Förutsättningar för användning av rörflensbriketter i mindre värmecentraler. Piteå 2010-10-20 Projektledare Susanne Paulrud SP, Energiteknik Presenteras av Johan Yngvesson SP, Energiteknik

Varför använda rörflen i mindre värmeanläggning? I Värmeanläggningar 50 kW-5 MW finns anledning att tro att biobränslen med lägre kvalitet såsom rörflen kan komma att användas i större omfattning i framtiden än idag. Pannor i denna storlek finns ofta installerade i lantbruk eller i mindre värmeanläggningar på landsbygden där åkergrödor finns lokalt tillgängligt. Rörflen kommer åtminstone inledningsvis att finnas i små spridda volymer, samtidigt som råvaran är skrymmande att transportera. Rörflen är en torr råvara som lämpar sig väl att förädla till briketter.

Rörflen som bränsleråvara Rörflen, ca 15-20 gånger högre askhalt än träbriketter och 2-3 gånger högre askhalt än skogsbränsle (grotflis). Rörflensaskan är mer voluminös och strukturen hos askan skiljer sig från stamvedsaska . Beroende sammansättning kan askan sintra vid höga förbrännings-temperaturer. . Rörflen passar bäst -i pannor anpassade för askrika bränslen eller -som inblandning 10-20 % i pannor för trädbränsle Askhalten varierar dock beroende på vilka jordar rörflen odlas på. Kan variera från 2-12 %.

Hur kan rörflen nå en kommersiell marknad? Kunskapen är i dag relativt god vad gäller rörflens bränsle- och askegenskaper. Utvärdera den förbränningsteknik som finns på marknaden idag. Utföra tester med rörflen i befintliga värmeanläggningar som är i drift för att klargöra kraven men även för att ”väcka” intresse för nya råvaror. Praktiska tester ute i anläggningarna ger dessutom en bra helhetsbild då byte eller inblandning av nya bränslen ofta påverkar hela bränslekedjan från lagring, inmatning, förbränning till utsläpp av

Projektets mål I projektet har ingått att; Testa rörflensbriketter i två olika typer av värmeanläggningar. -Briketteldad panna, 500 kW. -Spannmålseldad gårdspanna, 60 kW. Göra briketteringstester med rörflen i en polsk skruvpress utvecklad för halm. Kort tid säga du bara presenterar delar av projktet, hänvisa till slutrapporten. Värmeanläggning Låttra Gård

Briketteringstester i en skruvpress Tidigare förstudier/studiebesök visar att skruvpresstekniken kan vara intressant för rörflen. 8 ton rörflen transporterades från Låttra Gård till Poznan, Polen. Två olika modeller av press testades, Duo typ BS 210 gav bättre kapacitet och hållfasthet. Briketteringen flöt på utan driftstörningar. Förstudie inom småskalprogrammet, inkl ett studiebesök. Resulterade i fortsatta projekt för att göra tester. Skruvpress, samma teknik som idag finns i Glommersträsk, föredraget i början på dagen.

Öknaskolan, Nyköping, 500 kW, träbriketter Osby Parca panna från 1980 av typen trapprost. Rostern förflyttar bränslebädden i slag om 10 cm. Ingen aktiv styrning (O2). En bränsleblandning med 20 % rörflensbriketter och 80 % träbriketter kördes i ca 4 veckor. Briketterna var tillverkade av Låttra Gård Bioprodukter. Förbränningsförsök med rörflen i Öknaskolan, Naturbruksgymnasium utanför Nyköping. Anläggningen drivs av TCG AB från Ulricehamn som säljer färdig värme. Obs. Inte bilden på pannan men en motsvarande modell, finns ingen bild då den är så gammal. Askhalt på rörflenet, 6 %, Bränsleblandningen askhalt på ca 2 %. Briketterna tillverkas av Låttra Gård, ett lantbruksföretag som har en kommersiell briketteringsanläggning för produktion av träbriketter.

Gullbringa Lantbruk, Kungälv, 60 kW, spannmål En undermatad rosterpanna av modell Catfire. En cirkulär brännarskrapa som bearbetar askan så att den faller ner till två askskruvar. PLC-styrning. 100 % rörflenbriketter kördes i ca tre dagar. Briketterna var tillverkade i den polska skruvpressen. Förbränningsförsök vid Gullberga Lantbruk. Eldar för eget bruk. Samma råvara (rörflen) som i Ökna men briketterna från annan press.

Resultat Ökna 500 kW Briketter RGT oC CO2 % O2 % CO mg/MJ NOx mg (NO2/MJ1) Stoft2 mg/MJ Trä Full Halv 166 147 13,8 6,2 6,3 14 786 406 51 53 198 112 Rörflen/trä (20/80) 190 161 12,2 7,6 7,7 12,4 168 111 96 118 189 68 Gullberga 60 kW Rörflen (100) Efter rökgasbr. 144 10,0 10,3 27 267 84 18 Askutmatning byggs om i Öknaskolan för att klara större askvolymer. Förbränningen fungerar med blandningsförhållandet (20/80), rörflensbriketter/träbriketter. Bränsleinmatning i Gullbringa ngt. ojämn. Tillfredställande emissionsvärden men höga oförbränthalter i askan, ca 20 %. Brikettanpassad inmatningsskruv och längre tester krävs för att hitta optimal inställning på askskrapan. Efter inledande försök byggs askutmatningen om vid Ökna skolan, askskruven utanför pannan byts ut. Pannan var ej i perfekt skick, rökgasfläkten krånglade mm. Medelvärden för rökgasanalyser och stoft (En dags körning). Nox räknat som NO2 Vid ev fråga om stoftprover för Ökna så redovisas ej efter cyklon då en ny prototyp testades under mätperioden och den gav ingen avskiljning. Partier av askan sintrade men inte så att det orsakade problem. Pannan var ej i bästa skick, ngt svajig rökgasfläkt, känslig för finfraktion i bränslet. Gick inget vidare på träbriketter, ngt bättre förbränning vid inblandning av rörflen. Gullberga. Inmatningsskruven ngt underdimensionerad för briketter.

Askegenskaper Rörflen Askhalt 7 % 9 % 3 % 4 % 6 % Rörflen/trä (20/80) 2 % askhalt DT oC ST oC HT oC FT oC 1600 1640 1650 >1650 1170 1240 1370 1150 1210 1250 1400 1420 1450 1500 1530 1190 1200 1230 1270 Vissa partier sintrade vid försöken i Ökna, inte så att det orsakade direkta problem. Mindre andel sintrade vid försöken i Gullbringa där 100 % rörflen användes. Att blanda råvaror påverkar askkemin. Rörflen askhalt 6 % Gullbringa (20/80) Ökna, Rörflen askhalt 6 %. Rörflen med lägre askhalt har ofta lägre initial asksmälttemperatur.

Ekonomiska förutsättningar för rörflen-Fallstudie ”Låttra Gård” Produktionskostnaden för rörflen fram till briketteringsanläggningen (inkl fyrkantsbal och inplastad lagring vid fältkant) är ca 870 kr/ton (212 kr/MWh). Priset för kutterspån, i snitt 1000 kr/ton i regionen. Briketteringskostnaden för rörflen vid en årsvolym på 2500 ton, 370 kr/ton (90 kr/MWh). Priset för träbriketter i regionen till mindre värmecentral, 1490 kr/ton fritt lastat (317 kr/MWh), 2010. (1340 kr/ton rörflen). Ex Öknaskolan, kan förvänta sig en högre drift och underhållskostnad (DoU) vid byte till rörflen. 20 % ökning motsvara ca 100 kr/ton bränsle. Ger en betalningsvilja för rörflensbriketterna på ca 1240 kr/ton (300 kr/MWh) idag. Rörflen är en ”ny” gröda och det finns potential att sänka kostnaderna (odling, hantering, lagring mm). Studie inom Energimyndighetens Bränsleprogram. Inga stöd inkl i produktionskostnaden som vallstöd på 500 kr/ha och Gårdsstödet.

”Ringar på vattnet” Värmeanläggningen vid Öknaskolan ingår nu i ett ”demonstrationsprojekt” (2010-2013) som drivs av SP. Pannan kommer 2011 att bytas ut till en panna anpassad för att kunna använda 100 % rörflenbriketter. Deltagare TCG AB som driver värmeanläggningen och Låttra Gård som ska leverera briketter. Låttra Gård har under 2010 anpassat sin gårdspanna (120 kW Vetopanna) till rörflensbriketter. En 60 kW Catfire panna eldas i dag med rörflensbriketter, i Glommersträsk. Anläggningen drivs av Glommers Miljöenergi AB som levererar rörflensbriketter tillverkade i den polska skruvpressen. Finns en broschyr som Marie tar med som du kan hänvisa till. Gårdspannan går idag på 100 % rörflensbriketter. Sista punkten handlar om första föredraget av Cecilia Wahlberg-Roslund.

Kommer att läggas ut på: Slutrapport: Paulrud S, & Hedman H. 2010. Förutsättningar för användning rörflenbriketter och hackad rörflen i mindre värmecentraler. SP rapport 2010:60. Kommer att läggas ut på: www.sp.se