Utredning av verkningsgrad på Idbäcksverket panna 3 och tillhörande ångsystem : Kartläggning av förluster från inköpt bränsle till producerad el och fjärrvärme

Sammanfattning: Vårt ständigt ökande energibehov tillsammans med att de fossila bränslelagren sannolikt inte räcker länge till gör att nya och koldioxidneutrala energikällor är viktigare än någonsin. Kraftvärme producerad med biomassa är ett utmärkt alternativ för produktion av grön el och fjärrvärme för att värma våra hem. Idbäckens kraftvärmeverk i centrala Nyköping förser ca 95% av Nyköping med fjärrvärme via kraftvärmepannan panna 3 och de fastbränsleeldade hetvattenpannorna panna 1 och 2. Panna 3 eldas primärt med returträflis och panna 1 och 2 med skogsbränslen. Under en längre tid har panna 3 visat ett lägre utbyte från inköpt bränsle till producerad energi. Förväntat utbyte eller totalverkningsgrad ligger kring 85% exklusive. rökgaskondensering för denna typ av anläggning, det verkliga utbytet ligger kring 76-81% de senaste åren. Detta projekt utfördes på uppdrag av Vattenfall BU Heat Sweden i ett försök att kartlägga vart förlusterna uppstår och bestämma det teoretiska energiutbytet mellan inköptbränsle och producerad energi. Därför har verkningsgrad för panna 3 och tillhörande ångsystem utvärderats för att säkerställa att förlusterna inte uppstår på anläggningen. Efter detta har förluster som inte kan förklaras med pannans och ångsystemets verkningsgrad försökt kartläggas. Dessa förluster utanför anläggningen har misstänkts bero på nedbrytning av bränslet under lagring vilket orsakar förluster av torrsubstans och därav brännbart material.  Pannans verkningsgrad har studerats under perioden Januari 2020 till och med Mars 2020 för att få en uppfattning om pannans prestanda den senaste tiden. Pannans verkningsgrad bestämdes till 88,2% under perioden, ångsystemets verkniningsgrad bestämdes till 95,3% under samma period. Kombinerat ger det en totalverkningsgrad på 84,0% vilket ligger i linje med det förväntade. Det teoretiska energiutbytet, vad kvoten mellan producerad energi och tillfört bränsle borde vara utifrån bestämda förluster ligger ca 2%-enheter högre på 86,1% under motsvarande period. Det saknas alltså flera %-enheter ner till det verkliga utbytet på 76-81%. Tre specifika driftfall har också studerats under låg, medel och hög last för att se när anläggningen är som mest effektiv. Utredningen visar att pannan och ångsystem är som mest effektiv vid hög last då trenden är att totalverkninggraden ökar med ökad last. De kvarstående förlusterna har inte kunnat kartläggas till fullo. En massbalans avseende aska in till, och ut från anläggningen har gjorts. En stor skillnad har noterats där aska ut från anläggningen är ca dubbelt så stor som den förväntade, vilket kan bero på att askhalten i inkommande bränsle är högre än vad bränsleanalyserna indikerar. Ett försök att kartlägga lagringsförluster har gjorts genom att jämföra inköpt bränsle med vad som faktiskt vägts in vid anläggningen där en viss skillnad har identifierats. Stora skillnader i enstaka bränsleleveranser gör det svårt att dra någon slutsats av detta men visar på osäkerheterna som finns kring bestämning av inköpt energi. En känslighetsanalys gjordes där det konstaterades att en felaktig bestämning av bränslets vikt utgör den känsligaste variabeln vid bestämning av det faktiska energiutbytet. En utökad provtagning har gjorts på ett bränsle som lagrats ca 7 veckor innan förbränning. Proverna visar på viss nedbrytning och försämring av bränslekvaliteten genom en ökad fukt- och askhalt samt att värmevärdet minskat under lagringen, vilket kan vara en del av orsaken till det låga utbytet de senaste åren. Fler provtagningar bör göras före och efter lagring av bränslet för att få ett större underlag till vad som händer med bränslet under lagring då detta inte är helt klarlagt för returträ. Detta tillsammans med att följa upp skillnaderna mellan köpt bränsle och invägt på Idbäcken så kan kanske det låga energiutbytet förklaras.