Indirekt verkningsgrad panna 1 och 3

I Figur 33 åskådliggörs de indirekta verkningsgraderna för panna 1 och 3, beräknade med både det effektiva och kalorimetriska värmevärdet för bränslena. Det går se att skillnaden i verkningsgraden för pannorna blev liten mellan de olika värmevärdena. För panna 1; 92,24 % (effektiva värmevärdet) respektive 92,39 % (kalorimetriska värmevärdet) samt för panna 3; 95,71 % (effektiva värmevärdet) och 95,85 % (kalorimetriska värmevärdet). Då panna 3 använder sig av rökgaskondensering bör verkningsgraden beräknad med det kalorimetriska värmevärdet tas i hänsyn först och främst. För panna 1 däremot, bör det effektiva värmevärdet tas i hänsyn först och främst, då denna panna inte använder sig av rökgaskondensering. De verkningsgrader som erhölls med den indirekta metoden var betydligt högre än de verkningsgrader som TvAB erhöll med sin beräkningsmodell under perioden januari 2016-december 2017 (Figur 1 och Figur 3). Panna 1 uppnådde endast en verkningsgrad som var över 90 % under en av de aktiva månaderna för den nyss nämnda perioden. Panna 3 lyckades inte uppnå en verkningsgrad som var 90 % eller högre under någon av aktiva månaderna för den nyss nämnda perioden. Tabell 42 nedan åskådliggör de årliga pannverkningsgraderna för år 2016 och 2017 som TvAB beräknade med sin beräkningsmodell. Pannverkningsgraderna beräknade med den indirekta metoden skiljde sig alltså cirka 15-20 % jämfört med de som TvAB erhöll med sin

beräkningsmetod. Exakt vad orsaken till diskrepansen mellan verkningsgraden beräknad av rapportförfattaren och verkningsgraden beräknad av TvAB beror på är svårt att säga.

Tabell 42. De genomsnittliga pannverkningsgraderna för år 2016 och 2017 beräknade av TvAB tillsammans med den

indirekta pannverkningsgraden beräknad av rapportförfattaren.

Panna 1 Panna 3 Typ av pannverkningsgrad Verkningsgrad (%) Typ av pannverkningsgrad Verkningsgrad (%) Indirekt 92,24 Indirekt 95,85 TvAB årlig pannverkningsgrad 2016 73,80 TvAB årlig pannverkningsgrad 2016 75,20 TvAB årlig pannverkningsgrad 2017 75,50 TvAB årlig pannverkningsgrad 2017 79,50

En teori till de låga pannverkningsgraderna för panna 3 var att effekten för rökgaskondenseringen inte inkluderades i TvAB:s beräkningar av den nyttiga effekten. Med de systemgränser som rapportförfattaren applicerade på panna 3 var rökgaserna en produkt från pannan. Effekten av värmeåtervinningen bör därför tillgodoräknas pannans nyttiga effekt. Värmeåtervinningen av rökgaserna från panna erhölls från fjärrvärmeekonomisern samt rökgaskondenseringen. Effekten från fjärrvärmeekonomisern tillgodoräknas den nyttiga effekten från pannan i TvAB:s nuvarande beräkningssystem. Detta kunde ses i den Excelfil (kallad ”Bränslekontroll_skatt_”) där den månadsvisa rapporteringen av pann- och anläggningsverkningsgrad sker. I Excelfilen sker beräkningen av den nyttiga effekten för panna 3 enligt ekvation 51 snarare än ekvation 52. Då effekten från rökgaskondenseringen adderades till beräkningen av den nyttiga effekten i Excelfilen för den månadsvisa rapporteringen, höjdes den årliga (2017) pannverkningsgraden för panna 3 från 79,50 % till 92,12 %. Då samma princip applicerades för 2016 skedde en ökning av

pannverkningsgraden från 75,20 % till 87,49 %. Skulle endast ångverkningsgraden vara av intresse anser rapportförfattaren att effekterna för fjärrvärmeekonomisern och rökgaskondenseringen kan utelämnas då den nyttiga effekten ska beräknas, utan i detta fall är endast ångeffekten tillräcklig. En teori till de låga pannverkningsgraderna för panna 1 är att den beräknade ångeffekten inte tar hänsyn till den ånga som produceras men ej går till turbin, d.v.s. reducerångan. Reducerångan tappas av innan ångflödet som ligger till grund för ångeffekten mäts (Johanson, 2018). I kapitel 4.4

användningsområdena för reducerångan. Även om energin i ångan inte tas tillvara vid sotblåsning, så är det ändå ånga som bör tillräknas det ångflöde som ligger till grund för beräkningen av ångeffekten. Även den ånga som används för att värma upp oljeledningar bör tillräknas detta ångflöde enligt rapportförfattaren.

Det som talade för att den höga indirekta verkningsgraden var rimlig, var ett antal faktorer.

Verkningsgraden beräknad med den indirekta metoden stämde väl överens med de verkningsgrader som erhållits i tidigare arbeten där den indirekta metoden använts. Detta kommer diskuteras närmare i kapitel 7.6. De flesta av de pannor som studerades i dessa arbeten hade en beräknad indirekt verkningsgrad som var 89,3–110,4 %. Anledningen till att Rönnberg erhöll en verkningsgrad över 100 % är att denna rapport använt det effektiva värmevärdet för en panna som hade

rökgaskondensering. Storleken på de beräknade förlustfaktorerna (Tabell 36-37) stämde väl överens med förlustfaktorerna som de tidigare arbetena erhöll (Tabell 40).

Enligt en anläggningsingenjör på KV1 bör panna 1 ha en verkningsgrad på 85–90 % och panna 3 bör ha en verkningsgrad över 90 %. Med detta som bakgrund är de verkningsgrader som beräknats av rapportförfattaren fullt rimliga. Adderas även det faktum att KV1 inte haft några större

återkommande problem i driften de senaste åren utöver de periodvisa problemen med oförbränt bränsle i askan stärks de erhållna resultaten ytterligare. I sammanhanget bör även utredningen beställd av svenska staten från 2005 samt dokumentet från LCP BREF från Europakommissionen nämnas. Denna utredning slog fast att moderna pannanläggningar med BAT och kraftvärmedrift bör ha verkningsgrad på 90–93 % beroende på vilket bränsle som används. Samma utredning slår även fast, att en minimiverkningsgrad på cirka 85 % ses som en gräns för att få kalla en anläggning högeffektiv. LCP BREF slår fast att kraftvärmeverk som eldas med kol bör ha en verkningsgrad på 75- 97 %, samt att kraftvärmeverk som eldas med biomassa bör ha en verkningsgrad på 73-99 %. Visserligen är inte pannverkningsgraden och anläggningsverkningsgraden inte samma sak, men en hög pannverkningsgrad är åtminstone en bra start för att erhålla en hög anläggningsverkningsgrad.

Verkningsgradsberäkningarna baserades på data som insamlades under en tidsperiod av 7,5 timme den 14:e mars, 2018. Rapportförfattaren anser att tidsperspektivet var lite snävt, men valde att bortse från detta när metoden valdes då standarder och tidigare arbeten pekade på att

datainsamlingen skulle ske inom en sådan kort tidsperiod. De tidigare arbetena tycktes ha fått fram bra resultat vilket övertygade rapportförfattaren att den valda metoden skulle fungera på KV1. Rapportförfattarens beräknade verkningsgrader är representativa då pannorna eldas med liknande bränslerecept som användes under mätperioden, samt då pannorna körs på samma last som under mätperioden. Det optimala hade varit om datainsamlingen hade utförts (insamling av ask- och bränsleprover, insamling av processdata, mätning av luftflödeshastighet över pannväggens yta samt fotografering av pannorna med värmekamera) vid både låg, medel och hög last. Detta för att se hur storleken på lasten påverkade den indirekta verkningsgraden. På grund av tidsbegränsningar och väderlek kunde dock inte mer än ett datainsamlingstillfälle genomföras.

Rökgasförlusterna var den förlustfaktor som hade störst påverkan på den indirekta verkningsgraden. Denna förlustfaktor varierade 2,37–6,19 % samt 1,21–9,15 % för panna 1 och 3 när det effektiva värmevärdet användes. Då det kalorimetriska värmevärdet användes varierade rökgasförlusterna 2,29–5,98 % samt 1,14–8,60 % för panna 1 och 3. En viktig faktor för storleken på rökgasförlusterna var vid vilken mätpunkt rökgastemperaturen avlästes. Denna temperatur kunde avläsas vid tre olika mätpunkter; skorstenen, fjärrvärmeekonomisern samt direkt efter pannan. Rapportförfattaren ansåg att för panna 1 var det mest rimligt att använda rökgastemperaturen vid fjärrvärmeekonomisern då denna panna inte använder rökgaskondensering och därför blir rökgastemperaturen i skorstenen inte lika intressant. För panna 3 däremot, som använder sig av rökgaskondensering ansåg

rapportförfattaren att rökgastemperaturen i skorstenen var den mest intressanta att använda i beräkningarna.

Rapportförfattaren förväntade sig att förlusterna från det oförbrända bränslet i askan skulle ha större inverkan på förlusterna från panna 1 än vad det erhållna värdet indikerar, då denna panna periodvis haft problem med just oförbränt bränsle i askan. Det verkar som att pannan inte hade problem med oförbränt bränsle i askan under mätperioden.