Felkällor

Under arbetets gång introducerades ett antal felkällor. I detta kapitel diskuteras deras potentiella påverkan på resultatet.

7.7.1 Beräkning av strålnings- och konvektionsförluster

Den experimentella metoden användes för att komplettera den grafiska metoden då pannornas strålnings- och konvektionsförluster bestämdes. Denna metod krävde att temperaturen samt luftflödeshastigheten vid pannornas yta mättes. Rapportförfattaren anser att luftflödesmätningen inte introducerade några större felkällor då Swema 3000 (mätinstrumentet) inte krävde några

särskilda inställningar samt var väldigt enkel att använda då det endast krävdes att hålla den parallellt mot pannväggen.

Värmekameran som användes för att mäta yttemperaturen däremot var svårare att använda. Rapportförfattaren anser att det var svårt att veta när ett optimalt värde för emissionsfaktorn (Ɛ) användes. I detta arbete användes en förinställd emissionsfaktor för halvblanka material (Ɛ=0,6), men det bör nämnas att ett antal testmätningar med både högre och lägre emissionsfaktor utfördes. Då emissionsfaktorn sattes för högt (Ɛ > 0,9) eller för lågt (Ɛ < 0,3) erhölls temperaturer i

värmekameran som var så pass orimliga att de kunde avfärdas genom att lägga handen på pannväggen. Däremot när emissionsfaktorn sattes inom intervallet ̴0,4–0,7 var det svårt att veta vilka erhållna temperaturer som var mest rimliga.

På grund av pannornas konstruktion och orientering till varandra var det emellanåt svårt att hitta lämpliga platser att ta bilder ifrån. Det som eftersträvades var att inkludera så stor del av pannväggen som möjligt i ett foto, men på grund av pannornas höjd, bredd samt faktumet att pannväggen ofta blockerades av gångbroar, rör och trappor tvingades ett antal mindre optimala bilder att tas. På de bilder där pannväggen blockerades blev det svårt att bestämma yttemperaturen i värmekamerans programvara (FLIR Tools). FLIR Tools saknade verktyg för att själv bestämma medeltemperaturen i ett foto, vilket tvingade rapportförfattaren att själv beräkna medeltemperaturen genom att läsa av temperaturen i varje pixel av fotot. Rapportförfattaren kan inte avgöra exakt hur stor påverkan detta har på den erhållna yttemperaturen för pannväggen, men det är definitivt en felkälla som bör nämnas.

Då de ritningar som fanns tillgängliga var lite svåra att tyda är det inte säkert att pannväggens area blev helt korrekt. Pannväggens area var en viktig faktor i beräkningarna av strålnings- och

konvektionsförlusterna. En skillnad på ett par kvadratmeter kunde påverka de slutgiltiga resultaten av dessa beräkningarna ganska mycket. På grund av alla dessa potentiella felkällor som nämnts hittills i detta kapitel togs beslutet att även bestämma strålnings- och konvektionsförlusterna via den grafiska metoden och sedan använda medelvärdet av resultaten från de båda metoderna. Den experimentella metoden bidrar med resultat som innehåller mer felkällor men som samtidigt är mer representativa för KV1. Den grafiska metoden bidrar med resultat som innehåller få felkällor men som samtidigt riskerar att inte vara representativa för KV1. Med att inte vara representativa menar rapportförfattaren att det finns en risk att panna 1 och 3 inte är representativa för det diagram som beskrivs i kapitel 2.2.2.5.1, vilket skulle innebära ytterligare en potentiell felkälla. Rapportförfattaren anser dock att det är ett rimligt antagande att förutsätta att panna 1 och 3 är representativa för de genomsnittliga kol- och träpannorna på marknaden.

7.7.2 Hantering av ask- och bränsleprover

På grund av mängden bränsle som insamlades för att följa TvAB:s procedur kring insamling av bränsleprov, insamlades bränslet i en plastsäck istället för plastkärl som tidigare arbeten använt vid insamlingen. Hur plastsäcken påverkade fukthalten i bränslet jämfört med plastkärlet är svårt att säga. Rapportförfattaren tror inte att detta hade någon större inverkan men att det ändå bör nämnas. Askproverna insamlades i plastkärl, som förslöts med lock och silvertejp. Både ask- och bränsleproverna skickades iväg för labbanalys dagen efter de insamlades (15:e mars). Enligt de erhålla analysrapporterna från Eurofins (bilaga 6-12) skrevs proverna in den 16:e mars och skrevs ut den 29:e mars. Rapportförfattaren tror inte att andelen oförbränt bränsle i askan kan påverkas av att askan ligger försluten under en period av 1–2 veckor. Däremot kan det finnas en chans att fukthalten ändras under denna period. Förhoppningsvis var förslutningen i plastsäcken tillräckligt bra för att motverka detta.

7.7.3 Mätosäkerhet i labbresultat och mätinstrument

Labbresultaten för ask- och bränsleanalysen kom med en mätosäkerhet mellan 5 och 10 % som kunde påverka pannverkningsgraderna, på grund av att labbresultaten låg till grunden för ett antal variabler som ingick i beräkningarna av pannverkningsgraderna. Det samma gäller de

mätosäkerheter som kommer med universalmätaren Swema 3000 (±0,02 − 0,04 m/s) och flödesmätaren LRF-2000H (± 1 %).

7.7.4 Jämförelse mellan den direkta metoden beräknad med matarvattenflödet och den

direkta metoden beräknad med ångflödet

Den direkta verkningsgraden beräknades både med matarvatten- och ångflödet på grund av att litteraturen uppvisar olika metoder för hur den direkta verkningsgraden beräknas. I Tabell 44 nedan åskådliggörs resultaten av dessa beräkningar. För panna 3 erhölls endast skillnad på 0,88 % mellan den direkta verkningsgraden beräknad matarvatten- och ångflödet. För panna 1 erhölls en skillnad på 7,31 %. Orsaken till denna skillnad är differensen mellan matarvatten- och ångflödet. För panna 1 var det genomsnittliga matarvattenflödet under mätperioden 13,13 kg/s, medan det genomsnittliga ångflödet var 13,87 kg/s. Den procentuella skillnaden mellan dessa flöden var cirka 5,5 %. För panna 3 var det genomsnittliga matarvattenflödet under mätperioden 22,35 kg/s, medan det

genomsnittliga ångflödet var 22,16 kg/s. Den procentuella skillnaden mellan dessa flöden var cirka 0,86 %. På grund av de lägre matarvatten- och ångflödena för panna 1, hade flödesskillnaden en större påverkan på den direkta verkningsgraden än på panna 3 som hade högre flöden. För att göra diskussionen i nästkommande kapitel mindre rörig samt på grund av att flödesmätningar gjorda på vätskeflöden ofta har lägre mätosäkerhet än flödesmätningar på gasflöden, diskuterades endast den direkta verkningsgraden beräknad med matarvattenflödet.

Tabell 44. Den direkta verkningsgraden beräknad både med matarvatten- och ångflödet. De direkta verkningsgraderna för

panna 1 som åskådliggörs nedan beräknades med det effektiva värmevärdet för bränslet. De direkta verkningsgraderna för panna 3 som åskådliggörs nedan beräknades med det kalorimetriska värmevärdet för bränslet.

Panna 1 Panna 3

Metod Verkningsgrad (%) Metod Verkningsgrad (%)

Direkt (Matarvattenflöde) 90,22 Direkt (Matarvattenflöde) 97,78 Direkt (Ångflöde) 97,53 Direkt (Ångflöde) 96,90

7.7.5 Jämförelse mellan den indirekta och direkta metoden

Rapportförfattaren anser att det var intressant att jämföra verkningsgraderna beräknade med den indirekta och direkta metoden, då dessa metoder skiljde sig i hög grad med anseende på

noggrannhet och tid. Den direkta metoden krävde endast data som kunde hämtas från styrsystemet, vilket innebar att mätningar med egna mätinstrument ej krävdes för denna metod. Den direkta metoden tog dock ingen hänsyn till pannornas förlustfaktorer vilket gjorde metoden mindre noggrann. I Tabell 45 åskådliggörs den indirekta verkningsgraden för panna 1 både då rökgasförlusterna beräknas med rökgastemperaturen vid fjärrvärmeekonomisern samt med rökgastemperaturen direkt efter pannan. För panna 3 åskådliggörs den indirekta verkningsgraden både då rökgasförlusterna beräknas med rökgastemperaturen i skorstenen samt med

rökgastemperaturen direkt efter pannan. För panna 1 användes det effektiva värmevärdet och för panna 3 användes det kalorimetriska värmevärdet. Med diskussionen i föregående kapitel som bakgrund redovisas endast den direkta verkningsgraden beräknad med matarvattenflödet.

Tabell 45. Pannverkningsgraderna beräknade med den direkta och indirekta metoden. Verkningsgraderna för panna 1 som

åskådliggörs i tabellen beräknades med det effektiva värmevärdet för bränslet. Verkningsgraderna för panna 3 som åskådliggörs i tabellen beräknades med det kalorimetriska värmevärdet för bränslet.

Panna 1 Panna 3

Metod Verkningsgrad (%) Metod Verkningsgrad (%)

Direkt (Matarvattenflöde) 90,22 Direkt (Matarvattenflöde) 97,78 Indirekt (Rökgastemp. vid fjärrvärmeeko.) 92,24 Indirekt (Rökgastemp. i skorsten) 95,91 Indirekt (Rökgastemp.

direkt efter panna)

90,66 Indirekt (Rökgastemp. direkt efter panna)

88,79

Då den direkta metoden ej tar hänsyn till någon värmeåtervinning från fjärrvärmeekonomiser eller rökgaskondensering kan denna metod likställas med ångverkningsgraden. När rökgasförlusten beräknas med rökgastemperaturen omedelbart efter pannan kan även den indirekta metoden liknas vid ångverkningsgraden, med skillnaden att den indirekta metoden åskådliggör ångverkningsgraden tillsammans med en skattning av olika förlustfaktorer. I Tabell 45 åskådliggörs den indirekta

verkningsgraden då rökgasförlusterna beräknades med rökgastemperaturen direkt efter pannan. Skillnaden mellan den direkta verkningsgraden beräknat med matarvattenflödet och den indirekta verkningsgraden då rökgasförlusterna beräknas med rökgastemperaturen direkt efter pannan är endast 0,44 % vilket är rimligt då båda dessa verkningsgrader kan liknas vid ångverkningsgraden enligt rapportförfattaren. För panna 3 blev skillnaden mellan de nyss nämnda verkningsgraderna hela 8,99 %, vilket är ganska mycket antaget att båda verkningsgraderna visar ångverkningsgraden. Rapportförfattaren hävdar att orsaken till skillnaden är att den indirekta verkningsgraden beräknad med rökgastemperaturen efter pannan innehåller en skattning av rökgasförlusterna som den direkta verkningsgraden saknar. I kapitel 7.4 slogs det fast att rökgasförlusterna är den förlustfaktor som hade störst inverkan på den indirekta verkningsgraden.

Det går ej att säga exakt hur många procent mer noggrann den indirekta verkningsgraden är än den direkta verkningsgraden, dock går det säga att den indirekta verkningsgraden är mer noggrann då den baseras på en större mängd data än vad den direkta verkningsgraden gör. Med den direkta metoden undviks egna mätningar samt besparas tiden och pengarna som det kostar att samla in och skicka iväg bränsle- och askprover. Den direkta metoden är även enklare att applicera om

verkningsgraden önskas beräknas dagligen eller veckovis. Detta kräver att tillgången till den data som är nödvändig är snabb och smidig, vilket den blir om den går att hämta från styrsystemet. Den indirekta metoden passar bättre om det är tillfredställande att endast beräkna verkningsgraden månadsvis (alternativt veckovis beroende på vilka personalmässiga och ekonomiska resurser som finns på anläggningen) då det blir krävande att utföra de provtagningar och mätningar som krävs för att beräkna pannverkningsgraden med den indirekta metoden. Skulle endast pannans

ångverkningsgrad vara av intresse rekommenderar rapportförfattaren att den direkta

verkningsgraden appliceras på grund av att en mindre mängd data behövs samlas in för att beräkna denna verkningsgrad.