af <strong>Primærluft</strong>ens LUFO-system til kun at omfatte tørreluften.<br />
19. Perspektivering<br />
På baggrund af min opgave finder jeg at det er godt der igennem alt dette er en sammenhæng imellem<br />
al den tilegnede viden og den grundviden jeg besidder angående forbrænding. Mine resultater viser der<br />
en tydelig sammenhæng i til stræben efter LEAN-burn principperne. Det vil sige λ=1 som det optimale<br />
punkt for en forbrænding. Der er så flere årsager til at man ikke kan ligge sig fuldstændig op ad dette,<br />
ikke mindst bestand delene i forbrændingsmaterialet (brændstoffet) som ofte kræver et luft overskud<br />
for at kunne brænde mere optimalt.<br />
På baggrund af mit projekt arbejde undrer det mig. Er som også belyse kort i Kim H. Pedersens rapport<br />
er aspektet som kendt fra Forbrændingsmotorer med afkøling af forbrændingsluften for at optimere ilt<br />
molekyle indholdet. Det er den tanke jeg har gjort, med at flytte Primær luft LUFO, så denne kun varmer<br />
1. risterækkes indblæsningsluft. Jeg anerkender dog, det kan diskuteres om 125° C er koldt men det er<br />
koldere end de 145° C.<br />
Som nævnt tidligere har jeg ikke kigget på økonomien i alt dette. Men dog kommenter jeg på det. For<br />
det vil være den billigste løsning at reducere primær LUFO til at behandle indblæsningsluften til<br />
risterække 1. Set ud fra at LUFO ikke behøver at blive flyttet, der skal blot laves om på primær<br />
indblæsningsluftens manifold.<br />
På et personligt plan mener jeg bestemt, at en recirkulation af røggas vil være den mest interessante<br />
fremgangs måde. Ikke mindst fordi den vil kræve nyetablering både fysisk på anlægget men også<br />
styrings mæssigt. Da det vil kræve en regulering af mængden af den recirkuleret røggas. Jeg kan se et<br />
problem, som er kendt fra forbrændingsmotorer, i reguleringsventilen. men kan ikke lige se for mig om<br />
en sådan i samme stil med en EGR-ventil på en forbrændingsmotor vil kunne sode til. Fordi indholdet af<br />
sodpartikler og støv i røggasen er mig ukendt på det sted i anlægget hvor det bør udtages.<br />
For mig personligt har det været en rigtig læringsrig periode både med praktikken men bestemt også<br />
med projektskrivningen. For mig kunne det være optimalt med en forpraktik. Alternativt med en form<br />
41 | S i d e
for opdelt praktik, så man kan arbejde med sit projekt imellem og færdigøre det efter. Jeg ved dog ikke<br />
lige hvordan det skulle struktureres. Endvidere har været noget litteratur, som jeg ikke har kunnet få fat<br />
i uden at skulle have betalt for adgang. Dette er af den grund fravalgt men der kunne jeg godt have<br />
tænkt mig at vi studerende igennem AAMS kunne have adgang til universitetsbibliotekerne online så<br />
man kunne få adgang til disse artikler. Ikke mindst er adgangen til litteratur hindret af at jeg fysisk,<br />
under projekt skrivningen er udstationeret i Afghanistan.<br />
Skulle jeg se på det anderledes kunne det have været spændende også at få det økonomiske aspekt med<br />
i rapporten, f.eks. Hvad er kost prisen på udledning af NOX kontra kost prisen på det injiceret ammoniak.<br />
Hvor langt ned vil NOX emissionen kunne bringes ved samtidig at anvende recirkulation og vil denne<br />
være praktisk mulig at anvende til tørring af affaldet på risterække 1? Men en helt anden side af affalds<br />
forbrænding er de nye tiltag der for Reno-Nord I/S vedkommende stadig er på forsøgs basis. Nemlig<br />
hvor man gennem kamera teknik og programmering forsøger at styre forbrændingsreguleringen til at<br />
opnår en hurtigere regulering og en endnu mere jævn produktion. Hurtigheden opnås ved at<br />
kameraerne kigger på flammerne ud fra hvad de ser vurderes der på farve spektret og hvor i ovne<br />
flammerne forefindes. Dette må siges at være en hurtigere regulering end som nu hvor der reguleres på<br />
ilt indholdet i røggassen. Det ville være rigtigt spændende at kunne være med til implementeringen af et<br />
sådant reguleringssystem.<br />
Til problemet med spædevands mængden, har jeg hørt fra en Vagtleder, at det viste sig at være<br />
røggasveksleren der var utæt. Så da jeg hørte det tænkte jeg straks at det var her fejlen var. Men ved<br />
nærmere eftertanke er den jo til hedtvand, og det så ikke ud til at være i problemer, da temperaturen på<br />
sekundærluften fortsat var de 125° C.<br />
For mig der har en anderledes baggrund end de fleste maskinmestre studerende, med 2 fag uddannelser<br />
samt en matematisk studenter eksamen i bagagen. Har det været et spændende afbræk fra mit normale<br />
job at have gennemgået praktikken på Reno-Nord I/S. Følger man med på B&W Vølunds hjemme side<br />
kan det læses at der i 2013 vil komme et nyt BREF dokument fra EU commissionen. Og B&W Vølund er<br />
klar med det de kalder NextBAT®. Det selvfølgelig mest for at sælge deres egne produkter men de<br />
skriver at der i den nye BREF ligges op til stramninger på effektiviteten af et affalds fyret <strong>CHP</strong> anlæg og<br />
ikke mindst øges kravene til Emissionerne fra disse anlæg.<br />
Det de så nævner som teknikker til at kunne leve op til disse stramninger er et ovn-anlæg stort set<br />
identisk med Reno-Nord I/S dog variabelt i størrelse. De fremhæver deres nye vandkølet riste. Samt<br />
sekundærluft, OFA 20 luft og VoluMix<br />
Som Ole Hedegaard Madsen skriver:<br />
Incineration systems based on combustion grates are old fashioned….<br />
This image is incorrect, it is proven technology – but it is still improving!<br />
20 OFA Over Fire Air<br />
42 | S i d e
Det ville nok kræve et studie i sig selv hvis der skulle kunne dokumenteres hvad et KKS-system er, men<br />
lige kort fortalt er det Kraftwerk Kennzeichen Systeme, det vil sige et nummer system til at kunne finde<br />
enkelt dele ud fra et tildelt nummer. Et eksempel på dette kunne være _4HLA03CT001XQ01. Dette er<br />
KKS-nummeret for primærluft til riste temperaturføleren. Takket være min praktik kan jeg så sige at det<br />
er på anlæg 4 ud fra det første 4-tal. Jeg antager så at HLA er Reno-Nord I/S og 03 er kote altså det<br />
niveau hvor delen befinder sig. CT er en temperatur transmitter, det sidste er så det jeg ikke har fanget<br />
endnu. Til grund for systemet ligger DIN 6779 standarden.<br />
Til slut skal jeg lige beklage kvaliteten af mine bilag, havde desværre kun Hardcopy materiale med så det<br />
lider under at jeg kun har haft adgang til en ret dårlig scanner, der samtidig har krævet scanning til<br />
arbejds intranet mail samt videre sendelse til privat mail.<br />
43 | S i d e
20. Litteraturliste<br />
al., E. D. e., 2012. Combined Heat and Power: Air Quality Guidance for Local Authorities, s.l.: Camden.<br />
al., M. J. K. e., 1991. Process and apparatus for emissions reduction from waste incineration, Chicago:<br />
United States Patent.<br />
Al, C. Y. E., 2012. Sciencedirect. [Online]<br />
Available at: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360128508000245<br />
[Senest hentet eller vist den 2012].<br />
Andersen, H. B., u.d. www.Volund.dk. [Online]<br />
Available at:<br />
http://www.volund.dk/en/Waste_to_Energy/~/media/Downloads/Conference%20papers%20-<br />
%20WTE/Combustion%20technology%20for%20generating%20energy%20from%20waste.ashx<br />
[Senest hentet eller vist den 12 2012].<br />
Anon., 2012. Denstoredanske. [Online]<br />
Available at: http://www.denstoredanske.dk/Sprog,_religion_og_filosofi/Filosofi/Logik/deduktion<br />
[Senest hentet eller vist den 2012].<br />
Anon., 2012. Ptable. [Online]<br />
Available at: http://www.ptable.com/<br />
Anon., 2012. Reno-Nord. [Online]<br />
Available at: http://www.renonord.dk/default.aspx?m=2&i=43<br />
[Senest hentet eller vist den 12 2012].<br />
ApS, B. &. W. V., 2006. s.l.: s.n.<br />
Babcock & Wilcox Vølund, 2012. 21' Century Advanced Concept for Waste-Fired Power Plants, Esbjerg:<br />
Babcock & Wilcox Vølund.<br />
Commission, E., 2006. Integrated Pollution Prevention and Control BREF, s.l.: EU.<br />
Comte, A., u.d. www.denstoredanske.dk. [Online]<br />
Available at: http://www.denstoredanske.dk/Sprog,_religion_og_filosofi/Filosofi/Filosofi_i_1800-<br />
_og_1900-t./positivisme<br />
[Senest hentet eller vist den 2011].<br />
Dsdemister, 2012. dsdemister. [Online]<br />
Available at: http://www.dsdemister.com/eng/demister2.htm<br />
[Senest hentet eller vist den 2012].<br />
44 | S i d e
Forcetechnology, 2012. Forcetechnology. [Online]<br />
Available at: http://www.forcetechnology.com/da/Menu/Center/Videncenter-forluftrensning/Teknologier/Quench/<br />
[Senest hentet eller vist den 2012].<br />
Genesyscombustion, 2012. genesyscombustion. [Online]<br />
Available at: http://www.genesyscombustion.com/whitepages-417.<strong>pdf</strong><br />
[Senest hentet eller vist den 12 2012].<br />
http://en.wikipedia.org/wiki/Quenching_(scrubber), 2012. Quenching (scrubber), s.l.: Wikipedia.<br />
I/S, R.-N., 2012. www.renonord.dk. [Online]<br />
Available at: www.renonord.dk<br />
[Senest hentet eller vist den 2012].<br />
INC., W. f., 2012. Inconel. [Online]<br />
Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/Inconel<br />
[Senest hentet eller vist den 2012].<br />
Jones, J. C., 2010. Thermal Processing of Waste. ISBN 978-87-7681-590-5: J. C. Jones & Ventus Publishing<br />
ApS.<br />
Kristensen, M. L., 2004. Generel forbrændingsteknik, s.l.: Babcock & Wilcox Vølund.<br />
LAB, 2012. LAB. [Online]<br />
Available at: http://www.lab-sa.eu/waste.aspx<br />
[Senest hentet eller vist den 2012].<br />
Madsen, O. H., 2012. Next Generation of Waste Fired Power Plants, Glostrup: Babcock & Wilcox Vølund.<br />
Pedersen, K. H., 2008. Application of Fly Ash from Solid Fuel. [Online]<br />
Available at: http://orbit.dtu.dk/fedora/objects/orbit:82502/datastreams/file_4989838/content<br />
[Senest hentet eller vist den 2011].<br />
Rambøll, 2012. www.ramboll.com/services/energy. [Online]<br />
Available at:<br />
http://www.ramboll.com/services/energy%20and%20climate/~/media/CE5208D1AD144573BE1891D69<br />
B4DF957.ashx<br />
[Senest hentet eller vist den 08 2012].<br />
Vølund, B. &. W., 2005. Fyringsteknik, Esbjerg: Babcock & Wilcox Vølund.<br />
Winther, J., 2012. <strong>Primærluft</strong> Reno-Nord I/S, Grindsted: Johnni Winther.<br />
45 | S i d e
21. Bilagsliste<br />
Bilag nr. 1 Temperaturføler data-blad<br />
Bilag nr. 1A Kalibrerings blad for temperaturføler<br />
Bilag nr. 2 Reno-Nord I/S Beskrivelse fra anlægsdokumentation et uddrag.<br />
Bilag nr. 3 SRO-billede af Energiregulering<br />
Bilag nr. 4 Ristehastighed<br />
Bilag nr. 5 Modstandsregulering<br />
Bilag nr. 6 Iltregulering<br />
Bilag nr. 6A <strong>Primærluft</strong> regulering<br />
Bilag nr. 6B Sekundærluft regulering<br />
Bilag nr. 6C OFA regulering<br />
Bilag nr. 6D OFA 2 og sekundærluft til back regulering<br />
Bilag nr. 7 Sekundærluft SRO billede<br />
Bilag nr. 8 Differentiel tryk over primær luft forvarmer<br />
Bilag nr. 9 Primær LUFO data-blad<br />
Bilag nr. 10 Anlægs PI-diagram <strong>Primærluft</strong><br />
Bilag nr. 10A Kedelvand til LUFO<br />
Bilag nr. 10B Hedtvand fra røggasveksler<br />
Bilag nr. 11 Fælles LUFO data-blad<br />
46 | S i d e
22. Billede liste<br />
Billede 1 Anlægs oversigt (Andersen, u.d.) 10<br />
Billede 2 Fødesystemet. (Andersen, u.d.) 13<br />
Billede 3 Riste opbygningsprincip. (Andersen, u.d.) 14<br />
Billede 4 Luftindblæsning i riste (Babcock & Wilcox Vølund, 2012) 14<br />
Billede 5 Slagge-pusher (Winther, 2012) 15<br />
Billede 6 Slagge-pusher princip (Commission, 2006) 16<br />
Billede 7 Ristegennemfald og primærluft indblæsningsluft tragte (Winther, 2012) 16<br />
Billede 8 Oversigts billede af anlægget. (Madsen, 2012) 17<br />
Billede 9 VoluMix princip. (Andersen, u.d.) 18<br />
Billede 10 Brændkammer med affaldszoner for forbrændingen samt vist primær- og sekundærluft<br />
indblæsning. (Al, 2012) 19<br />
Billede 11 Illustration af ovnrums-luften (Winther, 2012) 20<br />
Billede 12 Ovnrummet linje 4 Reno-Nord I/S (Andersen, u.d.) 22<br />
Billede 13 Ovn/kedel skitse (Commission, 2006) 23<br />
Billede 14 NOx produktion (Commission, 2006) 24<br />
Billede 15 NOx produktion som følge af overskuds luft mængde (Pedersen, 2008) 25<br />
Billede 16 Demister princip illustration (Dsdemister, 2012) 27<br />
Billede 17 Elektrofilter princip (Commission, 2006) 28<br />
Billede 18 SNCR NOx reduktion (Commission, 2006) 29<br />
Billede 19 Røggas bestanddele (LAB, 2012) 30<br />
Billede 20 Røggasrens SRO oversigt (Anon., 2012) 31<br />
Billede 21 Støvrensning i røggasrensningen (Winther, 2012) 33<br />
Billede 22 <strong>Primærluft</strong> temperatur over 6 måneder 34<br />
Billede 23 bypass spjæld inden fælles LUFO. (Winther, 2012) 36<br />
47 | S i d e