Infraljudsotning på Ryaverket Funktionsutvärdering av ljudsotningen på Ryaverkets avfallspannor

Title: Infraljudsotning på Ryaverket Funktionsutvärdering av ljudsotningen på Ryaverkets avfallspannor Authors: Anoshepour, Farzad Abstract: Detta examensarbete presenterar en uppföljning av driftresultat från infraljudsotnings-anläggningen på Borås Energi och Miljös två avfallspannor på kraftvärmeverket Ryaverket. Perioden som studeras är begränsad till sommaren 2013. Dessutom genomförs en ekonomisk uppföljning av infraljudsotningsaffären. Förbränningen av hushålls- och industriavfall i Ryaverkets två avfallspannor resulterar i mycket aska och askbeläggningar på värmeöverförande delar, vilket medför sämre värmeöverföring mellan matarvatten och rökgaser. För att rengöra värmeöverförande delar används olika sotningsmetoder. Tidigare (fram till hösten 2011) användes uteslutande ångsotning och sprängsotning på Ryaverket. Dessa sotningsmetoder har en del nackdelar i form av bl.a. materialslitage och höga kostnader. Hösten 2011 installerades fyra infraljudsotare på avfallspannornas ekonomisrar. Målet med installationen var att ge en ångsotningsreducering med 90 % för båda pannorna (PVA1 och PVA2) och att sprängsotning inte längre skulle vara nödvändig. Ångsotningsreduceringen beräknades genom ta antal ångsotningar över ekonomisern/antal ångsotningsdagar, för att därefter beräkna skillnaden då infraljudsotarna var i drift och när de var avstängda. Den här studien indikerar en ångsotningreducering för PVA1 på 40 % och för PVA2 på 54 % under den studerade perioden. Dessutom är det fortfarande nödvändigt med sprängsotningar. Leverantören av infraljudsotningsanläggningen har i en egen utredning studerat en längre tidsperiod (oktober 2010-oktober 2012). Ångsotningsreduceringen för denna period uppskattades till ca 75 %. I det här examensarbetet analyserades och jämfördes mätdata från referensveckor då infraljudsotarna var i drift med veckor då infraljudsotarna var avställda. Den ekonomiska lönsamheten med investeringen uppskattades med annuitetsmetoden. Investeringen i infraljudsotarna visades sig lönsam då besparingen som infaller varje år är större än annuiteten. PVA1 har ett årligt annuitetsöverskott på 133 734 SEK/år och PVA2 har ett högre annuitetsöverskott på 221 934 SEK/år. Avbetalningstiden är på 5,4 år för PVA1 och 3,9 år för PVA2. Vid en ångsotningsreducering på 90 % hade avbetalningstiden varit ca 2,5 år. Orsaker till varför infraljudsotarna inte sotar mer effektivt kan vara kopplade till att avfallsbränslet innehåller bly, zink och alkali vilket ger askan vidhäftande egenskaper. I rökgasstråket sitter ekonomisern efter en cyklon som medför till att större askpartiklar fångas upp av cyklonen medan mindre askpartiklar flyger förbi cyklonen och fäster sig på tubpaketen och ekonomiserväggar. Genom tester av ljudtryck och omverifiering av beräkningsmodeller har det konstaterats att infraljudsotarna fungerar som de ska och att de jobbar med optimal frekvens. Borås Energi och Miljö har därför dragit slutsatsen att ljudsotningsfrekvensen är optimal och därför skulle ytterligare åtgärder förmodligen inte förbättra infraljudsotarnas effektivitet. Description: This thesis evaluates the operational performance of the infrasound soot system installed at the two waste-fired combined heat and power boilers (PVA1 and PVA2) at Ryaverket of Borås Energi och Miljö AB. The time period selected for the evaluation was the summer of 2013. In addition an evaluation of the economic results, behind the investment in the infrasound soot system, is undertaken. Incineration of industrial and domestic waste results in an amount of ash. The ash gives a coat on surfaces on the heat transfer units. The coat results in reduced heat transfer. In the autumn of 2011 four infrasound soot cleaners were installed at Ryaverket because of the negative sides of the existing steam soot blowers. The goal for the usage reduction of the soot blowers was 90 %. This study shows that the actual reduction was 40 % for PVA1 and 54 % for PVA2 during the investigated period. The supplier of the infrasound soot system has, in an internal investigation ranging from October 2010 to October 2012, calculated the actual reduction to 75 %. In this thesis a comparison between two different time frames is carried out with help from a hardware that collects measurement data from the incineration boilers. The comparison is from when the infrasound soot cleaners were shut down and when they were in operation. The economic evaluation is done with a method called annuity where the economic model indicates the annual payment for the investment. The conclusion is that the investment of the infrasound soot cleaners is profitable. PVA1 has an annual profit of 133 734 SEK and PVA2 has an even better annual profit of 221 934 SEK. The payoff time for the investment is 5,4 years for PVA1 and 3,9 years for PVA2. If the steam soot reduction would have resulted in 90 %, the payoff time would have been 2,5 years. A possible reason for the difficulty to remove the ash coat is that the waste fuel contains lead, zinc and alkali. These substances might give the ash an adhesive ability. The infrasound soot cleaners are located downstream of the cyclone, where larger ash particles are removed from the flue gas. The remaining ash particles in the flue gas downstream of the cyclone are small, which might increase the adhesive behavior of the ash. Various tests, carried out prior to this investigation, show that the sound frequency is close to optimal and further optimization of the frequency would probably not improve the performance the infrasound soot cleaners.