Sodblæsning af overhedeflader AFSLUTTENDE PROJEKT PÅ MASKINMESTERUDDANNELSEN KASPER MARIABO JUULSEN

Transkript

1 2016 Sodblæsning af overhedeflader AFSLUTTENDE PROJEKT PÅ MASKINMESTERUDDANNELSEN KASPER MARIABO JUULSEN

2 Titelblad Titel Problemformulering Forfatter Studienummer Sodblæsning af overhedeflader Hos Horsens fjernvarme ønsker man at undersøge hvorvidt der findes en bedre metode til rensning af de tværliggende overhedere, placeret i konvektionstrækket. Kan der i så fald spares ressourcer i rensningen, og er det rentabelt indenfor en 4-5 årig periode at investere i en ny metode. Kasper M. Juulsen E Antal anslag Antal normalsider 22,7 Dato for aflevering 9. december 2016 Uddannelse Uddannelsessted Praktiksted Opgavetype Vejleder Maskinmester Fredericia Maskinmesterskole Horsens Fjernvarme Kraftvarmeværket Afsluttende Bachelorprojekt Lektor: Peter Skovgaard Supply chain manager: Karsten Thiessen Kasper Juulsen, Fredericia, December S i d e

3 Abstract At Horsens incineration plant, they experience problems, keeping the superheaters in the boilers clean and free of deposits, and hence less effective. Because of that, they order explosions cleaning with dynamite once every month, besides of the existing cleaning methods, acoustic gas cleaners and chok-blast. Explosion cleaning is however, an expensive method, and this is why they, at the incineration plant wants to search for another way to clean their superheaters, and know if it is possible for the investment to be profitable within a maximum of 5 years. In the project, there will be explained which methods there exist to clean boilers and superheaters. Today the yearly operating costs, for cleaning of the superheaters, amounts to 173,000. A deal is received for, 4 soot blowers total, 2 for each boiler, at 168,000. However, it is estimated on grounds related to areas not included in the deal, that the investment will be closer to 269,000. The project sets out a scenario, where the operating conditions for the soot blowers will be once every 48 hours, and still run with acoustic gas cleaners and chok-blast, and one yearly explosive cleaning on each boiler. Based on the mentioned scenario, the investment will result in a repayment period for 2.5 years. It will therefore be recommendable for Horsens incineration plant, to perform this investment. 2 S i d e

4 Indholdsfortegnelse Titelblad... 1 Abstract... 1 Figur liste... 5 Forord... 6 Indledning... 7 Metode... 9 Anlægsbeskrivelse Ressourceforbruget til nuværende metoder Gashorn Beskrivelse og virkemåde: Energiforbrug: Vedligehold: I alt Chok-Blaster Beskrivelse og virkemåde: Energiforbrug: Vedligehold: I alt: Online sprængning Beskrivelse Omkostninger I alt Del konklusion 1: Ressourceforbruget til nuværende metoder Hvilke metoder findes der til rensning af overhedeflader Damp Trykluft Tryk-/lydbølger Vand Fysisk/manuelt S i d e

5 Sodblæser Energiforbrug Vedligehold I alt Del konklusion 2: Ressourceforbrug til drift af sodblæser Tilbagebetalingstid Kilder Kildekritik Diskussion Konklusion Perspektivering Litteraturliste Indholdsfortegnelse over bilag S i d e

6 Figur liste Figur 1: Kedelsnitstegning, et udsnit af bilag 1. Kilde: Horsens kraftvarmeværk Figur 2: Illustration af gashorn. Kilde: Nirafon Oy Figur 3: Illustrere gashornenes 4 faser. Fra tilførelse af luft, derefter gas, antændelse og skylning med luft. Kilde: Nirafon Oy Figur 4: Hul i overhederør, forårsaget af forhenværende kuglerensesystem. Kilde: Horsens Kraftvarmeværk Figur 6: Top OH1B, EFTER sprængning. Kilde: Forfatters eget arkiv Figur 5: Top OH1B, FØR sprængning. Kilde: Forfatters eget arkiv Figur 7: Udsnit af trend kurve, d. 6 juli 2016, hvor sprængning er fortaget i kedel 1. Kilde: SRO Horsens Kraftvarmeværk Figur 8: Illustrere hvor stor en andel, af den samlede udgift der går til de enkelte af de 3 nuværende metoder. Kilde: Forfatters eget arkiv Figur 9: Illustration af en delvis udtrækkelig sodblæser. Kilde: Clyde Bergmann Power Group Figur 10: Lydhorn fra Nirafon af typen NI-100 Kilde: Nirafon Oy Figur 11: Skitse af sodblæser samt virkemåde. Kilde: Forfatters eget arkiv Figur 12: Metode til bestemmelse af fremtidige udgifter til rensning af overheder. Kilde: Forfatters eget arkiv Figur 13: Slaggeopbygningen oven på OH1B. Kilde: Forfatters eget arkiv Figur 14: 2. del af metoden, til bestemmelse af den årlige besparelse, samt tilbagebetalingstiden S i d e

7 Forord Jeg har været heldig, at komme i praktik hos Horsens Fjernvarme på deres kraftvarmeværk. Det har været rigtig interessant, at være i praktik indenfor forsyningsbranchen. Det har til tider været vanskeligt, at forholde sig til det faktum, at man på et affaldsforbrænding modtager penge for det brændsel, man skal bruge til at lave den nødvendige damp, som ligeledes omsættes til likvide midler gennem salg af strøm samt fjernvarme. Jeg har haft stor glæde af praktikken, og vil derfor i den forbindelse gerne rette en stor tak til samtlige medarbejder på kraftvarmeværket i Horsens. Der skal dog rettes en særlig tak til følgende personer. - Karsten Thiessen, Supply chain manager Horsens kraftvarmeværk - Ebbe Rene Christensen, Teamleder/Maskinmester Horsens kraftvarmeværk - Martin Demant Hansen, Service engineer Boilerworks - Bo Algrensen, Maskinmester, Drift og vedligehold, Svendborg Kraftvarmværk Derudover skal rettes en stor tak til min vejleder på Fredericia maskinmesterskole, Peter Skovgaard, for råd og vejledning. 6 S i d e

8 Indledning Kraftvarmeværket i Horsens er i dag, ejet af de to fusionerede varmeværker, hhv. Horsens varmeværk og Dagnæs-bækkelund varmeværk, som i dag går under navnet Fjernvarme Horsens. Under et møde angående professionspraktikophold på kraftvarmeværket, stod projektets emne klart. Tilstedeværende fra kraftvarmeværket, Karsten Thiessen og Per Lykke Nielsen, kunne begge berette om værkets vanskelighed med, at opretholde en acceptabel renhed af hedefladerne på kedlernes overhedere. Det har ført til, at man igennem en længere periode har benyttet sig af online sprængninger med dynamit. Online betyder at sprængningerne fortages imens kedlerne er i drift. Dette er dog en bekostelig og kraftig procedure der med mellemrum resultere i, at der sprænges hul i en overheder. Derfor ønsker man, at undersøge hvilke alternativer der findes til rensning af overhederne. Ved investeringen i en sodblæser der benytter overhedet damp som rensemedie, vil man kunne opretholde en kontinuerligt ren hedeflade, som medfører en øget virkningsgrad på kedlerne, som dermed betyder at brugen af online sprængninger vil helt kunne stoppes eller kraftig begrænses. Formålet med projektet er, at redegøre for om sodblæsning vil kunne stoppe brugen af online sprængninger. Påvise om der kan opnås en besparelse i for hold til det eksisterende ressourceforbrug til, at holde hedefladerne rene og i samme ombæring, hvornår en investering i sodblæsere kan være tilbagebetalt. For at kunne udarbejde et brugbart resultat på baggrund projektet, vil der blive analyseret på det eksisterende ressourceforbrug til rensning af overhederne. Der vil ligeledes blive undersøgt, hvilke metoder der findes på markedet til rensning af overhedere. Indhente empiri fra andre værker, hvorledes de bære sig ad og deres erfaringer med den anvendte metode. En undersøgelse af, hvor stor investeringen er for sodblæsere, samt de driftsomkostninger der måtte være for, at kunne vurdere besparelsespotentialet og dermed en given tilbagebetalingstid 7 S i d e

9 Afgrænsningen i projektet vil komme til udtryk i de fortagede beregninger. Her vil der blive set bort fra rørstrækningers tryk- samt varmetab, da disse har en ringe indflydelse på selve resultatet. Hvad angår økonomien, vil der udelukkende blive fokuseret på selve investering og dermed ikke afskrivningsmetoder for denne. Der vil udelukkende blive fokuseret på overhederne i røgtræk nr. 4, da overhederen i røgtræk nr. 3 er lodret hængende og dermed har en ringe indvirkning på differenstrykket. Projektet er rettet mod personer med en teknisk indsigt på maskinmesterniveau eller højere. Den er skrevet med skriftstørrelse 12 og halvanden linjeafstand, skrifttypen er Tahoma. Projektet kan endvidere læses til ende uden brug af bilag. Ved tryk angivelser i projektet er det et overtryk, hvis benævnelsen ikke er bara eller, at der ikke står, det er absolut tryk. Vedrørende bilag, vil der fremgå en indholdsfortegnelse på den første side i PDF filen indeholdende alle bilag. Denne vil være dynamisk på den måde, at hver punkt i indholdsfortegnelsen linker til placeringen. Indholdsfortegnelsen vil ligeledes fremgå af sidste side i dette projekt, dog uden samme dynamik. 8 S i d e

10 Metode Kedlernes ydelse undersøges ved, at beregne deres nyttige effekt, tilførte effekt og deraf bestemme virkningsgraderne for dem. Det gøres for, på et senere tidspunkt i projektet, at vurdere indflydelsen ved, at tage en dampmængde ud af systemet. Ligeledes gøres det for, at bestemme de omkostninger der er ved, at reducere kedlernes last som det gøres når der fortages online sprængninger. Efter som der ønskes undersøgt, om der er en årlig besparelse ved, at benytte sodblæsning som erstatning for sprængningerne, er det nødvendigt, at analysere de nuværende udgifter. Dette indebære driftsomkostningerne til 4 gashorn, 2 chok-blast anlæg samt udgifterne i forbindelse med sprængninger. Angående gashorn og chok-blast anlæg, er der i hovedtræk blevet anvendt informationer, givet af fabrikanten. For at kunne regne effekterne i forbindelse med kedlerne og deres damp produktion, er det nødvendigt, at kende til flere data. Dataene til projektet er i hovedtræk hentet ud af SRO anlægget. SPPA-T3000 fra Siemens, som benyttes på kraftvarmeværket i Horsens, har en funktion til generering af rapporter. Denne funktion er brugt til, at generer analog interval rapporter, hvor perioden er indstillet fra d. 24/9 kl. 2 til den 24/10 kl. 2, med et log interval på 24 timer. Systemet fremkalder på baggrund af disse indstillinger en rapport der viser en 24 timers gennemsnitsværdi for et valgt måleudstyr, registreret kl. 2. I hovedtræk er anvendt formler inden for varmelære og damp, men også gassers tilstandsligning er benyttet til omregning fra Nm 3 til m 3 ved det givent tryk. 9 S i d e

11 Anlægsbeskrivelse Kedlerne på Horsens kraftvarmeværk er fra Vølund og er opsat i De har en forbrændingskapacitet på 2x5 tons affald i timen. I kedlen forefindes 3 riste, som fører affaldet frem i kedlen, for til sidst at ryge i slaggeskakten. Forbrændingsprodukterne starter i kedlen sin vej gennem 5 træk, hvoraf de første 2 er rene strålingstræk. I 3. træk passere forbrændingsprodukterne, medstrømsoverheder 3, der er lodret hængende, og er den sidste overheder set i forhold til dampens vej. Træk 4 indeholder først en evaporator evap 1 og derefter 3 overhedere, benævnt OH2, OH1B og OH1A og til sidst evaporator 2 evap 2. Det femte og sidste træk består udelukkende af 2 economisere og en røggaskøler. Herefter fortsætter røgen til røggasrensning, se evt. kedelsnits tegningen nedenfor figur 1 1. Træk 1 Træk 2 Træk 3 OH2 OH3 OH1B OH1A Figur 1: Kedelsnitstegning, et udsnit af bilag 1. Kilde: Horsens kraftvarmeværk OH2 består af 14 rør vandret liggende rørbundter, på samme måde ligger OH1B og -1A, dog med hver 27 rør. Derfor ses problemerne med tilstopning i røgtrækket, med en øget differenstryk til følge, her da rørene i sig selv, har optaget en stor del af den frie passage. 1 BILAG 1 10 S i d e

12 Grundet oplevelser med en øget temperatur ved og omkring overhederne, har man valgt at få en del af overhederfladerne belagt med Inconel 2. Kedlerne blev i 1992 udlagt til, at kunne levere en dampkapacitet på mellem 15 og 15,4 tons damp i timen, med en damptemperatur på 425 C. Efter man i 2006 og 2007 udskiftede en del af det indre murværk med vandkølede Inconel belagte rørvægge, er kedlerne blevet opgraderet til i dag, at kunne levere 20,8 tons i timen. En analyse af de indsamlede data for kedlerne 3 viser, at man over en periode fra d. 24/9 kl. 02:00 til den 24/10 kl. 02:00 med et log interval på 24 timer, har haft en dampproduktion på 21,1 t/h på begge kedler. Dampen har i gennemsnit haft en temperatur på 420 C og et absolut tryk på 48 bar. Data omkring fødevandets massestrøm og temperatur til kedlerne, giver anledning til en beregning af kedlernes nyttige effekt som er beregnet til. 21,1 3,6 3249,7 529, ,85 16 Da der ligeledes er indhentet data omkring flowet af den indfyrede brændsel, samt dets gennemsnitlige brændværdi, kan den tilførte effekt beregnes. Dermed også en virkningsgrad for kedlerne, nedenfor dog kun udført for kedel 1. Beregningerne for begge kedler, fremgår af bilag 3. ø 4.602, , ,82 18,8 16 0,85 18,8 Kedel 2 yder i gennemsnit tilsvarende kedel 1, knap 16 MW, dog med en dårligere virkningsgrad. I alt er der dermed tale om knap 32 MW. En gennemsnitlig fordeling af denne energi, er som følger, fjernvarme 76%, Dampturbine 19% og tab samt egetforbrug fra turbinens producerede strøm 5%. 2 Påsvejst legering, rig på nikkel, krom og molybdæn. Høj styrke ved høj temperatur, samt korrosionsbestandig. 3 BILAG 2 11 S i d e

13 Ressourceforbruget til nuværende metoder For vedvarende at have en acceptabel virkningsgrad for kedlerne er det vigtig, at overhedefladerne samt væggene i kedlen er rene og fri af slagge. De metoder der på kraftvarmeværket bliver brugt til, at holde overhederne rene er chok-blastere og gashorn. Da dette dog ikke giver en tilfredsstillende renhed, benytter man min. 1 gang om måneden online sprængninger med dynamit. I det følgende vil der blive redegjort for ressourceforbruget til de nævnte metoder. Resultatet vil blive holdt op mod forbruget ved en anden metode, og således være bestemmende for om der skulle foreligge en besparelse. Gashorn Beskrivelse og virkemåde: På kedlerne sidder tilsammen 4 gashorn, de omtales NCSD 4 se figur 2, og er fremstillet af Nirafon Oy fra Finland. Gashornene bruger lydbølger til, at rense overhederne. Lyden fremstilles i hornene ved en antændelse af en mindre mængde gas og ilt, herfra ledes lydbølgerne gennem hornet ind i kedlen, se figur 3 til højre. Nirafon Oy oplyser at gasforbruget er 0,4 g. pr. puls, og luftforbruget 80Ndm 3 /s, sålænge gashornet er aktiv 5. Figur 2: Illustration af gashorn. Kilde: Nirafon Oy. De to gashorn på hver kedel, er under deres sidste inspektion fra Nirafon s tekniker blevet indstillet, forskelligt grundet deres placering. Det ene gashorn er placeret i inspektionlemmen over evap 1 i træk 4. Det andet gashorn er placeret mellem OH2 og OH1B, ligeledes træk 4, se evt. figur 1 side 10. Figur 3: Illustrere gashornenes 4 faser. Fra tilførelse af luft, derefter gas, antændelse og skylning med luft. Kilde: Nirafon Oy. 4 Forkortelse for Nirafon Cleaning Sound Device 5 BILAG 4 12 S i d e

14 Energiforbrug: Beregninger er fortaget i Excel 6, men vil blive gennemgået nedenfor. Gashorn 1 og 3 Gashorn 2 og 4 Cyklustid: 25s + 3s (skylning) Antal pulser: 114 pulser Cyklustid: 15s + 3s (skylning) Antal pulser: 69 pulser Cyklus interval er indstillet til 360 sekunder. Det betyder at hver gashorn aktiveres 10 gange i timen. Gasforbrug: Gashorn 1 og ,4 10 0,912 / 1000 Gashorn 2 og ,4 10 0,552 / 1000 Sum pr. døgn 0,912 0, ,136 Propangassen leveres af Kosangas A/S og prisen pr. kg gas er udregnet på baggrund af faktura fra d. 30/ , til at være 12,75 kr. pr. kg gas. Prisen er inkl. afgifter excl. moms. Gasudgiften på årsbasis andrager således 35,136 12, BILAG 5 7 BILAG 6 13 S i d e

15 Luftforbrug: Årlig luftforbrug Ovenfor er det årlige luftforbrug udregnet til Nm3. Kompressoren der levere luften til gashornene, er en skruekompressor fra firmaet Ingersoll Rand, af typen Nirvana N55. Ifølge det medfølgende datablad 8, oplyser de, at ved 8,2 og 7,8 bar levere kompressoren hhv. 9,6 og 9,9 m 3 /min. På baggrund af de oplysninger antages det, at den ved 8 bar levere 9,75 m 3 /min. For at omregne massestrømmen fra kompressoren til Nm 3 /min. benyttes en omskrivning af gasser tilstandsligningen, hvorefter tiden kompressoren skal arbejde kan udregnes ,5, 71,5 / 9017, Af databladet fremgår det, at den installerede effekt mht. kompressoren er 65kW. Dermed optager kompressoren en effekt på kwh fordelt på et år, til produktion af luften. Udgiften til dette forbrug må bero på, hvad kraftvarmeværket kunne have indhentet ved salg af denne el-effekt. Ud fra en månedsrapport, genereret fra NEAS 9 system, kan den gennemsnitlige indtægt pr. solgt MWh beregnes til kr. 228,5 10. Det medfører at den årlige udgift til kwh beløber sig til kr. 8 BILAG 7 9 NEAS Energy BILAG 8 (nærmere bestemt s. 39) 14 S i d e

16 Vedligehold: Vedligehold på gashornene udføres hver 2. år af en tekniker fra Nirafon. Han udfører ligeledes servicetjek af værkets lufthorn, der er placeret i economiser trækket. Fakturaen over teknikerens besøg, sommer 2016, er på sammenlagt 7.142, Af bilag 5 12, fremgår det hvordan fakturaen er delt mellem de 4 lufthorn og 4 gashorn, så vedligehold for gashornene er gjort op til 4.670, kr. 13 I alt De årlige driftsudgifter til gashornene, beløber sig dermed til kr. Udregningerne er dog baseret på konstant drift. Dermed er der i beregningerne ikke taget forbehold for, de stop af hornene der måtte være i løbet af et år. Det være sig, datoer for sprængning i kedlerne, uforudsete nedlukninger, eller den årlige revision. Det har ikke været muligt at påvise en effektiv virkning af gashornene via trendkurver, da de aktiveres hvert 6. minut. Dog lyder det i kommunike med personale på kraftvarmeværket, at man på et tidspunkt har haft dem slukket for netop at undersøge deres virkning, og der kunne man konstatere en del mere slagge på overhederne, i kontrast til, når gashornene er aktive. 11 BILAG 9 12 BILAG 5 (nærmere bestemt s. 20 nederst) 13 Kurs 744 jf S i d e

17 Chok-Blaster Beskrivelse og virkemåde: På toppen af hver kedel forefindes 4 tryklufttanke på hver 230 L. Hver tank har 3 ventiler, efterfulgt af rør som fører ned igennem kedelloftet til de respektive røgtræk. Fordelingen er følgende, 6 rør ned i træk 4, 3 rør i træk 3 og 3 rør i træk 2. De 4 Tanke er ligeledes indbyrdes forbundet. Forsyningen sker i én tank, som via forbindelsen forsyner de resterende 3. Den lokale PLC styrer, hvilke ventiler der skal åbne hvornår. Sekvensen sker dog i rækkefølge så ventil 1 aktiveres først, derefter ventil 2 og så fremdeles. For nuværende er pausetiden mellem hver ventilåbning 4 min. Det medfører at en hel rensesekvens, hvor alle 12 ventiler har været aktiveret tager 48 min. Trykket der oparbejdes i tankene på toppen er 8 bar. Efter hvert skud, er trykket reduceret til ca. 4 bar. Trykket i tankene måles med et manometer monteret på den ene tank. På baggrund af disse oplysninger, kan energiforbruget til den luft der bliver brugt i chok-blasterne beregnes. Dette kan ses i bilag 10, og vil blive sammenfattet nedenfor. Ydermere er der en spærreluftsblæser til, hvert chok-blast anlæg. Formålet med denne blæser er at sikre ventilerne mod varmen i trækkene, derfor er denne altid aktiv. Energiforbrug: Af den ovenstående tekst ses, at en rensesekvens har en varighed af 48 min. Da det antages, at der ingen pausetid er mellem rensesekvenserne, kan det bestemmes hvor mange sekvenser der bliver gennemført på årsbasis. Da en sekvens som beskrevet består af 12 ventilaktiveringer, kan det samlede antal ventilaktiveringer på et år ligeledes beregnes Inden aktivering af en ventil, er trykket i tanksystemet 8 bar, omregnes indholdet til Nm 3 og sammenlignes med indholdet, i systemet efter ventilaktivering, ligeledes i Nm 3, vil differencen være udtryk for, hvor stor en mængde luft (Nm 3 ) der er blevet blæst ned i kedlen ,3 16 S i d e

18 Da kompressorens massestrøm, ved 8 bar i Nm 3 /min., blev udregnet under beregning på gashornene til 71,5 Nm 3 /min., kan det samlede effektoptag der går til produktion af den luft der bruges i chok-blaster systemet beregnes ,3 71,5 6064, Da ovenstående beregninger er for en kedel, skal resultatet ganges med 2, da der som bekendt er 2 kedler og dermed 2 chok-blaster anlæg. Det betyder at det samlede elforbrug til produktion af luften bliver kWh. Her til skal lægges det elforbrug der er til spærreluftsblæseren. Blæseren er en 1,5kW Becker sidekanalsblæser 14. 1, Sammenlagt optager chok-blast systemerne en effekt svarende til 39,4MWh. Udgiften til denne effekt, må ligesom ved beregning på gashornene, bero på den indtjening kraftvarmeværket kunne have fået for effekten ved salg. Vedligehold: 39,4 228, Vedligeholdet på chok-blaster anlæggene, kommer til udtryk i de membraner placeret i ventilhuset. Der ses et slid af disse membraner og af Ebbe Christensen 15 oplyses, at disse skiftes 5-6 gange årligt pr. chok-blast anlæg. Disse membraner handles hos AVS Danmark A/S og af faktura d. 12/ ses, at disse har en stk. pris på kr. Det antages, at skiftet af membranen oftest vil blive fortaget af servicemedarbejder og estimeret tidsforbrug er 2 timer pr. membranskift forudsat, at det er én membran der skal skiftes. På baggrund af dette vil de beregnede vedligeholdsomkostninger andrage BILAG Teamleder og maskinmester på kraftvarmeværket (Horsens Fjernvarme) 16 BILAG S i d e

19 I alt: De årlige udgifter til drift af chok-blaster anlæggene beløber sig dermed til kr. Udregninger er baseret på konstant drift af anlæggene. Det reelle beløb vil være lavere, da anlæggene er udstyret men en udsættelsesfunktion i tilfælde af, at der skal åbnes kortvarigt til røgtrækkene eller under ristene. Aktivering medfører at anlægget for den pågældende kedel er slukket i en time. Ligeledes er der i udregningerne heller ikke taget forbehold for datoer for sprængning, uforudsete nedlukninger eller årlig revision. Det har ikke været muligt, at påvise en målbar virkning, via trendkurver af chok-blast anlæggende. Disse havde også til hensigt, at erstatte et gammelt kuglerensesystem, placeret i træk 4., som var hårdfør mod rørene, og med jævne mellemrum førte til skade på overheder rørene se figur 4. Figur 4: Hul i overhederør, forårsaget af forhenværende kuglerensesystem. Kilde: Horsens Kraftvarmeværk. 18 S i d e

20 Online sprængning Beskrivelse Grundet problemer med at holde overhedefladerne rene, og dermed mest effektive, rekvirere man på kraftvarmeværket 1 gang om måneden, OMØ A/S. Forberedelserne op til sprængningen indebære, at alle indgange til kedelhuset spærres af og skiltes med adgang forbudt. Gashornene slukkes og styring afbrydes. Chok-blasterne slukkes og luftforsyningen afbrydes. Kedlen sættes ned i belastning til maksimalt 18 t/h, og undertrykket i kedlen sættes op til -20mbar, samt damptrykket reduceres fra 45 til 40 bar. Herefter åbnes alle inspektionslemmene, hvor igennem sprængningen skal foregå. Åbningerne erstattes af en midlertidige plade, hvori der er en mindre lem til, at føre sprængladningerne ind i kedlen. Grunden til denne midlertidige plade er, at det begrænser indtrængningen af falsk luft, og da kedlerne styres på baggrund af iltprocenten, mindsker det antallet af mulige CO overskridelser. Kraftvarmeværkets driftsinstruktioner under sprængning fremgår af bilag 13. Under sprængningen arbejder kraftvarmeværkets servicemand, samt ekstern rengøringsmedarbejder, med de containere der fyldes med den nedsprængte slagge, og tømmer disse løbende. På baggrund af et interview med værkets servicemedarbejder, Leif Jørgensen, fremgår følgende tidsforbrug. Forberedende: ca. 3 timer. Under: ½ arbejdsdag 17 for både ham selv, samt den eksterne rengøringsmand. Afsluttende oprydning: ca. 3 timer Da man er velvidende om, at det ikke er muligt at opretholde den samme mængde energi ved at reducere til 18t/h, bliver det meldt til NEAS, at man på datoen for sprængningen ønsker, at sænke strømproduktionen med 1MW i tidsrummet Projektet vil dog, udelukkende fokusere på tabt fjernvarme produktion. 17 Normal arbejdsdag = 7,4 timer sammenlagt 1 times pause = 6,4 timer 19 S i d e

21 Omkostninger På baggrund af data, der også blev omtalt på side 11 18, vedrørende kedlernes fødevand samt afgangs dampen og dennes flow og tryk, samt at den normale indstilling når der ikke sprænges er sat til 21,1 t/h. Kan kedlernes nyttige effekt beregnes. Sammenholdes dette med en beregning foretaget med 18 t/h. kan sænkningen i MW bestemmes. 21,1 3,6 3249,7 529, ,6 529, ,1 2,3 3,6 Af ovenstående ligning skal der gøres opmærksom på ændringen af afgangsentalpien fra normalen, 3249,7 til 3257,6 kj/kg, som skyldes det reducerede tryk. Det skal derfor tages med i beregningen, at den kedel der ikke skal sprænges i levere en større effekt da tryksænkningen sker i begge kedler. Δ 21,1 3,6 3249,7 529,25 21,1 3,6 3257,6 529,25 46,3 De negative 46,3kW betyder en effektforøgelse for den kedel der ikke skal sprænges i, på 46,3kW. Den, hos Horsens Fjernvarme, kalkulerede fjernvarmeindtægt på kr. 295 pr. MWh, kan multipliceres med ΔQnyttig fratrukket den øgede effekt den anden kedel laver, samt tidsrummet lasten er sænket 8:00 til 16: ,1 46,3 8 0, Det er således rundt regnet kr. i tabt produktion, grundet sænkning af lasten. Da der er 2 kedler og hyppigheden for benyttelse af denne rensningsmetode er 1. gang om måneden vil den tabte produktion på årsbasis andrage Hertil må lægges udgifterne til sprængningsfirmaet, som ifølge faktura 19 inkl. miljøafgift og excl. moms er kr. for en sprængning udført på begge kedler BILAG 2 19 BILAG S i d e

22 Her til skal yderligere lægges de mandetimer der bruges på, at forberede sprængningen, arbejdet under sprængning samt afsluttende oprydning. Det er af værkets ledelse oplyst, at udgiften til intern servicemedarbejder er 190 kr./time og ekstern rengøringsmand, 260 kr./time. Udregningen kan da stilles op således , Det må ligeledes tages i betragtning, at ved en sænkning af lasten vil den tilførte brændselsmængde ligeledes sænkes. Da kraftvarmeværket får penge for, at brænde affaldet, vil det have en negativ virkning på indtjeningen. Beregningerne nedenfor vil belyse hvor stor en betydning det har. På baggrund af de kendte oplysninger vedrørende kedlens normalindstilling, fødevand og damp, kan kedlens nyttige effekt beregnes. Den tilførte effekt kan beregnes ud fra data hentet over den gennemsnitlige indfyrede affaldsmængde samt affaldets nedre brændværdi 20. Forholdet mellem den nyttige og den tilførte, er kedlens virkningsgrad. 21,1 3,6 3249,7 529,25 0, , ,87 Ved at omskrive ovenstående formel og indsætte de kendte oplysninger om dampens flow og tryk under sprængning, kan den gennemsnitlige indfyrede brændselsmængde under sprængning bestemmes. 18 3,6 3262,3 529, ,5 / 0, ,87 Differencen er dermed 663kg/time og med den, af ledelsen oplyste, kalkulerede indtjening pr. ton affald kr. 385, kan den tabte indtjening på årsbasis grundet mindre forbrændt affald bestemmes. 20 Sidste 2 sider i BILAG 2 21 S i d e

23 663 0, I alt Den endelige udgift til at benytte online sprængning på begge kedler 12 gange om året kan nu opgøres. Udgiften er inkl. tabt fjernvarmeproduktion, udgift til sprængnings firma inkl. miljøafgift excl. moms, udgift til eget personale samt ekstern rengøringsmand, tabt indtjening grundet sænkning af affaldsforbrænding Virkningen af denne rensemetode fremgår af nedenstående billeder, fig. 5 og 6, taget igennem samme luge, før og efter sprængningsrensning. Bemærk på figur 5, der viser toppen af OH1B inden der sprænges, hvordan slaggen opbygges på overhederrørene. Figur 6: Top OH1B, FØR sprængning. Kilde: Forfatters eget arkiv. Figur 5: Top OH1B, EFTER sprængning. Kilde: Forfatters eget arkiv. 22 S i d e

24 I SRO anlægget er det muligt, at se effekten af rensningsmetoden ved, at hente en trendkurve over temperaturen i konvektionsparten, samt kedlens virkningsgrad. Figur 7: Udsnit af trend kurve, d. 6 juli 2016, hvor sprængning er fortaget i kedel 1. Kilde: SRO Horsens Kraftvarmeværk. Af ovenstående figur 7 21, ses virkningen efter en sprængning. Den røde viser differenstryk OH1 og OH2 jf. navnet på kurven. Det er ikke muligt at sige i mellem hvilke overhedere dette differenstryk er målt, da der er flere indstillingsmuligheder med manuelle kugleventiler. Den blå og sorte viser hhv. temperatur i konvektionsparten samt virkningsgrad for kedel 1. Af disse 2 kurver ses et fald i temperaturen i konvektionsparten samt en forøgelse af kedlens virkningsgrad. Det kan henføres til, at den nedsprængte slagge fra overhederne har bevirket et større/bedre flow i trækket. Øges flowet i kedel/træk, slides røggrænselaget tyndere og bevirker dermed en bedre varmetransmission. Sprængningsrensning er dog dyrt, og forårsager i flere tilfælde brud på overhederne. Det skal her nævnes, at der i skrivende stund har været 19 individuelle sprængninger hvor af de 4 har medført brud. Det betyder ca. 48 timer uden 15,9MW damp produktion, samt kg affald/time, som vil svarer til et tab på lidt over kr., set i forhold til fjernvarme- og affaldsindtægt. Hertil skal lægges gaskedel/-turbine drift, hvis der er stort varmebehov, samt reparation af kedel. 21 Se oprindelig størrelse BILAG S i d e

25 Del konklusion 1: Ressourceforbruget til nuværende metoder Af ovenstående redegørelse, for udgifterne til de eksisterende metoder, til rensning af overhedefladerne, ses det, at ved en sammenlægning af alle udgifterne andrager det årlige beløb, der bliver brugt til at holde hedefladerne rene og fri af slagge Der skal dog gøres opmærksom på, at dette beløb er den maksimale årlige udgift. Grunden til at det reelle tal er noget lavere er, at man f.eks. op til en revision af kedlerne, muligvis vælger, at springe kun på den ene, da man frygter nedbrud ved sprængning på den anden. Ligeledes er chok-blaster systemet udstyret med en udsættelsesfunktion som beskrevet på side 18. Men som det også fremgår af diagrammet nedenfor fig.9, er det ikke chok-blasterne der er den store spiller i dette regnestykke. Derimod ses hvor stor en andel af den samlede udgift til de tre metoder der går til, at benytte online sprængning. Derfor er det også kraftvarmeværkets ønske, hvis dette forbrug fjernes helt, om ikke andet sænkes. Nuværende rensemetoder 15,6% 2,3% 82,1% Gashorn Chok-blaster Online sprængning Figur 8: Illustrere hvor stor en andel, af den samlede udgift der går til de enkelte af de 3 nuværende metoder. Kilde: Forfatters eget arkiv. 24 S i d e

26 Hvilke metoder findes der til rensning af overhedeflader De metoder der findes på markedet indenfor rensning af overheder i kedler er mange. Metoderne kan inddeles i 5 hovedgrupper, afhængigt af rensemediet, om det være sig damp, trykluft, tryk-/lydbølger, vand eller fysisk/manuelt. Damp Sodblæser, hvor damp er rensemediet, er opbygget på den samme måde, uanset leverandører. Det fungere på den måde at en lanse med dyser skyder damp mod overhederrørene. Er sodblæseren retractable eller part retractable (figur 9), er der et begrænset antal dyser da lansen føres på tværs i trækket som dermed formår, at ramme alle rørene. Er den derimod ikke udtrækkelig, må det i sagens natur forstås en sodblæser der er fast monteret inde i trækket, i så fald vil lansen skulle have et stort antal dyser, placeret efter den givende situation. Ved en sådan løsning er temperaturen i trækket bestemmende for, hvilket materiale lansen skal laves i, samt om det i det hele taget er muligt, at have lansen inde konstant. Trykluft Opbygningen og virkemåden af en sodblæser der benytter trykluft som rensemedie, er den samme som en sodblæser der benytter damp. Her er det blot trykluft i stedet for damp der skydes ud af dyserne i mod rørene. Figur 9: Illustration af en delvis udtrækkelig sodblæser. Kilde: Clyde Bergmann Power Group. 25 S i d e

27 Tryk-/lydbølger Løsninger der benytter tryk-/lydbølger bygger på, at man forsøger, at ryste den slagge eller sod der måtte befinde sig på rørene af. Det vil være konsistensen af slaggen eller soden på rørene der bestemmende for om det er tryk- eller lydbølger der bør anvendes. Er slaggen eller soden i form af støv, eller anden porøs konsistens, vil lydbølger kunne forbygge denne ophobning på rørene. Er slaggen mere klæbrig så den viser tendens til, at smelte sig fast på rørene viser empirien, at lydbølgerne ikke har nogen effekt, og trykbølger vil være at fortrække. I daglig tale skelner man mellem akustisk rensning, figur 10, og chok eller eksplosions rensning. Vand De metoder hvor vand er rensemedie, ses oftest benyttet i forbindelse med rensning af rør, hvor der også er vand inde i røret. Det gælder f.eks. alle væggene i kedler, samt trækkene. Fysisk/manuelt De 4 ovenstående grupper har det tilfælles, at metoderne renser online dvs. mens kedlen er i drift. I denne gruppe er der en metode, kaldet bankeværk som ligeledes renser mens kedlen er i drift, men gør det ved fysisk, at banke på hedefladerne. Temperaturen ved dette bankeværk og hedeflade gør, at bankeværkerne har vist sig, at have en relativ kort levetid, og dermed en øget vedligeholdelsesomkostning. Den manuelle rensning gøres når kedlen er lukket ned og temperaturen, hvor rensningen er påkrævet har nået et niveau der gør det muligt for manuelt arbejde, enden i form af sandblæsning eller ved brug af kemikalier. Det er en fysisk krævende proces, og medfører et anseeligt produktionstab samt et ugunstigt arbejdsmiljø. Figur 10: Lydhorn fra Nirafon af typen NI-100 Kilde: Nirafon Oy. 26 S i d e

28 Sodblæser Et tilbud på levering og installering af i alt 4 sodblæsere, 2 på hver kedel, er modtaget fra Boilerworks. Sodblæserene er af typen Diamond IK-1M fra Diamondpower og tilbuddet omfatter endvidere montering af galleri til sodblæserne, dampforsyningsrør fra OH1A herunder håndafspærringsventil, reguleringsventil, vandudlader bypass ventil (for opvarmning), kondensatledning fra vandudlader og bypass, samt udfletning for sodblæsernes placering mellem OH2 og OH1B samt mellem OH1B og OH1A. Det ovenfor listede er den mekaniske leverance pr. kedel. Det fulde tilbud fremgår af bilag 16. IK-1M er en delvis udtrækkelig sodblæser. Det betyder, at en mindre del af lansen trækkes ud. Ved at benytte en metode hvor lansen, bevæger sig på tværs af rørene minimeres antallet af nødvendige dyser i lansen. Nedenstående skitse viser, hvordan det vil se ud for en sodblæser placeret mellem OH2 og -1B. Figur 11: Skitse af sodblæser samt virkemåde. Kilde: Forfatters eget arkiv. Som det illustreres af ovenstående figur der er en skitse, er det største delen af lansen der befinder sig vedvarende inde i røgtrækket. Når sodblæseren aktiveres, drejer den rundet samtidig med, at den fortage en vandring ind i trækket. Efter kort vandring aktiveres ventilen for dampforsyning, og lansen skyder 300 C overhedet damp, 27 S i d e

29 med et tryk på 16 bara imod overhederrørene. Når lansen når sit endestop, og dermed er helt inde i trækket, vil den forsætte en kort tid med at dreje, for derefter at trække sig tilbage i hvile position. Tiden for den fortsatte drejning når den er helt inde har til hensigt, at sørge for at sodblæseren ikke kører tilbage og blæser i samme spor. På denne måde forsøger den, at ramme alle overflader. Energiforbrug I tilbuddet ses et dampskema 22 som giver følgende oplysninger til beregning af den effekt som sodblæseren vil bruge. Der vil dog blive set bort fra opvarmningstid. En aktivering af sodblæseren tager fra start til slut 155 sekunder. Den bruger damp i 145 sekunder, og her bruger den 1,02 kg/s. Det giver 148 kg damp pr. sekvens. I tilbuddet fremgår det, at forsyningen til sodblæseren tænkes udført fra OH1A. Efter OH1A sker der en vandindsprøjtning i dampen, som reguleres efter at den ønskede temperatur i dampen inden OH1B er ca. 300 C 23. Der vil blive set bort fra denne vandindsprøjtning ved, at regne med en temperatur ud af OH1A på 300 C, samt et tryk i overhederkredsen på 48 bara. Entalpien i dampen er nu bestemt ved opslag i damptabel 24 til 2933,1 kj/kg. Da dampen efter den har renset overhederne, forsvinder sammen med røggassen og føres til skorstenen, bliver det antaget at den energi i dampen der ikke vil blive brugt til rensning, stadig er et tab på baggrund af ovenstående forklaring. Dermed sættes energien efter sodblæsning til 0, og det er muligt at bestemme sodblæseren effektforbrug. æ 1, ,1 2991, , ,5 Af ovenstående udregninger ses, at ved drift af sodblæser bruges/tabes 2991,76 kw, omregnet til kwh ved, at se det i forhold til de 145 sekund dampen er åben medføre det 22 BILAG 16 (nærmer bestemt s. 54) 23 BILAG Damptabeller 3. udgave 2007, af Dennis Hansen 28 S i d e

30 et forbrug/tab på 120,5 kwh. Ses dette forbrug i forhold til, hvad det kunne have indbragt for solgt fjernvarme. 120,5 0,295 35,5. Her til skal lægges den mængde kedelvand, der på dampform tages ud af systemet ved sodblæsning. En opgørelse over pris til fremstilling af kedelvand, fremgår af bilag 18, viser at 1 m 3 koster 33,27 kr. Da der skal bruges 1,02 kg. vand til fremstilling af 1,02 kg damp, kan det samlede kedelvandstab opgøres til. 35, ,27 40, Motoren der i forbindelse med sodblæseren får denne til, at dreje rundt samt kører ind og ud af kedlen, vil der blive set bort fra, da både effekt af motoren, strømprisen samt tiden denne er aktiv, anses for relativ ubetydelig. Dog oplyses det Jf. brochuren over IK-1M 25, at der skal bruges spærreluft mellem 0,54 1,8 Nm 3 /min ved et tryk på 150 mmvs over det tryk der findes på den anden side af kedelvæggen. Kontrolrummet i Horsens oplyser jf. mail 26, at der i forbrændingskammer samt træk er 8mmVS. Det vil betyde at spærreluften skal have et tryk der er 142 mmvs, omregnes dette til mbara og atmosfæretrykket sættes til 1 bar betyder det et tryk på , ,9 Beregninger på energiforbrug til denne spærreluft, tager udgangspunkt i WCS 27, som vil være 1,8 Nm 3 /min. I tilbuddet står intet skrevet om denne spærreluft, men Martin fra Boilerworks, oplyser i telefonisk samtale, at for levering af sidekanalsblæser samt installering, beløber sig til kr. pr. stk. I beregningerne vil der dermed blive taget udgangspunkt i samme fabrikat som forefindes i forbindelse med chok-blaster anlæggende, der vil dog blive 25 BILAG BILAG Worst Case Scenario I værste tilfælde 29 S i d e

31 beregnet med en noget mindre motor, grundet kendskab til det lave overtryk samt volumen flow. Eftersom de 1,8 Nm 3 /min svarer til 108 Nm 3 /h, og der grundet det lave tryk ikke fortages omregning fra Nm 3, vælges en Becker sidekanalsblæser af typen SV 8.130/1-01 med motor nr Den er i stand til at levere 120 m 3 /h ved et overtryk på 80 mbar, med en akseleffekt på 0,55kW. Tilført effekt antaget ud fra en virkningsgrad på 75% giver 0,73kW. Ved kontinuerlig drift af 4 stk. giver en årlig udgift på. 0, , Vedligehold Efter kommunikation med Boilerworks, er der skabt et overblik af, hvad det vedligeholdsmæssige omfang vedrørende sodblæseren er. Der er ligeledes indhentet informationer og empiri fra Svendborg Kraftvarmeværk, hvor maskinmester Bo Algrensen er blevet udspurgt vedrørende det vedligeholdsmæssige omfang, samt virkningen af sodblæseren(ik-4m) hos dem. Martin D. Hansen fra Boilerworks, vurdere at det hver 3. år vil være nødvendig at udskifte lanserne. Martin oplyser endvidere, at udskiftningen beløber sig til mellem kr. Der bliver i forbindelse med sodblæserene monteret i alt 108 beskyttelsesskaller på rørene. 27 i toppen af OH1A, som betyder en på hver af de 27 rør, samt tilsvarende i bunden i bunden af OH1B, ligeledes på den anden kedel. Det gøres for at beskytte rørene mod dampen, hvor afstanden mellem rør og lanse er kortest. Disse skal med tiden også skiftes. Det vurderes at hyppigheden for skift af disse, vil være når kedlerne står for hovedrevision, hvert andet år. Martin fortæller at eftersom de gamle skal demonteres og nye skal monteres, kan der regnes med 50 timer. Beskyttelsesskallerne ligger på mellem kr. + montering. 28 BILAG S i d e

32 Sodblæseren roteres vedhjælp af den indbyggede motor som driver et kædetræk, og derfor vurderes det at kædetrækket med jævne mellemrum skal smøres, samt at slædens slidbane også skal smøres. Hyppigheden af smøringen må ligeledes bero på driftsforholdene. Der vil med tiden også skulle udføres vedligehold på ventiler der vedrører sodblæserens installation. Der vil dog blive set bort fra sidstnævnte. Venligst modtaget af Bo, er vedligeholdelsesinstruktioner for deres sodblæsere. 4 af siderne fra disse instruktioner 29, danner grundlag for de estimerede vedligeholdelses ressourcer for IK-1M i Horsens. Det vurderes at der hver måned skal afsættes en time til at kontrollere - Alle mekaniske dele fungere korrekt - Alle bevægelige dele er smurt tilstrækkeligt - Der ikke er lækager af sodblæsningsmedium - Føderørets overflade er i god stand - Blæsetrykket er korrekt - Spærreluft Det antages at det vil være en servicemedarbejder, der også står for smøring af andre af værkets installationer, der vil stå for smøring samt det ovenfor nævnte månedlige tilsyn. Ved værkets årlige, planlagte nedlukning af kedler, for diverse renoverings arbejder. Anbefales det, da det er mulig at opholde sig inde ved overhederne, at kontrollere indefra, hvor dan sodblæserlansen kører, samt at der er fri passage i alle dyser. Da dette ikke vil være en tidskrævende opgave, vil der dog blive set bort fra dette, i forhold til de årlige vedligeholds udgifter. 29 BILAG S i d e

33 Lanser: Beskyttelsesskaller: Månedlig tilsyn: Sammenlagt bliver de årlige vedligeholdsmæssige omkostninger kr. I alt Da driftsomstændighederne i starten kan være hyppigere, grundet der på forsøgsbasis må findes et passende driftsinterval som efterfølgende kan svinge en del, grundet affaldets beskaffenhed. Estimeres det at sodblæserene i gennemsnit vil kører 1. gang hver 48 timer. I så fald vil de årlige udgifter ved denne drift, i form af tabt fjernvarme produktion og vedligeholdsomkostninger andrage. 40, S i d e

34 Del konklusion 2: Ressourceforbrug til drift af sodblæser Projektet har nu klarlagt de økonomiske udgifter ved brug af i alt 4 sodblæsere på Horsens Kraftvarmeværk til kr., hvoraf de kr. går til vedligehold samt strøm til produktion af spærreluft. Under normale omstændigheder vil hyppigere brug af en given installation medfører oftere vedligehold. I dette tilfælde, hvor den største del af sodblæserens lanse, samt påsvejste beskyttelsesskaller er eksponeret for røggassens indhold af korroderende stoffer, vil sliddet på disse være mere baseret på tidsmæssig holdbarhed. Dog vil hyppigere aktiveringer af sodblæserne medfører øget slid, af alle forefindende bevægelige dele, samt lanse og beskyttelses skaller. Det vurderes dog, at være røggassens indhold af korroderende stoffer, der vil medføre størst slitage af lanse og beskyttelsesskaller. 33 S i d e

35 Tilbagebetalingstid Til beregning af tilbagebetalingstiden for en investering i, de projektet beskrevne, sodblæsere IK-1M fra Diamondpower. Tages der udgangs punkt i det foreliggende tilbud fra Boilerworks. Følgende punkter er dog ikke inkluderet i tilbuddet. - Stilladser - Isoleringsarbejde - El og SRO arbejde - Murværk - Sanitære forhold for mandskab - Samt tidligere nævnt, spærreluft Dermed bliver den samlede investering noget dyrere. Ebbe fra kraftvarmeværket, vurdere stilladser og isoleringsarbejde at andrage op mod kr. Dermed antages det, at investeringen før alle 4 sodblæsere er monteret og driftklar, vil beløbe sig til max kr. det er med udgangspunkt i denne pris, at der vil blive set på tilbagebetalingstid. Tilbagebetalingstiden for denne investering afhænger fuldt ud af de fremtidige driftsforhold med sodblæseren, samt om det til stadighed vil være nødvendigt med sprængning. Den afhænger ligeledes af, om det vil vise sig overflødig med drift af det gashorn der sidder mellem OH2 og OH1B, modsatte side af sodblæserens placering. Grundet de mange faktorer der spiller ind på tilbagebetalingstiden, samt driftsforholdene af sodblæseren vil bero på en forsøgsperiode, er der udarbejdet en metode i 2 dele, hvor med det er muligt, at bestemme de fremtidige udgifter til rensning, beregne den årlige besparelse og der af aflæse tilbagebetalingstiden i et diagram. Metoden fremgår ligeledes af bilag 23, men vil blive beskrevet med et kvalificeret bud på de fremtidige udgifter til rensning og der af tilbagebetalingstid. 34 S i d e

36 1. På efterfølgende side, ses 1. Del af metoden til bestemmelse af fremtidige udgifter til rensning af overhederne. I tabel A bestemmes antal gange om ugen det ønskes at benytte sodblæseren, og notere de årlige udgifter i kassen under tabellen hvor der til højre står A. 2. På samme måde som ovenstående noteres i kassen under tabel B, hvor der i højre side står B, de årlige omkostninger forårsaget af det planlagte antal årlige sprængninger. 3. I kassen hvor der til højere er angivet C noteres, hvis der uændret køres med alle 4 gashorn, eller hvis det fremadrettet bliver nr. 2 og 4 der i drift, da gashorn 1 og 3 er 60% mere i drift, relateret til antal pulser samt aktivtid, end 2 og I kassen D angiver man hvis man fortsat vil kører med chok-blast anlæggende, og 0 hvis ikke. 35 S i d e

37 Fjernvarmetab pr. drift af 4 stk kr. 162,00 Tabel A: Antal gange om ugen Årsbasis (52 uger) Årlig omkostning ved drift 1 52 kr , kr , kr , kr , kr , kr , kr , kr , kr , kr , kr , kr , kr , kr ,00 kr ,00 A Benyttelse af sprængning i begge kedeler pr. gang kr ,67 Tabel B: Antal sprængninger (begge kedler) 12 kr ,00 11 kr ,33 10 kr ,67 9 kr ,00 8 kr ,33 7 kr ,67 6 kr ,00 5 kr ,33 4 kr ,67 3 kr ,00 2 kr ,33 1 kr ,67 0 kr ,67 B Gashorn Alle 4 gashorn kr ,00 Fortsat drift med gashorn kr , C Chok-blast anlæggende kr ,00 kr ,00 D Samlede fremtidige udgifter til rensning kr ,67 Figur 12: Metode til bestemmelse af fremtidige udgifter til rensning af overheder. Kilde: Forfatters eget arkiv. Begrundelser for ovenstående valg beskrives efterfølgende. 36 S i d e

38 I Svendborg på kraftvarmeværket fortæller Bo Algrensen, at man benytter sodblæseren 2 gange om ugen. Da affaldssammensætningen kan variere meget samt, at man i Svendborg har horisontalt liggende overhedere med bankeværker. Vurderes driftsintervallet, at være kortere i Horsens. Det vurderes at det vil være nødvendigt, at sodblæse hver anden dag. Der skal heller ikke sodblæses mere end nødvendigt, da empirien viser, at der også opstår korrosion fra sodblæsning. Effekten af sodblæseren vurderes, med baggrund i at det er en gammel velkendt teknik, som stadig bruges i vid udstrækning med flere aktører på markedet, at være god. Billedet der er blevet brugt i afslutningen af afsnittet om online sprængninger, som ses nedenfor figur 13, viser hvordan slaggen ser ud inden sprængning. Figur 13: Slaggeopbygningen oven på OH1B. Kilde: Forfatters eget arkiv. Det vurderes at en sodblæser, ville betyde at slaggen ikke vil kunne ophobe sig på samme måde, og holde det på et minimum, således man f.eks. lige som i Svendborg sprænger 1 gang om året, op til en revision. Dette gøres for at lette sandblæsning, således revisionstiden gøres kortere. Det antages at der fortsat vil være drift med alle 4 gashorn, da de 2 der er placeret i modsatte side af sodblæserene, blot vil bidrage positivt til at holde lansen fri af slagge. Ligeledes vurderes, at der forsat vil være drift af chok-blast anlæggende. 37 S i d e

39 Som det fremgår nederst på figur 12 side 36, medfører ovenstående valg en fremtidig årlig udgift til rensning på ca kr. Det indsættes i 2. del af den udarbejde metode til bestemmelse af besparelse samt tilbagebetalingstiden. Bestem årligbesparelse og deraf tilbagebetalingstiden Forhenværende udgifter til rensning Nuværende udgifter til rensning Difference = Besparelse kr , ,00 kr ,67 kr ,33 kr. Tilbagebetalingstid ud fra årlig besparelse kr ,00 kr ,00 kr ,00 kr ,00 kr ,00 kr. - 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Figur 14: 2. del af metoden, til bestemmelse af den årlige besparelse, samt tilbagebetalingstiden. Som det ses øverst på figur 14 ovenfor er den årlige besparelse ca kr. Ved at aflæse tilbagebetalingstiden i det tilhørende diagram på figur 14, ses at tilbagebetalingstiden kan aflæses til ca. 2,5 år. Den røde stiplede linje udtrykker en grænse på op til 5 år. Årsagen til den regressive kurve er, at den er udarbejdet med en kalkulationsrente på 3%. Oplysningen vedrørende kalkulationsrentens størrelse er indhentet fra kraftvarmeværkets ledelse, og årsagen til at den er relativ lav, må bunde i at Fjernvarme Horsens er et a.m.b.a. selskab, derfor skal investeringen finansieres ved fremskaffelse af fremmedkapital. 38 S i d e

40 Kilder Hjemmesider: PSO-projekter: Projekt 4104: Materialeproblemer i affaldskedler Projekt 1988 (afrapportering): Affaldsforbrænding. Materialer og vedligeholdelse Power point: korrosion på affaldsanlæg af Rikke Mattsson tidl. R&D Engineer B&W vølund Personer: Karsten Thiessen, Horsens Fjernvarme Ebbe Rene Christensen, Horsens Fjernvarme Martin D. Hansen, Boilerworks Bo Algrensen, Svendborg kraftvarmeværk 39 S i d e

41 Kildekritik En del af de anvendte kilder til udarbejdelse af projektet, har været forskellige fabrikanter af div. sodblæsere. Hertil er der blevet forholdt kritisk til oplysningerne, da disse har en stor interesse i, at sælge samt markedsfører sine produkter. Oplysninger modtaget af Horsens kraftvarmeværks personale, anses for i høj grad at være valide. Da de modsat fabrikanter af sodblæsere, er interesseret i at konklusionen i dette projekt giver et så retvisende billede som muligt. I kommunike med Boilerworks, er der blevet oplyst priser på udskiftning af lanse til værende mellem 15- og , samt udskiftning af beskyttelsesskaller til mellem 250 og 300 kr. + montering. Af disse oplysninger er valgt at bruge den maksimale oplyste pris. Ellers anses oplysninger fra Boilerworks, ligeledes at have en høj grad af validitet. Da de ønsker, at blive ved med at være en god samarbejdspartner. Samtale med Bo Algrensen, vedrørende oplysninger om deres sodblæser. Anses for høj grad af validitet, da han er objektiv i forhold til projektets resultater. Til udarbejdelse af projektet er der søgt informationer fra forskellige PSO støttede Projekter, oplysninger fra disse anses at have en rimelig grad af validitet, da skribenterne af disse er objektive i forhold til resultaterne. Forstået på den måde at de ikke har en økonomisk gevinst, om udfaldet af deres resultater bliver den ene eller den anden. 40 S i d e

42 Diskussion I dette afsnit vil der blive fokuseret på resultaterne. Sodblæsningens effekt vil bevirke en bedre virkningsgrad i kedlerne. Er dette overhovedet ønskværdigt? Ser man på kraftvarmeværket om sommeren ville der være en god økonomi i, at kedlerne har en begrænset virkningsgrad, da det ville betyde mere brændsel for, at opretholde en given dampproduktion, og dermed en øget indtjening da man modtager penge for at brænde affaldet. Dette ville dog kun være en økonomisk gevinst i det omfang, at en lav virkningsgrad ikke har skadelig indflydelse. Lav virkningsgrad vil medføre en lav varmeoptagelse fra røggassen, der medføre uacceptable temperaturstigninger gennem hele kedelsystemet. Det vil betyde inconelbelægningen på de steder, hvor det er anvendt vil tage skade og med tiden forsvinde ved for høje temperaturer. Deraf må det antages at hedefladerne og panelvæggenes levetid bliver væsentlig forkortet. På Baggrund af ovenstående, må det være i kraftvarmeværkets interesse, at bevare en vedvarende høj virkningsgrad. Om sommeren vil der ligeledes på baggrund af ovenstående, være mere energi der skal køles bort, da fjernvarmeforbruget på denne årstid er på sit laveste. Det vil medfører et større strømforbrug til kølerne og en deraf øget udgift til disse. På trods af dette vurderes det stadig, at være rentabel da de omtalte øgede udgifter kan dækkes af den øget indtjening øget affaldsforbrændingen vil medføre. 41 S i d e

43 Konklusion I afsnittet tilbagebetalingstid udledes en tilbagebetalingstid til ca. 2,5 år. Det er på baggrund af, at der kan spares 11 af 12 sprængninger. Da sprængninger er en omkostningstung rensningsproces og udgøre 82% af de eksisterende omkostninger til rensning, vil der være et stort besparelsespotentiale. I forhold til den investering der skal fortages, viser kurven i afsnittet om tilbagebetalingstid også, at investeringen er rentabel inden for 5 år hvis den årlige besparelse minimum er ca kr. Det anses for realistisk, at tilbagebetalingstiden ligger mellem 2,5 og 3 år. På baggrund af dette, vil konklusionen være at Horsens kraftvarmeværk bør investere i sodblæsning frem for online sprængninger. Det vil også bidrage positivt til forsyningssikkerheden da det vurderes, at en sodblæsere ikke forårsager de samme nedbrud som sprængninger kan. 42 S i d e

44 Perspektivering Kan det bestemmes hvilken temperatur og tryk dampen som minimum bør have for at bevare en høj effekt, vil det være anbefalet at undersøge. I tilfælde af at det kan accepteres, at dampen er 264 C kan den derfor med fordel tages inden OH1A. Martin fra Boilerworks har udtrykt, at man ønskede dampen en anelse overhedet. Da dampen inden OH1A vil være tæt på overhedet ved trykket i overbeholderen på ca. 50 bara, vil dampen blive overhedet ved en tryksænkning. Det vil kunne give anledning til et mindre tap af fjernvarmeproduktion ved sodblæsning. Ifølge damptabellen ved 50 bara, har mættet vanddamp ved mætnings temperaturen 263,9 C og h = 2794,2kJ/kg. Det vil medføre at sodblæserens effektoptag kan beregnes. æ 1, ,2 2850,1 / 2850, ,8 Som det dog fremgår af beregningerne ovenfor, er der ikke en forskel af betydning fra de under afsnittet om sodblæserens energiforbrug på 120,5 til 114,8 kwh. Er det tilfældet at dampen bevarer en høj effekt ved 264 C i forhold til 300 C, så anses det ikke for det store problem om dampen skal tages på primær eller sekundær side af OH1A. 43 S i d e

45 Litteraturliste Til udarbejdelse af projektet er der søgt informationer og andre oplysninger i den nedenfor listede litteratur. Dampkedler af K.F. Larsen 2001 Udkast til dampturbiner af K.F. Larsen fra december 1997 Regulering af kraftværker K.F. Larsen fra juli 2000 Damptabeller af Dennis Hansen 3. udgave 2007 Materialelære af Mogens Rasmussen og Finn Monrad Rasmussen 2. udgave 1. oplag 2010 Kemigrundbog for teknikere af Dennis Hansen 2. udgave 1997 Erhvervsøkonomi til akademiuddannelserne 3. udgave 2. oplag 2012 Kedel og maskinpasser af John F. Thomsen 4. udgave 2001 Bøgerne er skrevet af fagfolk, som oftest har fået vejledning fra andre fagfolk. Dermed anses de forskellige materialer for at have en høj status ved tale om valide informationer. 44 S i d e

46 Indholdsfortegnelse over bilag Bilag 1: Kedelsnits tegning...2 Bilag 2: Data fra SRO Bilag 3: Beregninger på kedlernes dampproduktion Bilag 4: Fabrikantens oplysninger. 19 Bilag 5: Beregning på gashorn Bilag 6: Faktura Kosangas A/S..22 Bilag 7: Datablad på kompressor Nirvana N Bilag 8: Månedsrapport NEAS, med beregning af gennemsnitsindtægt Bilag 9: Faktura Nirafon...40 Bilag 10: Beregning af energiforbrug til luft i chok-blaster 41 Bilag 11: Datablad fra becker, sidekanalsblæser, med den store markeret. 42 Bilag 12: Faktura på ventilmembraner Bilag 13: Driftsinstruktioner under sprængninger Bilag 14: Faktura for sprængnings rensning Bilag 15: Trendkurve sprængning kedel 1 d.6 juli Bilag 16: Det fulde tilbud fra boilerworks Bilag 17: Billeder der viser vandinsprøjtning Bilag 18: Pris på fremstilling af Deionat Bilag 19: Sodblæser IK1M brochure Diamond Bilag 20: Mail fra kontrolrum med svar på tryk i kedlen Bilag 21: Datablad fra becker, sidekanalsblæser, med den lille markeret Bilag 22: Vedligeholdsinstrukser for sodblæser Bilag 23: Metode til at bestemme tilbagebetalingstid S i d e