Järviruo´on polttokoe Väkiparran tilan lämpölaitoksessa
Ajosenpää, Terhi; Hollmén, Manu; Puttonen, Manu; Toukonen, Tapio; Väkiparta, Ari-Matti (2014-01)
Ajosenpää, Terhi
Hollmén, Manu
Puttonen, Manu
Toukonen, Tapio
Väkiparta, Ari-Matti
Varsinais-Suomen ELY-keskus
01 / 2014
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-257-974-4
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-257-974-4
Tiivistelmä
Rannoilla ja matalissa vesissä voimakkaasti levinnyt järviruoko muodostaa suuren biomassareservin, jonka suunnitelmallisella korjuulla voidaan saavuttaa monia ympäristöhyötyjä. Luonnon- ja vesienhoitotöiden kustannustehokkuutta ja kiinnostavuutta voidaan lisätä ruokomassan hyötykäytöllä. Talvella korjattavan järviruo’on yksi potentiaalinen käyttökohde on poltto energiaksi muiden korsimateriaalien tapaan. Polttokokeen tavoitteena oli testata puhtaan järviruokosilpun polttoa laitoksessa, joka soveltuu korsimateriaalien polttoon. Teknisten kokemusten lisäksi tavoitteena oli hankkia mittaustietoa järviruo’on polton päästömääristä ja savukaasujen laadusta, sekä vertailla saatuja tietoja samassa laitoksessa tehtyyn puuhakkeen polttokokeen tuloksiin.
Koepoltto tehtiin Väkiparran tilan lämpölaitoksessa, jonka polttoteho on 990 kW. Polttoaineen syöttöjärjestelmä on suunniteltu huomioimaan polttoaineen laadun vaihtelut ja polttoaine siirretään varastosta pesäruuville kolakuljettimella. Savukaasujen mittauksessa sovellettiin standardin EN 13284-1 määräyksiä. Järviruoko korjattiin kaksoissilppuri –rinnekone –yhdistelmällä maaliskuun alussa 2013. Silppurin terämäärän tarve aliarvioitiin ja silpussa oli runsaasti pitkiä, jopa yli 30 cm mittaisia korsia. Leikkuupäivien kostean sään vuoksi ruoko oli kosteaa (kosteusnäytteet 24-34 %).
Kokeen aikana poltettiin noin 40 kuutiota ruokosilppua ja 20 tunnin koepolton aikana tuotettiin energiaa n. 4 MW. Laitoksen vakiosäädöillä saavutettiin n. 300 kW/h teho. Syöttölaitteiden teho rajoitti suuremman polttotehon saavuttamista, koska kevyttä silppua ei pystytty toimittamaan nopeammin pesään. Pitkät korret vaikeuttivat aluksi silpun syöttöä kolakuljettimelta pesäruuville, mutta syöttö alkoi sujua sen jälkeen, kun varastossa lajiteltiin silpusta pisimmät korret pois. Ruo’on kosteus ei vaikuttanut palamistulokseen, ruokosilppu paloi pesässä hyvin eikä palamatonta ainetta jäänyt tuhkaan.
Typen oksidien pitoisuudet ja hiukkaspäästöt olivat ruokoa poltettaessa samaa luokka kuin puuhakkeen poltossa ja arvot jäivät alle viitteellisten päästöraja-arvojen (Valtioneuvoston asetus 750/2013, liite 1). Ruo’on poltosta mitatut rikkidioksidin pitoisuudet ylittivät viitteelliset päästöraja-arvot ja ero puun polttoon oli selkeä. Rikkidioksidin pitoisuuksista arvioitiin olevan jonkin verran riskiä kattilan korroosiovaurioiden syntymiselle. Häkäpitoisuudet olivat ruo’on poltossa selvästi korkeammat, mutta pitoisuuksia voidaan kuitenkin pitää alhaisina. Ruokotuhkasta analysoidut metallipitoisuudet jäivät selvästi alle MMM:n asetuksen 24/11 mukaisten enimmäispitoisuuksien tuhkan käytölle metsätaloudessa.
Kokeen perusteella voidaan arvioida, että ruoko sopii poltettavaksi laitoksessa, kunhan silppu on kooltaan riittävän lyhyttä. Tekninen käyttövarmuus, korroosioriskit ja rikkidioksidipäästöt huomioiden järkevä käyttötapa on kuitenkin seospoltto hakkeen kanssa. Luonnon- ja vesienhoidon sivutuotteena syntyvää ruokosilppua kannattaa kuljettaa poltettavaksi, kun kuljetusmatka on lyhyt ja kuljetus tehdään isoilla kuorma-autoilla. Bladvassen som fått stor spridning längs stränder och i låga vatten bildar en stor biomassareserv. Genom att systematiskt skörda vassen kan man uppnå flera miljöfördelar. Kostnadseffektiviteten av och intresset för natur- och vattenvårdsarbeten kan ökas genom nyttoanvändning av vassmassan. Ett potentiellt användningsområde för bladvassen som skördas på vintern är, liksom för liknande stråmaterial, förbränning i energiutvinningssyfte. Målet med provförbränningen var att testa förbränning av ren hackad bladvass i en anläggning som lämpar sig för förbränning av stråmaterial. Vid sidan av tekniska erfarenheter var målet att skaffa mätdata om utsläppsmängderna och rökgasernas beskaffenhet vid förbränningen, samt att jämföra erhållna data med resultaten från träflisförbränning i samma anläggning.
Provförbränningen genomfördes i Väkiparta gårds värmeanläggning, vars förbränningseffekt är 990 kW. Bränslets inmatningssystem är planerat på ett sådant sätt att bränslets kvalitetsvariationer beaktas och bränslet förflyttas från lagret till matarskruven med hjälp av en skraptransportör. Vid mätning av rökgaser tillämpades bestämmelserna enligt standard EN 13284-1. Bladvassen skördades med en dubbelhack-pistmaskin-kombination i början av mars 2013. Man underskattade antalet knivar som behövdes i dubbelhacken och den hackade vassen kom att innehålla rikligt med långa strån, t.o.m. längre än 30 cm. Det fuktiga vädret gjorde att bladvassen var fuktig (24-34 % fuktighet enligt provtagning).
Under provet brändes ca 40 kubikmeter hackad vass. Under den 20 timmar långa provförbränningen producerades ca 4 MW energi. Med anläggningens standardinställning erhölls en effekt på ca 300 kW/h. Matningsapparatens begränsade effektivitet hindrade en högre förbränningseffekt eftersom det lätta bränslet inte kunde levereras till pannan i snabbare takt. Långa strån försvårade till en början transporten av den hackade vassen från transportören till matarskruven, men inmatningen började löpa bättre när de längsta stråna sorterades bort i förrådet. Vassens fuktighet påverkade inte förbränningsresultatet. Den hackade vassen brann bra i pannan och det blev inga obrända rester kvar i askan.
Kväveoxidhalterna och partikelutsläppen var i samma storleksklass som vid förbränning av träflis och värdena förblev under de riktgivande utsläppsgränserna (Statsrådets förordning 750/2013, bilaga 1). De uppmätta svaveldioxidhalterna överskred de riktgivande utsläppsgränserna och skillnaden mot träförbränning var tydlig. Svaveldioxidhalterna bedömdes utgöra en något ökad risk för uppkomsten av korrosionsskador. Kolmonoxidhalterna var klart högre vid vassförbränning men halterna kan ändå ses som låga. Metallhalterna som analyserades i askan förblev klart under de övre gränserna för bruk av aska i skogsindustrin, enligt JSM:s förordning 24/11.
Utifrån provförbränningen kan bedömas att bladvass lämpar sig för förbränning i en anläggning, förutsatt att stråna är tillräckligt korta. Med tanke på den tekniska användningssäkerheten, korrosionsrisken och svaveldioxidutsläppen är det ändå förnuftigt att bränna vassmassan tillsammans med träflis. Det lönar sig att transportera hackad vass, som produceras som en biprodukt vid natur- och vattenvård, till förbränning när transportsträckan är kort och transporten genomförs med stora lastbilar.
Koepoltto tehtiin Väkiparran tilan lämpölaitoksessa, jonka polttoteho on 990 kW. Polttoaineen syöttöjärjestelmä on suunniteltu huomioimaan polttoaineen laadun vaihtelut ja polttoaine siirretään varastosta pesäruuville kolakuljettimella. Savukaasujen mittauksessa sovellettiin standardin EN 13284-1 määräyksiä. Järviruoko korjattiin kaksoissilppuri –rinnekone –yhdistelmällä maaliskuun alussa 2013. Silppurin terämäärän tarve aliarvioitiin ja silpussa oli runsaasti pitkiä, jopa yli 30 cm mittaisia korsia. Leikkuupäivien kostean sään vuoksi ruoko oli kosteaa (kosteusnäytteet 24-34 %).
Kokeen aikana poltettiin noin 40 kuutiota ruokosilppua ja 20 tunnin koepolton aikana tuotettiin energiaa n. 4 MW. Laitoksen vakiosäädöillä saavutettiin n. 300 kW/h teho. Syöttölaitteiden teho rajoitti suuremman polttotehon saavuttamista, koska kevyttä silppua ei pystytty toimittamaan nopeammin pesään. Pitkät korret vaikeuttivat aluksi silpun syöttöä kolakuljettimelta pesäruuville, mutta syöttö alkoi sujua sen jälkeen, kun varastossa lajiteltiin silpusta pisimmät korret pois. Ruo’on kosteus ei vaikuttanut palamistulokseen, ruokosilppu paloi pesässä hyvin eikä palamatonta ainetta jäänyt tuhkaan.
Typen oksidien pitoisuudet ja hiukkaspäästöt olivat ruokoa poltettaessa samaa luokka kuin puuhakkeen poltossa ja arvot jäivät alle viitteellisten päästöraja-arvojen (Valtioneuvoston asetus 750/2013, liite 1). Ruo’on poltosta mitatut rikkidioksidin pitoisuudet ylittivät viitteelliset päästöraja-arvot ja ero puun polttoon oli selkeä. Rikkidioksidin pitoisuuksista arvioitiin olevan jonkin verran riskiä kattilan korroosiovaurioiden syntymiselle. Häkäpitoisuudet olivat ruo’on poltossa selvästi korkeammat, mutta pitoisuuksia voidaan kuitenkin pitää alhaisina. Ruokotuhkasta analysoidut metallipitoisuudet jäivät selvästi alle MMM:n asetuksen 24/11 mukaisten enimmäispitoisuuksien tuhkan käytölle metsätaloudessa.
Kokeen perusteella voidaan arvioida, että ruoko sopii poltettavaksi laitoksessa, kunhan silppu on kooltaan riittävän lyhyttä. Tekninen käyttövarmuus, korroosioriskit ja rikkidioksidipäästöt huomioiden järkevä käyttötapa on kuitenkin seospoltto hakkeen kanssa. Luonnon- ja vesienhoidon sivutuotteena syntyvää ruokosilppua kannattaa kuljettaa poltettavaksi, kun kuljetusmatka on lyhyt ja kuljetus tehdään isoilla kuorma-autoilla.
Provförbränningen genomfördes i Väkiparta gårds värmeanläggning, vars förbränningseffekt är 990 kW. Bränslets inmatningssystem är planerat på ett sådant sätt att bränslets kvalitetsvariationer beaktas och bränslet förflyttas från lagret till matarskruven med hjälp av en skraptransportör. Vid mätning av rökgaser tillämpades bestämmelserna enligt standard EN 13284-1. Bladvassen skördades med en dubbelhack-pistmaskin-kombination i början av mars 2013. Man underskattade antalet knivar som behövdes i dubbelhacken och den hackade vassen kom att innehålla rikligt med långa strån, t.o.m. längre än 30 cm. Det fuktiga vädret gjorde att bladvassen var fuktig (24-34 % fuktighet enligt provtagning).
Under provet brändes ca 40 kubikmeter hackad vass. Under den 20 timmar långa provförbränningen producerades ca 4 MW energi. Med anläggningens standardinställning erhölls en effekt på ca 300 kW/h. Matningsapparatens begränsade effektivitet hindrade en högre förbränningseffekt eftersom det lätta bränslet inte kunde levereras till pannan i snabbare takt. Långa strån försvårade till en början transporten av den hackade vassen från transportören till matarskruven, men inmatningen började löpa bättre när de längsta stråna sorterades bort i förrådet. Vassens fuktighet påverkade inte förbränningsresultatet. Den hackade vassen brann bra i pannan och det blev inga obrända rester kvar i askan.
Kväveoxidhalterna och partikelutsläppen var i samma storleksklass som vid förbränning av träflis och värdena förblev under de riktgivande utsläppsgränserna (Statsrådets förordning 750/2013, bilaga 1). De uppmätta svaveldioxidhalterna överskred de riktgivande utsläppsgränserna och skillnaden mot träförbränning var tydlig. Svaveldioxidhalterna bedömdes utgöra en något ökad risk för uppkomsten av korrosionsskador. Kolmonoxidhalterna var klart högre vid vassförbränning men halterna kan ändå ses som låga. Metallhalterna som analyserades i askan förblev klart under de övre gränserna för bruk av aska i skogsindustrin, enligt JSM:s förordning 24/11.
Utifrån provförbränningen kan bedömas att bladvass lämpar sig för förbränning i en anläggning, förutsatt att stråna är tillräckligt korta. Med tanke på den tekniska användningssäkerheten, korrosionsrisken och svaveldioxidutsläppen är det ändå förnuftigt att bränna vassmassan tillsammans med träflis. Det lönar sig att transportera hackad vass, som produceras som en biprodukt vid natur- och vattenvård, till förbränning när transportsträckan är kort och transporten genomförs med stora lastbilar.
Kokoelmat
- Raportteja [1087]