Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Kontroll av pannverkningsgrad Dåva kraftvärmeverk
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2014 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 300 HE creditsStudent thesisAlternative title
Evaluation of boiler efficiency Dåva CHP plant (English)
Abstract [sv]

Umeå Energi AB har bestämt att en kontroll av pannverkningsgraden för kraftvärmepannan Dåva 2 skall genomföras. I dagsläget genomförs en beräkning av verkningsgraden månadsvis med den direkta beräkningsmetoden. Resultatet varierar dock kraftigt månad till månad varav en undersökning med indirekt beräkningsmetod är av intresse. Arbetet genomförs för att ge en mer noggrant beräknad verkningsgrad samt utreda förlustfaktorer kopplad till pannan. Då pannverkningsgraden i vanliga fall inte inkluderar rökgaskondensering beräknades också totalverkningsgraden för att ge en mer rättvis bild av pannan samt för att illustrera dess relevans. Arbetet genomfördes för två olika driftsfall, hög och låg last, för att undersöka hur verkningsgraden varierar beroende på driftsfall.

Arbetet inleddes genom att studera de standarder som finns inom området för att utreda vilka faktorer som skulle beräknas samt vilka kriterier som skulle följas. Det framgick att en hel del provtagningar och analyser skulle genomföras på bland annat bränsle, aska och rökgaser. Detta krävde i sin tur en noggrann planering varav ett provtagningsschema skapades. Samtliga provtagningar genomfördes vid bägge driftsfallen och proverna skickades på analys, därefter kunde verkningsgraden beräknas.

Resultatet tyder på hög totalverkningsgrad med något lägre pannverkningsgrad. Beroende på driftsfall varierar pannverkningsgraden mellan 74% vid hög last och 72% vid låg last. Totalverkningsgraden ligger på 92% vid hög last och 91% vid låg last. Den förlustfaktor som är av störst magnitud är rökgasförluster som beror av rökgasernas fukthalt och temperatur. Rökgasförlusterna varierar mellan 24% till 26% för pannverkningsgraden och 6.6% till 7.2% för totalverkningsgraden. Utöver rökgasförlusterna ligger strålningsförlusterna på runt 0.7% vid bägge driftsfallen. Förbränningsförlusterna är mycket låga och varierar mellan 0.52% och 0.53% vilket i kombination med de låga askförlusterna (0.006%-0.04%) tyder på mycket bra förbränning.

På grund av de höga verkningsgraderna framkom inga självklara effektiviseringsåtgärder. Då rökgasförlusterna är de största förlustfaktorerna är därför åtgärder mot dessa av störst betydelse för verkningsgraden. Ett alternativ för att öka verkningsgraden ytterligare är att minska fukthalten på de utgående rökgaserna. De är i dagsläget runt 9% och står för majoriteten av rökgasförlusterna. En sänkning av denna fukthalt kan erhållas genom att sänka temperaturen på rökgaserna och på så vis kondensera mer fukt ur rökgaserna. Detta innebär att temperaturen på kondensatet i rökgaskondenseringsanläggningen måste sänkas, vilket i sin tur innebära att antingen sänka fjärrvärmereturen som kyler kondensatet, alternativt installera en värmepump mellan kondensatet och fjärrvärmereturen. Detta kräver dock en djupare utredning för att fastställa om dessa effektiviseringsåtgärder är genomförbara rent tekniskt samt om de är ekonomiskt försvarbara.

Abstract [en]

Umeå Energi AB has decided that an evaluation of boiler efficiency should be performed on their CHP-plant Dåva 2. Calculation of the efficiency using the input-output method is currently carried out monthly but the results vary greatly over time whereby an evaluation of the efficiency using the energy balance method was of interest. This was done to give a more accurate efficiency and to evaluate boiler losses. Due to the fact that the boiler efficiency doesn’t usually include flue gas condensation two different efficiency were calculated, boiler efficiency and total efficiency.  The boiler and total efficiency was determined for the CHP during two different loads, high and low. This was done to investigate how the efficiency varies with different loads.

The work was initiated by studying the standards in the field of efficiency calculations to evaluate which factors and criteria to be calculated and followed.  It was shown that a lot of samplings and analysis was to be performed which demanded accurate sampling interval. A sampling schedule was therefore constructed to be followed. All sampling was then performed at both loads and the efficiency calculations could begin.

The results indicate a high total efficiency with somewhat lower boiler efficiency. The boiler efficiency varied depending on the load by 74% on high load and 72% on low load. The total efficiency was 92% on high load and 91% on low load. The greatest losses were all connected to flue gas losses. Losses like moisture in flue gas or hot dry flue gas. The flue gas losses varied between 24% to 26% for the boiler efficiency and 6.6% to 7.2% for the total efficiency on high and low loads. Besides flue gas losses the next greatest loss is radiation losses, about 0.7% for both high and low loads. Losses due to incomplete combustion were very low and varied between 0.52% and 0.53% for high and low load which in combination with the low ash loses (0.006%-0.04%) indicates very good combustion.

Due to the relatively high efficiencies, no obvious solutions for decreased energy losses were found. The greatest energy losses are flue gas losses and a solution to this will influence the efficiency the most. One solution to increase the efficiency is to reduce the moisture content of the flue gas. At this time the moisture content is at 9% and contributes the most to the flue gas losses. Reducing the moisture content can be done by lowering the flue gas temperature. This will increase the amount of moisture that is condensed in the flue gas condenser. To achieve this, the flue gas condensate temperature needs to be decreased. This can be done by either lowering the temperature on the district heating return which is cooling the flue gas condensate or install a heat pump between the flue gas condensate and the district heating return. These solutions require a more in depth analysis to evaluate if this is technically possible and if it is economically viable.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 68 p.
Keyword [en]
Efficiency, Fluidized bed, Boiler, CHP, Dåva, Energy balance
Keyword [sv]
Verkningsgrad, Fluidbäddspanna, Kraftvärme, Dåva, Indirekt metod
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-89824OAI: oai:DiVA.org:umu-89824DiVA: diva2:724408
Subject / course
Energiteknik
Educational program
Master of Science Programme in Energy Engineering
Presentation
2014-05-27, A305, 13:35 (Swedish)
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-06-13 Created: 2014-06-12 Last updated: 2014-06-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Kontroll av pannverkningsgrad Dåva kraftvärmeverk(3247 kB)399 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3247 kBChecksum SHA-512
1136a58c5a0f704417e972f438e1bdf932334ba44098e5cb03936edfdb2387f4241f5dd71e8bac6ca9b3d83e82c4bb70134c066296b951e0aad93eca5315a5aa
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 399 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 294 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf