57
Slamtørring med sprit Aron Skifter Århus Maskinmesterskole 2013

Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

  • Upload
    others

  • View
    18

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

Slamtørring med sprit

Aron Skifter

Århus Maskinmesterskole

2013

Page 2: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

1

Titel: Slamtørring med sprit

Projekttype: Bachelorprojekt

Fagområde: Termodynamik

Placering i uddannelsesforløbet: Bachelorrapport

Uddannelsesinstitution: Århus Maskinmesterskole Borggade 6 8000 Aarhus C

Vejleder: Torben Christensen

Dato for aflevering: 16. december 2013

Antal normalsider: 25,2

Forfatter: Aron Skifter

Aron Skifter

Page 3: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

2

Abstract

This report is written by Aron Skifter as a completion of the final semester as Marine and Technical

Engineering. The content of the report is based on my Internship at Saint Gobain Weber A/S Hinge.

Weber has invested in a sludge dryer from Store Heddinge Sjaelland. The dry sludge shall help Weber

reducing their emissions. They are already using sludge in the production of Leca (Light Expanded Clay

Aggregate). By drying sludge and use it as an alternative energy instead of coal, they will able to reduce

their emissions.

The sludge drying system hasn’t been in function yet at Weber, and my main focus has been the system

start up. Boiler modification has caused problems and the time schedule has been longer than expected.

Circulated heat transfer oil supplies the drier with heat energy from the boiler, the boiler has been

modified to burn waste products from the medical industry. The boiler was originally manufactured for gas,

but the gas prices got too expensive. Weber has tested burning of waste products from the medical

industry on a smaller scale, and would transfer the modifications to the boiler. The theory is tested at the

boiler but it isn’t 100 % functional yet, the heat in the boiler is very difficult to control. This report will be a

content of the whole system start up and the challenges that occurs.

Page 4: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

3

Indhold Abstract ............................................................................................................................................................. 2

Forord ................................................................................................................................................................ 5

Læsevejledning .................................................................................................................................................. 6

Indledning .......................................................................................................................................................... 7

Problemstilling ............................................................................................................................................... 8

Problemformulering ...................................................................................................................................... 8

Afgrænsning .................................................................................................................................................. 9

Metode .......................................................................................................................................................... 9

Anlægsbeskrivelse ........................................................................................................................................... 11

Fødeanlæg ................................................................................................................................................... 11

Tørremaskine ............................................................................................................................................... 11

Hedtolieanlæg ............................................................................................................................................. 11

Sprit ............................................................................................................................................................. 12

Kedel ............................................................................................................................................................ 13

Tørremaskine Rosoma RSD 1000 ................................................................................................................ 14

Brænder Weis Haupt G40/1-B, ZM-1LN ...................................................................................................... 15

Paneler ......................................................................................................................................................... 16

Løsningsforslag ................................................................................................................................................ 17

Tørremaskine bypass ................................................................................................................................... 17

Paneler ......................................................................................................................................................... 21

Røggasejektor .............................................................................................................................................. 23

Udluftning hedtolie ..................................................................................................................................... 25

Forsøg .............................................................................................................................................................. 27

Forsøg 1 d 8-11-13 Opstart af kedel efter modificering af paneler: ........................................................... 27

Forsøg 2 d 15-11-2013 Opstart kedel og tørremaskine .............................................................................. 29

Forsøg 3 d 27-11-2013 Opstart anlæg, ejektor test og data logning. ......................................................... 30

Konklusion ....................................................................................................................................................... 33

Perspektivering ................................................................................................................................................ 34

Kilder ................................................................................................................................................................ 36

Bilag 1 PID diagram k40 Fødeanlæg og slam ................................................................................................... 37

Bilag 2 PID diagram K45 Tørreanlæg ............................................................................................................... 38

Bilag 3 PID Diagram K50 Hedtolie .................................................................................................................... 39

Page 5: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

4

Bilag 4 Sprit paneler ......................................................................................................................................... 40

Bilag 5 Installation sprittilførsel tilbud. ........................................................................................................... 41

Bilag 6 Hedtolie ................................................................................................................................................ 42

Bilag 6 Hedtolie ................................................................................................................................................ 43

Bilag 7 Heat Tracer IR 16L3 .............................................................................................................................. 44

Bilag 9 Datalogning d 27-11-2013 ................................................................................................................... 45

Bilag 10 Nødvendig Hedtolie SGW .................................................................................................................. 46

Bilag 11 Putzmeister P 715 SE ......................................................................................................................... 47

Bilag 12 PAM Blæser ........................................................................................................................................ 49

Bilag 13 Allweiler In-line cirkulationspumpe ................................................................................................... 50

Bilag 14 Rosoma RSD 1000 .............................................................................................................................. 52

Bilag 15 Sprit analyse ....................................................................................................................................... 53

Bilag 16 Slam analyse ...................................................................................................................................... 54

Bilag 17 Kedel .................................................................................................................................................. 56

Page 6: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

5

Forord

Rapporten er skrevet som den afsluttende del af 6.semester, på uddannelsesforløbet som maskinmester.

Til slut vil rapporten ende med en mundtlig eksamen. Formålet med bachelor forløbet, er at gøre den

studerende mere ”moden”, til at træde ud på arbejdsmarkedet. Jeg har i min praktikperiode ved Lokal

Energi, arbejdet med et slamtørringsanlæg hos Saint Gobain Weber A/S. Anlægget er nyetableret og har

ikke været i drift endnu. Det har gjort det til en meget lærerig praktikplads at være med under

opstartsforløbet, som har budt på mange udfordringer. Efter praktikperioden var færdiggjort, valgte jeg at

skrive videre på rapporten hos Saint Gobain Weber A/S. Det gav gode muligheder for informationer og

fysisk besigtigelse af anlægget, hvis det var nødvendigt. Personalet hos Lokal Energi og Saint Gobain Weber,

har været meget imødekommende, taget imod en på en måde, så man føler sig velkommen som

praktikant.

Jeg vil gerne sige tak til personalet hos Lokal Energi og Saint Gobain Weber A/S, især projektchef Jesper Schmidt, som jeg har haft det største samarbejdet med.

Page 7: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

6

Læsevejledning

Rapporten er delt op i afsnit som starter med en kort indledning. Der vil blive henvist til bilag i løbet af

rapporten, som er vedlagt i den sidste del i rapporten. Kilder til billeder og figurer vil blive refereret i

billede/figur teksten. Når kilden er ”eget arkiv” så menes der egne billeder og figurer. Egen tilvirkning så har

forfatter selv rettet i billeder/figurer det vil være anført ved kilde.

Afsnittet løsningsforslag baseres på nogen af observationerne i forsøgsafsnittet, forsøgene er beskrevet i

afsnittet efter løsningsforslag. Der vil være tilknyttet en delkonklusion til hvert forsøg i forsøgsafsnittet.

Sprit som omtales i rapporten, kan både være sprit, opløsningsmidler og restprodukter fra medicinal

industri.

Leca sten/nødder kaldes for klinker og omtales som klinker i rapporten.

Saint Gobain Weber A/S ”Leca” omtales som Weber i rapporten.

Når der tales om slamanlæg i rapporten, så indebærer det kedel, hedtolie systemet og tørremaskine.

Kassetter som omtales er snegletørrere.

Rapporten er skrevet med et sprog, som henvender sig til andre maskinmestre.

Forkortelser

CK - Central Kontrolrum.

SSAB - Spildevandsslam som alternativt brændsel

SGW - Saint Gobain Weber

Page 8: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

7

Indledning

Som sidste led i min uddannelse som maskinmester har jeg udarbejdet denne rapport. Indholdet vil

omhandle min praktikperiode ved Lokalenergi hvor jeg arbejder med et slamtørringsanlæg hos Weber.

Hos Weber er jeg blevet introduceret for processen med fremstilling af klinker, samt firmaets udfordringer

med reducering af røggas emissioner.

Fabrikken hed tidligere Leca som er forkortelsen af Light Expanded Clay Aggregate. Klinkerne fremstilles af

ler som brændes i en lang roterende ovn. For at lave de luftige klinker, blandes leren med blegejord eller

slam, efter processen i ovnen er der kun den hårde ler tilbage. Produktet bruges f.eks. til isolering i vægge

eller hele Leca blokke, udover isoleringsevne så klarer de høje temperaturer og hårde omgivelser.

Weber har to fabrikker ved Hadsten til producering af Leca klinker, Hinge og Ølst, de ligger kun 3 km fra

hinanden. Men på grund af finanskrisen er fabrikken i Ølst desværre lukket ned. I Hinge produceres der kun

klinker på 2 ovne ud af 5 mulige, nedlukning og mindre produktion har medført en reduktion i

medarbejdere. Krisen har gjort at Weber skal være endnu mere konkurrencedygtige på markedet, for at

undgå flere nedskæringer. Nye produkter som er billigere og har gode isoleringsegenskaber har også øget

konkurrencen i byggeindustrien. Det gør at Weber hele skal være nytænkende i deres produktion.

Koncernen Saint Gobain Weber A/S har flere fabrikker til produceringen af klinker. Hinge er den som

producerer de bedste og billigste klinker. Leren ved Hinge er i høj kvalitet, den brændes i ovnene som den

er, uden særlige tilsætningsstoffer. Samtidigt er lergraven meget tæt på fabrikken, det reducerer

omkostninger til transport. Geologerne har spået at Hinge har ler nok til 20 år mere.

Produktionen af klinker kræver rigtig meget energi i form af gas og kul, det er både dyrt i indkøb og koster

på røggasudledning. Alternative brændsler er blevet taget i brug i form af kød og benmel, restprodukter fra

medicin industrien og spildevandsslam. De nye brændselsformer er både billigere og nogle endda med

medbetaling.

For kunne aftage endnu større mængder sprit og spildevandsslam, er der etableret et slamtørringsanlæg i

Hinge, det skal gøre det muligt at udnytte tørret slam i kulmøllen, for at reducere kulforbruget. Anlægget er

brugt og har tidligere stået hos et rensningsanlæg på Store Heddinge Sjælland.

Det nye anlæg er ikke i drift endnu, derfor ser jeg gode muligheder ved at være med under opstart og

indkøring af anlægget. Denne proces vil give mig mulighed for at bruge teori fra skolen til mulige

forbedringer, samt udførelse af forsøg på anlægget.

Page 9: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

8

Problemstilling

Slamtørringsanlægget som tidligere har været brugt på Store Heddinge, var oprindelig opvarmet ved

indfyring af naturgas i anlæggets kedel. Store Heddinge har brugt anlægget til tørring af vådt slam, som var

rest produkt fra deres rensningsanlæg. Det tørrede slam har en større brændværdi end vådt slam.

Tørringen af slammet gav muligheder for salg, hvor de normalt betalte for slam afskaffelse. Transport

omkostninger blev også reduceret sammen med det mindre vandindhold i slammet. Men stigende

gaspriser, resulterede i at det blev for dyrt at tørre slammet. Store Heddinge havde også haft drifts

problemer og aldrig fået anlægget til at køre helt optimalt.

Fabrikken i Hinge købte anlægget da de kan se muligheder, i form af både medbetaling af vådt slam og

røggas reduktion. For at anlægget er rentabelt, skal en ny energikilde etableres i stedet for naturgas. Weber

har tidligere udført et vellykket forsøg med fyring med sprit i en pilotopstilling, baseret på en olietønde med

lignende paneler. Denne metode vil Weber overføre til slamanlæggets kedel.

Efter anlægget er blevet etableret hos Weber, er der blevet modificeret flere steder i form af ekstra følere,

frekvensomformere, SRO styring og ombygningen af kedlen. De ekstra muligheder for styringen af

anlægget skal også forebygge de problemer som Store Heddinge har haft, f.eks. brand i tørremaskinen.

Weber er først nu ved at være klar til en egentlig opstart, det er denne proces mit forløb hos Weber vil

omhandle. Her vil jeg kunne få mulighed for at bruge teori fra mit uddannelsesforløb som maskinester.

Samtidigt er det spændende hvilke udfordringer de mange modifikationer af anlægget vil give mig og

Weber.

Problemformulering

Hvordan kan det lade sig gøre at bruge sprit som energikilde til slamtørring?

Virker ombygningen af kedlen?

Hvad betyder den modificering af anlægget som Weber har udført?

Page 10: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

9

Afgrænsning

Mit forløb hos Weber har været meget praktisk orienteret, i rapporten har jeg valgt at fokusere på de

områder jeg har arbejdet med. Økonomien omkring anlægget, er blevet omtalt i rapporter fra tidligere

praktikanter, som har arbejdet med samme anlæg. Derfor har jeg valgt ikke at omtale økonomi, men har

set det mere relevant at tage over hvor de andre praktikanter slap. Det vil sige at få slamanlægget i drift.

Hedtolie systemet på slamanlægget er sammenbygget af to rørstræk, et til tørremaskinen og et til

slamlansen. Jeg har valgt kun at fokusere på den del som omhandler tørremaskine og kedel.

Slammets forløb vil kun være beskrevet fra slambuffer til kulmøllen, der vil ikke blive udført forsøg med

indfyring med tørt slam.

Der vil blive omtalt flere problemstillinger i rapporten, men grundet den begrænsede tid så vil de ikke være

beskrevet lige omfattende.

Metode

Slamanlægget som er nyetableret hos Weber, har haft praktikanter med under hele forløbet, fra

opførelsens start og til nu. Jeg har brugt deres rapporter til hjælp af anlægsforståelse, og min rapport vil

være en fortsættelse fra hvor de slap.

Da anlægget er modificeret af Weber, har jeg valgt at gennemgå anlægget og dets ombygning før jeg har

arbejdet med det. Det har jeg gjort ved at gennemgå tidligere praktikanters rapporter og fysisk besigtigelse

af anlægget.

Modifikationen af kedlen er et tidligere forsøg, som er overført til større skala i kedlen. Derfor vil

informationer omkring afbrænding af sprit i kedlen, være på baggrund af egen erfaring med kedlen, og

viden fra projektleder Jesper Schmidt.

Største delen af viden omkring slamtørringsanlægget vil være fra egen erfaring fra praktikperioden, og

udførte forsøg. Der vil også blive indhentet viden fra Webers personale, Lokal Energi, Producenter, skolen

vejledere, bøger og internettet. Kilder vil være i litteraturlisten.

Til at måle temperatur på hedtolien, er der anvendt anlæggets PT100 følere som er sammenlignet med

manuelt målte temperaturer med Heat Tracer IR 16L3, vist på Bilag 7. På den måde kan jeg verificeres hvor

valide mine målinger er. Der vil stadig være usikkerheder på målingerne, da der er mange parametre som

indstilles på Heat Tracer IR 16L3.

Jeg vil forholde mig kritisk i forhold til informationer fra medarbejdere. For at få de mest valide resultater,

vil jeg sammenligne informationer med flere kilder.

Page 11: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

10

Der vil blive antaget flow i udregninger hvor cirkulationspumpen indgår, derfor ser jeg disse udregninger

som usikre og bruger dem derfor kun som en pejling.

Under udførelse af forsøg vil der blive taget højde for indvirkning i produktionen af klinker. Operatøren i CK

vil blive informeret når forsøg vil blive udført. Forsøgene vil have indvirkning på sprit pumper, samt ovn 1

da røggassen fra kedel ender her. Skiftende røggasmængde kan resultere i temperatur svingninger i ovn 1

som operatøren skal kompensere for. Der vil også blive taget højde for personale som kan være under

arbejde i ovn 5. Hvis hedtolien i kælderen opvarmes under forsøg, kan det resultere i at slammet udvides i

rørvarmeveksleren og føres ind i ovn 5 via slamlansen.

Min arbejdsmetode i forhold til anlægget har både været med den studerendes syn og samtidigt

medarbejder syn fra Webers side. Det vil sige at jeg har været meget nysgerrig og gerne vil lære om

anlægget, samtidig med Webers syn at man arbejder på at få anlægget i drift så de kan få gavn af det.

Hvis nødvendigt for yderligere uddybning af metode, så vil det blive beskrevet i rapporten hvor det er

aktuelt.

Page 12: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

11

Anlægsbeskrivelse

For at få en forståelse af slamanlægget, vil jeg i dette afsnit give en kort gennemgang af systemet og

virkemåde, samt beskrive modificerede hovedkomponenter.

Fødeanlæg

Slammet tilføres via et fødeanlæg, PID diagram vist på bilag 1. Containeren (K40H10) fyldes med vådt slam

med en gummiged når niveauet er lavt. I containeren er der to store gennemgående snegle

(K40U01,K40U02) som ælter slammet og samtidigt samler det ind mod midten. Ved at samle mod midten,

sørger de for at videreføringssneglen (K40U03) altid har materiale. Slammet føres videre til to mindre

buffertanke (K40H01,K40H02), tankene er udstyret med niveaufølere (H01S2,H01S1,H02S2,H02S1)som

sørger for at buffer tankene bliver fyldt op med slam ved lavt niveau. Der er mulighed for vand tilførsel

(HV71,HV70) i slambuffer hvis slammet er for tørt, eller er størknet på grund af for lang tids stilstand.

Fødeanlægget leverer slam til tørremaskinen og en Putzmeister stempelpumpe (bilag 11)(K40P05), pumper

vådt slam direkte til afbrænding i ovn 5.

Tørremaskine

Tørremaskinen vist på PID diagram bilag 2, fødes med snegl (K45A01) fra slambuffer. Der er også etableret

vandindsprøjtning (HV62) i tørremaskinen, det er en sikkerhedsforanstaltning som kan nedkøle ved høje

temperaturer eller slukke opstået brand. Når slammet er ført igennem maskinen, skal niveauet af tørret

slam stige i udtaget af sidste kassette, rotor vagten (U03S3) skal aktiveres før sneglen (K45U04) som

viderefører til elevatoren (K45N01) aktiveres. El motoren til sneglen (K45U04)kan køre begge veje, da der

også er et udtag til prøvetagning i modsatte side som elevatoren (K45N01). Ved aktivering af rotorvagten

(U03S3) fører sneglen slammet videre til elevatoren (K45N01), som løfter det op i en omrøringstank

(K45H01). Tanken virker som en buffertank, når der er brug for tørret slam i kulmøllen, føres det videre via

en snegl (K45U05) til en sluse (K45U10). I slusen blæses det videre via en PAM blæser (bilag 12) (K45V01) til

kulmøllen, her tørres det yderlige og afbrændes efterfølgende i ovn 1.

Hedtolieanlæg

. Hedtolie systemet er vist på PID diagram bilag 3. Hedtolie systemet fra Store Heddinge er suppleret med

et ekstra rørstræk og pumpe. Jeg starter med at beskrive den øverste del af PID diagrammet bilag 3. Olien

cirkuleres igennem kedlen (K50W10) med ALLweiler inline pumpe 65 m3/h (bilag 13) (K50P01), herved

opvarmes olien. Den varme olie føres videre til tørremaskinen hvor den bliver afkølet af det våde slam.

Systemets olietank (K50H03)er tryksat med kvælstof (K50I01), det fjerner eksplosionsfare som kan opstå

når der opereres med høje olie temperaturer. Udluftningsbeholderen (K50H01) gør det muligt at udlufte

eventuelle gasser og vanddamp som kan være i systemet. Beholderen opsamler luft/gas som vil samles i de

øverste punkter i systemet.

Olierne fra de to pumpesløjfer veksles ved blanding i et rørstykke på 1 meter, punktet kan ses øverst til

højre på PID diagrammet bilag 3, lige efter pumpe (K50P01) vist med to DN100 rør der tilkoblet. Det andet

rørstræk har flere funktioner, her benyttes en mindre pumpe 15 m3/h (K50P03) til cirkulering. Først

passerer olien en 26 m lang 1-rørsvarmeveksler, hvor slammet fra Putzmeisteren bilag 11 opvarmes inden

afbrænding i ovn 5. Herefter bruges hedtolien til at køle slamlansen (K50W059 i ovn 5, lansen har monteret

overhedningssikring, der sikrer yderligere køling med vandindsprøjtning med dyser.

Page 13: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

12

Sprit

Før sprit drift er det vigtigt at hedtolien er opvarmet til minimum 130 °C, der da ellers dannes svovlsyre

over. Hvis spritten tilsættes inden 130 °C, vil man kunne risikere at kedlen bliver ødelagt, af den svovlsyre

som kan kondensere på kedelrør.

Der er vedlagt en analyse af en levering fra Novo Nordisk på bilag 15.

Brændværdien kan variere på de forskellige sprit leverancer, så det er nødvendigt at styringen tager højde

for udsving i brændværdi. Ud over at brænderen regulerer efter ilt %, så er der programmeret en ekstra

regulering i SRO styringen, som også tager højde for ilt %.

Det er vigtigt at have en høj og jævn temperatur (500 °C – 800 °C) i kedlen, så sikres det at væsken

fordampes og sprit antændes når det løber ud på panelerne. En lav temperatur kan resultere i at væsken

lagres i karret under panelerne bilag 4. En stor mængde væske kan have en kølene effekt, det kan resultere

i udfald i kedel styringen. Udfald kan være kritisk, brænderstyringen vil lukke af for lufttilførslen selvom der

stadig kan være sprit i kedlen. Det kan være farligt, da

kedlen kan ende i ilt underskud, som kan give fare for en

blow back effekt i brænderen. Det er ikke muligt for

brænderen at lukke 100 % af for lufttilførslen, så hvis

kedlen er i tilstrækkelig ilt underskud, skabes der et

undertryk som kan virke eksplosivt hvis forbrændingen

får ilt. Resultatet kan ses på Figur 1.

Figur 1 Tilbageslag i brænder. Kilde: Eget arkiv

Page 14: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

13

Kedel

Kedlen er en hedtoile kedel med en effekt på 1,4 MW,

varmevekslingen udføres via to rørspiraler i kedlen. Den ene

spiral befinder sig rundt om brandkammeret, den anden

ligger udenpå igen hvor røggassen veksles. Max drifts

temperatur på olien i spiralerne er på 300 °C og varmefladen

er på 59,9 m2. Opvarmning er oprindeligt udført med

naturgas, via brænderen (Weis Haupt G40/1-B, ZM-1LN) som

er monteret på kedel lågen. På lågen er der 3 stk skueglas,

hvor to af dem er eftermonteret. Skueglassene gør det

muligt at overvåge aktiviteterne mellem panelerne. For at

undgå tilsodning, er der eftermonteret test af lufttilførsel fra

brænderindblæsning til skueglas, luften skal skabe afstand

fra glasset til røggas. Der er yderligere eftermonteret en

hane på afgangsrøret i bundet af kedlen, det giver mulighed

for aftapning af væsker fra kedlen. Væske i kedlen kan opstå,

hvis den ikke er varmet nok op og der samtidigt tilføres sprit

med højt vandindhold. Væske som ikke når at fordampe

bliver opsamlet i et kar i bunden af kedlen, her er der

mulighed for at aftappe med hanen.

Som sikkerhedsanordning, er der monteret termosikring på afgangssiden af de to rørspiraler i kedlen. De er

indstillet til 280 °C så kedel spiralernes max temperatur ikke overskrides. Der er eftermonteret 3

temperaturfølere som er indført igennem gavlen. De måler temperaturen imellem de 4 sprit paneler.

Røggasveksling og de eftermonterede skueglas og hane er vist på Figur 3.

Figur 3 Snittegning kedel. Kilde: SGW Egen tilvirkning.

Figur 2 Eftermonteret lufttilførsel og skueglas, Kilde: Eget arkiv

Page 15: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

14

Tørremaskine Rosoma RSD 1000

I tørremaskinen overføres varmeenergien fra kedlen via arealet i de 3 kassetter, de er vist på snittegningen

Figur 4. Slammet fødes ind i toppen af maskinen, herefter bliver slammet langsomt ført videre, med en

snegl på hvert niveau. Undervejs i kassetterne overføres varmeenergien både via arealet i kanalerne og

sneglen. Herpå fordampes vandet i slammet, som føres ud af tørremaskinen via dampkanalerne. For at

kunne optimere fordampningen, er det muligt at regulere hastigheden på sneglene med el motorernes

frekvensomformere. Til sidst føres det færdige produkt ud af enden på den nederste kassette, her sigtes

der efter et tørstofindhold på minimum 90 %. Tørremaskinen er opgivet til at fordampe 1000 Kg/h,

datablad er på bilag 14. Det tørrede slam har en brændværdi på 12 MJ/kg ved 100 % TS.

Weber har yderligere isoleret kassetterne med ekstra glasuldmåtter, det skal reducere varmetabet til

omgivelserne.

Figur 4 Rosoma RSD 1000 tørremaskine. Kilde: SSAB

På bilag 16 vises en slamanalyse, slammet fra denne leverandør har et TS på 25 %. Ud fra analysen kan

slamtilførslen udregnes. Eksemplet udregnes ud fra at man vil have et TS på 90 % efter tørremaskinen, det

gør ikke noget at der er 10 %, da slammet vil blive tørret yderligere i kulmøllen.

Page 16: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

15

Brænder Weis Haupt G40/1-B, ZM-1LN

Brænderens effekt er på 2 MW ved fyring med naturgas. Naturgas tilkoblingen er ikke tilkoblet, der bruges

kun pilot flamme, som er forsynes med gas fra 6 x 33 kg propan flasker. Weber er tilkoblet naturgas som

bliver brugt i ovnene, men brænderen er ikke tilkoblet denne forsyning. Der bliver kun brugt gas til

opvarmning af hedtolien, så vil det være omfattende at få godkendt en fast gasforsyning til kedlen for

denne funktion. Flaskegassen lukkes og frakobles når driftstemperaturer er opnået, så omfattes anlægget

af andre regler.

Når ovnene har været nedkølet ved f.eks. vedligehold, så anvendes der brændere som bruger diesel olie til

opvarmning. Brænderen på kedlen kan ombygges til diesel olie, det vil kunne give en betydelig højere

effekt end flaskegassen. Det skal undersøges hvilke regler anlægget vil omfattes af med fast tilslutning af

diesel olie. Ovnene fyres kun med diesel olie indtil den er opvarmes, så fjernes brænderne igen. Man kunne

bruge samme metode på slamanlæggets kedel, så vil der skulle etableres et ekstra hul i kedel lågen, til

midlertidig diesel opvarmning med ekstern brænder.

Styringen af brænderen er blevet modificeret, for at det kan lade sig gøre med sprit drift. En ekstra

sikkerhedskreds for spritdrift er etableret. Det er et supplement til styringens flammerelæ som stopper

brænderen, hvis der er flammefejl. Den ekstra kreds styres af 3 temperaturmålere som sidder i serie, på

hver måler indstilles den ønskede minimum temperatur grænse som ikke må overskrides. Ved serie kobling

af relæerne, sikres der at det grænseindstillingerne ikke overskrides, styringen vil falde ud hvis en af de 3

følere overskrider sin grænse. Da ombygningen af kedlen er på sin test fase, så indstilles temperaturerne

relativt lavt på 280 °C, når mere erfaring er opnået, justeres igen. Ved at starte med for høj

temperaturgrænse, risikerer man at kedlen falder ud hele tiden, det resulterer i at kedlen skal nedkøles

med purge for hver udfald.

Figur 5 Sikkerhedskreds brænderstyring. Kilde: Eget arkiv

Page 17: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

16

Paneler

For at skifte brændselstype i kedlen, er der etableret paneler med sprittilførsel, tegningerne af de

oprindelige paneler er vist på bilag 4. Der er hængt 4 paneler op inde i kedlen, hver panel monteret på et

gennemgående syrefast rør, med ophæng i loftet på inderste rørspiral. Der er boret huller på undersiden af

rørene, hermed kan væsken fordele sig i den øverste del af panelrammen. I rammen er der yderligere jævnt

fordelt med huller, så kan væsken løbe videre ned i panelet og fordele sig på glasuldet. Med temperaturer

på 600 °C – 800 °C i kedlen under drift, vil det store areal med sprit muliggøre drift med sprit i stedet for

gas. Kedel og brænder effekt var i forvejen dimensioneret til tørremaskinen. Jeg vil lave et regne eksempel

for at vise hvor meget sprit der skal afbrændes i timen, for at panelerne kan erstatte brænderens 2 MW.

Weber får sprit med forskellige brændværdier, denne brændværdi er indhentet fra analysen på bilag 15.

Udregningen viser et sprit flow på 734 kg/h, det vil kunne erstatte brænderens max effekt. Men hvor stort

sprit flow skal der egentlig til at fordampe de 1000 kg/h vand, som tørremaskinen er opgivet til. Det vil jeg

give et regneeksempel på, i udregningen vil der ikke blive taget højde for tab i slamanlægget. Der er heller

ikke taget højde for overhedning af dampen, så den ikke kondenserer på grund af temperaturfald på langt

rørstræk eller på eventuelle kuldebroer. Slammets start temperatur bliver regnet fra

udendørstemperaturen under forsøg 3.

( )

Da den energi som skal til at fordampe vandet er den samme som hedtolien skal levere, så kan der regnes

tilbage til indfyring på paneler. Kedlens virkningsgrad er indhentet fra bilag 17.

De 319 kg/h skal fordeles på 4 paneler, hvis de fordeler sig ligeligt mellem hinanden, så bliver det knap 80

kg/h pr panel.

Page 18: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

17

Løsningsforslag

I dette afsnit vil jeg på baggrund af mit arbejde med slamanlægget, give forslag til løsninger af specifikke

problemstillinger.

Tørremaskine bypass

Efter at have arbejdet med anlægget og udført forsøg, har jeg observeret et problem med opvarmning af

hedtolien. Forsøgene er beskrevet i forsøgsafsnittet. I opstartsperioden er der begrænset energitilførsel fra

brænderen, da den bruger gas fra gasflasker. Flaskerne kan ikke levere nok gastryk til at skabe en høj og

stabil temperatur i kedlen. Temperaturen starter højt, men vil være faldende med tiden, når gastrykket

falder på gasflaskerne. Det giver rigtig lang opvarmningstid og begrænsning i olie temperatur. Ved at lukke

nogen af ventilerne på tørremaskinen, er tabet under opvarmning blevet reduceret. Det har givet en

betydelig forbedring, med både kortere opvarmnings tid og højere olie temperatur. Men ved at lukke

ventilerne på tørremaskinen, giver det større modstand til cirkulationspumpens sugeside, som ikke er helt

optimalt. Styringsmæssigt har det også givet problemer i form af differenstrykmåleren, som skal have et

minimum af flow for at sikkerhedskredsen på kedlen, ikke falder ud. I alt kan der lukkes 4 ventiler, som

svarer til, at der kun bliver afgivet varme i en kassette i stedet for 3. Men når olien er kold, er det kun

muligt med 3 lukkede ventiler, det betyder at der skal lukkes en mere når olien er blevet varmere. Selvom

at man regulerer på ventiler, kan olien stadig ikke blive varm nok til automatisk sprit drift. Så har vi selv

øget den sidste temperatur med manuel tilførsel af sprit, ved at åbne og lukke ventiler via SRO systemet.

Det manuelle arbejde med ventiler og sprit er ikke optimalt for drifts personale. Sådan et system skal kunne

regulere sig selv automatisk og kunne manøvreres via CK. Sikkerhedsmæssigt så vil personalet komme til at

arbejde tæt på varme flader, under drift (200 °C - 280 °C) i ventil området på tørremaskine. Ventilerne skal

åbnes manuelt når olien er varm nok og kedlen er i sprit drift.

En løsning til disse problemer kan være ved at etablere rørføring mellem ind og udgang tørremaskine

(bypass), hvor olien føres udenom tørremaskinen styret med motorventil. Ved opstart kedel åbnes ventilen

helt, når spritdrift og ønsket hedtolie temperatur er opnået, reguleres bypass ventilen over en hvis tid, mod

helt lukket. Ved at gøre det på den måde skal de 1,2 m3 olie i tørremaskinen ikke opvarmes med gas og der

er ikke tab i tørremaskinen. Ved lukke ventilen langsomt, kan man blande den kolde olie med den

opvarmede olie, som nu bliver varmet med spritforbrændingen i kedlen. For ikke at sænke hedtolie

temperaturen for meget under blanding, kan man ved observation af olie temperatur og tid, finde den

rigtige nedreguleringstid af bypass ventilen.

Et tænkt forløb kunne se sådan her ud. Hvis man ser bort fra tab til omgivelserne, kan man udregne hvor

meget slut temperaturen bliver, hvis kold og varm hedtolie blandes sammen. Hvis bypass ventilen åbnes,

cirkuleres der ikke noget hedtolie i tørremaskinen. Temperaturen på den kolde olie i tørremaskine antages

til 7 °C, den opvarmede antages at være 250 °C, så kan slut temperaturen udregnes. Hedtoliens

specifikationer er hentet fra bilag 6. Værdier for slamanlæggets hedtolie kapacitet findes på bilag 10.

Page 19: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

18

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

Med en slut temperatur på 140 °C efter olie blanding, vil der ikke være risiko for kondensering af svovl på

kedel rørene. Da der ikke er regnet med tab i systemet, kan man øge temperaturen på den varme olie til

280 °C før blandingen sker.

Etablering af bypass er ikke et større indgreb, da ind og udløb er tæt på hinanden. Der er mulighed for

aflukning med ventiler på begge sider af bypass område, det er nødvendigt da system er under tryk.

Området sidder højt, det medfører at mindre mængder olie som skal aftappes. Etableringen havde været

nemmere at udføre under systemets opførsel, på det tidspunkt var der ingen problemer med svejsning i

rørsystem med oliegasser.

Bypass fordele: reducering i opvarmningstid, varmere hedtolie, mindre gasforbrug, mere spritforbrænding,

ingen kontakt med varme flader, nemmere at styre opstart fra CK, ingen drøvling af pumpe.

Bypass ulemper: Aftapning af olie, svejsning i system, mere programmering.

Figur 7 Bypass af tørremaskine. Kilde: Eget arkiv

Figur 6 Til/afgang olie tørremaskine. Kilde: Eget arkiv

Page 20: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

19

I diagrammet ovenfor vises kurverne for de loggede data i forsøg 3. Kurverne viser opvarmningsforløbet af

hedtolien i slamanlægget (kedel, tørremaskine og rørføring). Der er mange fejlkilder i denne måling og ser

derfor ikke resultaterne som valide, men giver alligevel en god forståelse af opvarmningsforløbet. Afgivet

P,olie Tørremaskine vist på diagrammet, er slet ikke realistisk da tørremaskinen efter kurven at se, vil

afsætte mere energi end kedlen leverer. De 3 temperaturfølere som måler på olien skal kalibreres for at

kunne lave en mere valid måling, men det er kun en ud af mange fejlkilder. Da der ikke er nogen flowmåler

på systemet, har jeg estimeret cirkulationspumpens flow til udregning ud fra pumpens max flow og flow

ændring aflæst på tryk differensmåleren. Data for udregning af effekt er på bilag 9 hvor der er taget højde

for ændring af Rho og specifik varmekapacitet ved forskellige temperaturer. Oliens specifikationer ses på

bilag 6.

I forsøgets start var der lukket to ventiler og der ikke var olie flow på den ene kassette, da de 3 kassetter er

lige store, går jeg ud fra at 1/3 af olie i tørremaskinen ikke opvarmes. Efter 140 min lukkes yderlige to så 2/3

er lukket, der er 1200 L olie i tørremaskinen, kedlen skal nu kun opvarme 1/3 af 1200 L = 400 L. Temperatur

stigningen over kedlen er størst i starten hvor efter den begynder at flade ud. Gastrykket til brænderen er

heller ikke konstant og er faldende fra start til slut. Til sidst bliver den effekt som bliver tilsat kedel og den

der bliver afsat tørremaskine næsten lig med hinanden. Det største tab er på tørremaskinen i form af effekt

afsat i kassetter og strålevarme, rørtrækket er kort og isoleret rigtig godt og det er minimalt i forhold til

tørremaskinen. Hvis tørremaskinen bypasses, er der 1200 L olie mindre at varme op og P,tabtørremaskine

opstart bliver fjernet.

Ved udregning kan man sammenligne teori med opvarmningsforløbet. Det vil jeg gøre her i den sidste del af

bypass afsnittet.

Da jeg nu ved at opvarmningsforløbet tager 280 min fra 7 °C – 134 °C, kan jeg regne ud hvor meget effekt

der skal tilføres teoretisk for at varme olien op.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150 200 250

KW Temperatur

Minutter

Hedtolie opvarmnings forløb slamtørringsanlæg

Olie temp w10t1

Røggastemp k50w10t3

Tilført P,olie Kedel

Afgivet P,olie Tørremaskine

Page 21: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

20

(

)

(( ) ( )

( ) ( )

)

Hvis man sammenligner det med gennemsnits effekt til er tilført olien i forsøg 3. Gennemsnits effekten

tilført olie er på 49,9KW bilag 9, vil tabet være 49,9KW – 29KW = 25,7 KW. Ved bypass vil der stadig være

tab, men hvis vi regner med at der ikke er noget tab og mindre olie at opvarme, vil forløbet se sådan her ud.

( )

( ) ( )

Slut temperaturen vil blive alt for høj og tiden kan reduceres i stedet for.

( ) ( )

I teorien kan opvarmningsforløbet reduceres 280 – 86 = 194 min, det vil være mindre da der vil være tab.

Der vil også være en reducering i gasforbruget når opvarmningstiden bliver reduceret. Kedlens

virkningsgrad er vist på bilag 17

(

)

(

)

(

)

Det vil give en reducering af gasforbruget på 21,4 – 6,6 = 14,8 kg.

Page 22: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

21

Paneler

Fyringen med sprit på paneler har ikke forløbet problemfrit, de er blevet modificeret flere gange efter

første opstart. For hver sprit drift er der opstået nye problemstillinger og mulige områder som kan

forbedres. Den høje temperatur i kedlen, får gitteret som holder glasuldet til at vride sig. Det har derfor

været nødvendigt at afstive paneler ekstra, ellers kan de vride sig så meget at hullerne i panelrammens top

bliver blottet. Når hullerne bliver blottet, løber spritten ved siden af panelet og ender i kedlens kar i

bunden. Det er svært at få fordelt forbrændingen og varmen ordentligt i hele kedlen. Alt efter brændværdi

og sprit/luft flow flyttes forbrændingen rundt i kedlen, flere reguleringsmuligheder vil gøre det nemmere at

finde balancen. Luftfordelingskassen i midten, skal laves endnu større, brænderen blæser store mængder

luft ind her. Efter første modificering er koncentrationen af luft stadig stor i det område, men det har

hjulpet på både luftfordeling og mindre direkte varme på midterste temperaturføler. En forøgelse af kasse

og flere huller i panelet, vil hjælpe med blødere luftfordeling. De 3 temperatur følere som måler

temperaturen imellem panelerne kan ses på Figur 9 som 3 rør som er indført via kedlens væg. Da

temperaturmålerne er lokaliseret bagerst i kedlen, giver de ingen indikation af hvordan forbrændingen er

forrest i kedlen. For at få et bedre billede af forbrændingen i hele kedlen, vil temperatur måling ved kedel

lågen være optimalt. Hvis skueglas er sodet til, er der kun mulighed for indikation af forbrændingen bagerst

i kedlen med temperaturfølerne. Udvidelse af fordelingskasse og ekstra huller er vist på Figur 8.

Figur 9 Modificering af luftflow

Figur 8 Ekstra huller og større luftkasse

Page 23: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

22

Ved lavt sprit flow er der en tendens til at forbrændingen sker bagerst i kedlen. Det kan skyldes at hullerne i

spritrørene vender nedad, og på den måde vil den lave mængde komme ud af det første hul i spritrøret og

ikke videreføres til resten af panelet. Hullerne skal ændres til at være ovenpå røret, på den måde vil

niveauet af væske stige i røret og komme ud af hullerne samtidigt. Fordeling vil blive betydeligt bedre på

hele panelet, ved både lavt og højt flow. Det vises på Figur 10.

Figur 10 Ændring af sprithuller. Kilde: Eget arkiv

Fordelingen af spritten mellem panelerne er meget svær at styre, da der kun er to ventiler som kan bruges

til drøvling. Drøvling af panelerne er delt op, de midterste sammen og yderste sammen. Men erfaringen

viser at væsken ved forskellige flow vælger en det ene eller andet panel, som resulterer i dårlig

spritfordeling mellem panelerne. For at styre fordelingen bedre, skal der etableres to ekstra ventiler, som

vil muliggøre en regulering af panelerne uafhængig af hinanden. På grund af sikkerhed er de nuværende

ventiler placeret indendørs, ca. 10 m væk fra kedelanlægget. Da ventiler er placeret væk fra kedel og alle

samlinger er fuldsvejst i anlæggets område, omfattes slamanlægget ikke af ATEX. Men det medfører at de

to nye ventiler, skal placeres i samme område som de nuværende ventiler og to nye rør føres ned til kedlen.

For at få en ide af prisomfang, er tilbuddet på nuværende installation vedlagt i Bilag 4. På Figur 11 kan man

se den nuværende installation, hvor de ekstra rør og ventiler skal tilkobles mellem den manuelle

skrueventil og den pneumatisk aktiverede ventil.

Figur 11 Ventilområde sprittilførsel kedel Kilde: Eget arkiv

Page 24: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

23

Ventilerne til sprit tilførslen er placeret indenfor på grund af ATEX. Men denne udførelse af rørinstallation

har medført en problemstilling med efterløb af sprit, når ventilerne lukkes. Det kan være vigtigt at sprit

tilførslen bliver afbrudt med det samme ventilerne lukker. Men når de bliver lukket, vil der være en

mængde sprit tilbage i rørene som bliver tilført kedlen. Ventilerne er anbragt højere end kedlen, på den

måde vil rørene blive tømt helt op til ventilerne selvom der er afbrudt. En slags luft lås som virker på

samme måde som en vandlås, en etableringen af denne i anlægsområdet kunne have mindsket efterløbet.

Samtidigt vil der ikke være brug for ATEX område ved slamanlægget da udførelsen vil være fuldsvejst.

Røggasejektor

Under forsøg 2 oplevede vi en stor røgudvikling på tørremaskinen og tør slambuffertank. Det kan skyldes at

aftræk fra tørremaskine og tørslambuffer ikke er udført korrekt, og måske er det røggas fra kedlen som

blæses ud denne vej. Vi finder ud af at aftræksrør på tørremaskine og tør slambuffer er koblet direkte på

røggaskanalen fra kedlen, det er udført uden at lave en ekstra ejektorvirkning. Den nuværende udførelse

virker også indtil et større flow opnås, herefter vil flowet ændre retning. Det blev testet ved at frakoble

røret på tør slambuffer og samtidigt manuelt styre hastigheden på kedelblæseren. Ved lavt flow var det

ikke noget problem at holde et stykke papir oppe af undertrykket i røret, men når hastigheden på blæseren

øges slipper papiret røret. Papirtesten er udført uden sprit afbrænding i kedel og fordampning af vand i

tørremaskinen.

Figur 13 Flowtest tør slambuffer. Kilde: Eget Arkiv

Figur 12 Samling af røggaskanel kedel og tørremaskine. Kilde: SGW

Page 25: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

24

På Figur 14 er der lavet et forslag til forbedring af ejektorvirkningen. I stedet for at stoppe røret ved

røggaskanalens væg, føres det ind i kanalen medstrøms. Når røggassen fra kedlen strømmer forbi røret vil

der blive skabt et undertryk, dermed vil dampene fra tørremaskine og tør slambuffer blive suget med i

røggassen fra kedlen. Undertrykket fra ovn 1, kan man prøve at forøge yderligere, ved at blænde nogen af

åbningerne af på ovnlågen. Ejektor løsningen ville skulle etableres på både tørremaskine og tør slambuffer.

For at muliggøre større mængder spritafbrændinger i kedlen, kan denne løsning afhjælpe nogen af

problemerne med røggas i tørremaskine og tør slambuffer.

For at få et bedre billede af hvad der sker i hele røggas systemet, kan man bruge et pitotrør til måling af

flow. Røggaskanal er 60m lang med bøjninger, det vil give et tab i rørstrækket. Man kan måle flow på

røggaskanel ved ovnen, kedel og de to rørtilslutninger fra tørremaskinen og tør slambuffer. Målingerne skal

tages ved en passende drifts situation, herefter vil man kunne konkludere hvor stort problemet er. Hvis det

konkluderes at ejektorvirkningen ikke er tilstrækkelig, kan andre løsninger være nødvendigt f.eks. kanal

ventilator eller egen røggaskanal.

Figur 14 Røggasejektor. Kilde: Eget arkiv

Page 26: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

25

Udluftning hedtolie

Der kan opstå luft/gas i slamanlægget som skal udluftes. Det kan opstå på flere måder, ved påfyldning af

hedtolie, rest vand i systemets fra opførsel, afgasning af hedtolie. Når anlægget bliver varmet op første

gang skal der udluftes ekstra, da der ellers kan være luft ”lommer” i systemet, som bliver cirkuleret og

samler sig i det øverste punkt i systemet. Jeg oplevede ved at arbejde med anlægget, at der blev samlet en

luft/gas ”lomme” i tørremaskinen. Da det er på sugesiden af hedtolie pumpen, resulterede det i at

hedtolien ikke blev cirkuleret længere. Hvis trykdifferensmåleren er i stykker samtidigt, kan det ende med

at man får beskadiget hedtolien ved overhedning i kedlen. For at gøre anlægget mere driftssikker ser jeg en

god mulighed i at forbedre de nuværende udluftningsmuligheder. Der er mulighed for at udlufte anlægget

to steder, de betjenes manuelt som vist på Figur 16 og Figur 15. Udluftningen på tørremaskinen er

eftermonteret, muligvis har de haft samme problemer på Store Heddinge og ikke har haft mulighed for at

udlufte tørremaskinen. Måden udluftningen er udført på, gør at der vil blive aftappet hedtolie fra systemet

hver gang der udluftes. Rørene er tilkoblet øverst i tørremaskinen og ført ned til bunden, det gør at der

tappes den mængde olie som står i rørene hver gang. De er kun muligt at udlufte på tørremaskinen, hvis

hedtolie pumpen er stoppet, hvis det udføres under drift vil der blive suget luft ind i system, da der er

undertryk på sugesiden. Udluftning når olien er varm er heller ikke en mulighed, da der vil være risiko for at

blive udsat for varme dampe. For at sikre en større sikkerhed for drift og personale, vil etablering af en

samlet udluftningsenhed være mere optimalt. Rørene fra tørremaskinen kan føres over til

udluftningstanken vist på Figur 16. Enten en automatisering af udluftning fra SRO, eller alarm for udluftning

kan være en mulighed. Da der er undertryk på tørremaskinen, skal det være en vakuum styret udluftning

for at det kan lade sig gøre under drift. Vakuum udluftning

kan muligvis undgås, trykket skal tjekkes på manometeret

på pumpens suge side imens systemet har korrekt kvælstof

tryk samtidig med drift. Anlæggets tryk stiger ca. 1 bar

under drift. Det kan muliggøre en udluftning uden vakuum.

Alarmen i SRO styringen kan styres af en flyder i

udluftningsbeholderen. Udluftningen her fra skal ske ned i

en beholder, på den måde bliver personale ikke udsat for

eventuelle varme dampe eller væsker.

Figur 15 Udluftning tørremaskine. Kilde: Eget Arkiv Figur 16 Udluftning højeste punkt. Kilde: Eget arkiv

Page 27: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

26

Den nuværende udluftning fra udluftningsbeholderen, udføres ned i en

beholder. Beholderen er ikke ret stor og bliver hurtig fyldt med olie ved

nuværende udluftningsmetode. Ved at montere et skueglas på

udluftningsbeholderen, vil man kunne mindske aftapningen af hedtolie til

beholderen. Beholder står på et kar med vand, hvis der er overløb af

hedtolie fra beholderen, vil det ligge sig øverst i karret på grund af

densitetsforskellene. Da karret er udendørs så vil regn kunne få karret til

at løbe over, det kan det give mulighed for olie udslip. Den nuværende

beholder er for lille, en etablering større beholder med niveaumelder, vil

være med til at mindske risikoen for olie udslip. Den nuværende beholder

kan ses nederst på Figur 17.

Figur 17 Udluftning Kilde: Eget arkiv

Page 28: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

27

Forsøg

Forsøg 1 d 8-11-13 Opstart af kedel efter

modificering af paneler:

Efter gentagne opstart af kedel, udføres et nyt forsøg hvor

kedlen skal startes op og køre stabil drift på sprit. Forsøget

skal gøre klar til næste skridt, hvor tørreanlægget skal tages i

brug, så kedlen kan belastes. De to midterste paneler er

blevet modificeret, det skal medvirke til en bedre fordeling af

varmen i kedlen og dermed bedre spritforbrænding. I

modsætningen til tidligere forsøg, er der denne gang afsat en

bedre del sprit/opløsningsmidler med bedre brændværdi.

Tidligere forsøg var sprit/vand forhold ukendt. Forsøgets start

er 06.00, hvor CK opstarter kedlen på gas, på den måde bliver

olien forvarmet inden Jesper og jeg ankommer. Ved ankomst

er hedtolien ca. 80 °C, viskositeten af olien har ændret sig

med temperaturstigningen, dermed pumpes olien nemmere

rundt i systemet. Der lukkes 4 ventiler på tørremaskinen, for

at mindske varmeafsætningen i tørremaskinen og oliens

opvarmningstid.

Efter et par timers opvarmning, kan det konstateres at

temperaturfordelingen er forbedret markant, med næsten

ens temperatur i kedlen, selvom at gasflammen kun brænder

imellem midterpanelerne.

Sekvens A03 er opvarmningsfasen, hvor olien opvarmes til

140 °C før sekvens A04 træder i kraft. Sekvens A04 bliver der

både brændt gas og sprit af.

Vi konstaterer at ilt procenten er ca. 10 %, og for at mindske

opvarmningstiden, tilføres sprit manuelt for at øge

temperaturen. Sprittilførsel sker imens der holdes øje med ilt

%, så kedlen ikke ender med at komme i ilt underskud. Ved

den manuelle tilførsel, er start temperatur i kedlen ca. 450 °C.

Temperaturen i kedlen øges til ca. 600 °C – 700 °C og hedtolie

temperatur er stigende. Da olien når de 140 °C, går

brænderstyringen videre til sekvens A04, hvor sprit flow, blæser spjæld, og ventilatorhastighed skal

programmeres. Flow indstilles til 20 %, som svarer til 300 kg/h, spjæld og blæser indstilles efter ilt % som

gerne skal ligge på ca. 5 %. Temperaturen i kedlen stiger, og modificeringen af panelerne er vellykket, da

luftfordeling gør at spritten kan antændes, mellem de to yderste paneler i begge sider. Jeg observerer at

Figur 18 Modificering af midter paneler

Figur 19 Temperaturfordeling i kedlen under opstart med gas.

Page 29: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

28

temperaturen på de to yderste følere ikke stiger lige hurtigt, skueglassene er sodet til og kan ikke få et

ordentligt billede af spritfordelingen i kedlen. Temperaturen og ilt % stabiliseres efter et stykke tid, og

sekvens A05 startes, de næste sekvenser skal der programmeres højere sprit flow, samt og hvis muligt kun

sprit uden gasflamme. Sprit flow er på 30 % 450 kg/h,

temperaturen i kedlen stiger til 800 °C i den ene side. De to

yderste paneler indkobles, for at få et større areal til forbrænding

af spritten. Det er første gang at alle 4 paneler bliver benyttet i

kedlen, og temperaturen falder og bliver mere jævn. Spjæld og

blæser reguleres relativt højt, for at ilt % kan følge med til det

større flow, temperaturen svinger meget på den ene føler, og er

ikke nem at stabilisere. Temperaturen på hedtolien er nu oppe på

270 °C – 280 °C, selvom at alle ventiler på tørremaskine er åbnet

igen. Vi vælger at gå tilbage til A04 for ikke at risikere

overhedning af hedtolien. Næste skridt i styringen er at få slam

på tørremaskinen, så vi kan få noget forbrug på kedlen. Vi får en

uventet fejl på kedlen, og styringen falder ud og påbegynder

purge, det var et passende tidspunkt, da vi mangler yderligere

programmering i SROen, for at komme videre med

tørremaskinen.

En anden observation er systemtrykket som er steget med 1 bar.

Det kan skyldes måske at olien afgasser, og der kan være

vandrester i systemet som bliver dampet af. Af

sikkerhedsmæssige årsager da olien er 280 °C, udlufter jeg kun

fra afluftningstanken, og ikke de to haner på tørremaskinen, da

man vil komme for tæt på dampene kan være meget varme.

Konklusion

Forsøget er en succes, da vi ikke før har kunnet stabiliserer

kedlen på samme måde. Modificeringen af panelerne har virket

efter hensigten, men mistanke om dårlig fordeling af sprit i

panelerne, og at de to yderste paneler ikke er blevet modificeret,

kan have medvirket til stadig svær temperatur stabilisering.

Kedlen skal åbnes, og efter inspektion kan fejlen måske

lokaliseres og rettes. Til næste opstart skal tørremaskinen være

driftsklar, samt måske yderligere modificering af paneler kan

være en mulighed.

Figur 20 Spjæld og blæser indstilling ved 450 kg/h Kilde: Eget arkiv

Figur 21 Afluflertank Kilde: Eget arkiv

Page 30: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

29

Forsøg 2 d 15-11-2013 Opstart kedel og tørremaskine

Dagen før forsøget, starter jeg anlæggets cirkulationspumpe. Olien fra

tørreanlægget blandes med olien fra slamlansens køling, og

slamvarmeveksling i kælderen. Ved at starte cirkuleringen dagen før og

lukke af for olie ventiler på tørreanlægget, medfører det at olien

forvarmes af slamlansen til ca. 56 °C, inden forsøget startes. Gassen

opvarmer til ca. 135 °C fra 56 °C, det sparer både tid og gas med

forvarmning. CK skulle igen ha startet opvarmningen med gas ca.

05.00, men en alarm på kedlen gjorde det ikke muligt. Da jeg

ankommer, lokaliserer jeg fejlen ”high temperature”, det er kedlens

sikkerhedsanordning som måler på temperaturen på olieafgang på

kedlen. Det var den fejl kedlen var faldet ud på i forsøg 1. Jeg får resat

fejlen, men lokaliserer ikke årsagen, en mulighed kan være brændsel,

som har lagt i kedlen efter sidste forsøg der har brændt videre. Kedlen

opvarmer nu olien til ca. 110 °C -120 °C, den sidste del af opvarmning

med gas går langsom, da der ikke er nok effekt i de gasflasker som

bliver brugt. For at varme op over 130 °C, som ønskes inden sprit/gas

drift, gøres ved manuel åbning og lukning af sprittilførslen. Da olien er

varm nok, startes sprit pumpen og kedelstyring startes i adjustment

mode. Der startes på lavt sprit flow, men spritpumpen er ikke til at

regulere, og der kommer en del væske ud af kedlens bundhane. Vi

stopper styringen og skifter sprittank, for at få en bedre brændværdi,

pumpens drøvleventiler åbnes helt og reguleres langsom ned.

Spritpumpens regulering er meget aggressiv, så drøvling udføres

langsomt, uden modstand til pumpen virker styringen ikke ved så lavt

flow. Vi prøver med sprit flow på 375 kg/h, kedlens temperatur bliver

meget høj, og for at kunne følge med på ilt % ender det med at blæser

og spjæld på brænder, kører 100 %. Hedtolien er nu oppe på ca. 250 °C

og tørreanlægget begynder at ryge voldsomt. Påfyldning af slam

startes for at sænke oliens temperatur, samt mindske risikoen for

antændelse af gamle rester i tørremaskinen. Røgudviklingen bliver

ved, mistanke om at kedlen blæser røggas over i tørremaskinen opstår.

Damp fra tørremaskinen og røggas fra kedlen samles i samme kanal,

som ender i ovn 1. Undertrykket i ovn 1 og ejektor skulle gøre det

muligt lave undertryk i tørremaskinen. Vi prøver at nedregulere

pumpen, og ender med at få kedlen til at have stabil drift ved sprit flow

175 kg/h, med det halve luft flow fra brænderen. Nu er næsten alt

røgen væk, det vurderes at det sidste som er tilbage er tørremaskinens

dele, da det har stået stille i længere tid. Kedlens drift er stabil, selvom

at der kun er forbrænding i højre side af kedlen.

For første gang efter anlægget er blevet etableret hos Weber, kommer

Figur 24 Overskydende væske fra kedel under opstart. Kilde: Eget arkiv

Figur 23 Høje temperaturer underopstart. Kilde: Eget arkiv

Figur 22 Temperatur fordeling ved stabil drift. Kilde: Eget arkiv

Page 31: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

30

der et færdigt produkt ud i form af tørret slam.

Konklusion

Opvarmning af kedel og hedtolie kan være en svær proces.

Udarbejdning af tjekliste til opstart kan hjælpe rigtig meget, på

den måde kan medarbejdere hos Weber kan sættes ind i

processen. Under dette forsøg fik operatøren i CK flammefejl på

gasflammen i ovn 1, det skyldes den svære opstart med

slamanlægget. Det medførte store udsving i røggassen, som

operatøren havde svært ved at kompensere for.

Selvom at panelerne er blevet modificeret, er fordelingen af

varmen stadig meget svær at styre. Spritten har det med at

brænde meget i enten højre eller venstre side. Men fordelingen

forrest og bagerst i kedlen er endnu sværere at styre.

Mistanke om røggas fra kedlen overføres til tørremaskinen og tør

slam buffer, begrænser mængden af sprit der kan afbrændes i

kedlen. For at kunne lokalisere fejlen skal røggaskanel efterses,

for at lokalisere evt. fejlkonstruktion. Tørremaskinens samlinger bør efterses, der kan være eventuelle

utætheder. Tørremaskinen er 10 år gammel, pakninger vil blive møre og med tiden vil utætheder kunne

opstå. De store temperaturforskelle ved opvarmning og nedkøling, gør at materialerne vil arbejde.

Tørremaskinens udtag ved nederste kassette, hæves 3 cm ekstra over jorden, når materialerne udvider sig

under opvarmning. Utætheder kan medføre brandrisiko, hvis der er undertryk i tørremaskinen vil der

kunne trænge luft ind i kassetterne. Hvis slammet i kassetterne er meget tørt og varmt, kan en tilførsel af ilt

skabe risiko for antændelse.

Forsøg 3 d 27-11-2013 Opstart anlæg, ejektor test og data logning.

For at få et indblik i opvarmningsperioden har jeg i dette forsøg logget data. For at logge alle dataene

møder jeg ind kl 06.00 og starter selv anlægget. Under forsøget logges der data fra olie temperaturer,

røggas temperatur, trykfald over pumpe, tryk differensmåler. Normalt er der forvarmning på olien fra

slamlansen i ovn 5, men da der har været brud på slamlansen, er denne del lukket ned under forsøget. Det

medfører at olien skal opvarmes med gas fra ca. 7 °C, hvor lansen normalt har forvarmet til ca. 56 °C. Den

kolde olie medførte en meget lav trykdifferensmåling, det skyldes at den kinematiske viskositet er meget

høj ved lave temperaturer, det kan ses på bilag 6. For at kunne starte kedlen ved lave temperaturer, blev

jeg nød til at justere på trykdifferensmåleren, ellers var det ikke muligt at lukke to ventiler på

tørremaskinen samtidigt med kold olie. Dog skulle jeg stadig sikre at brænderstyringen lukker ned, hvis olie

flowet skulle forsvinde helt. Efter 2½ time er olien varmet op til 88 °C hvor jeg lukker to ventiler mere på

tørremaskinen hvor differensmåleren falder fra 0,075 til 0,05, (forsøg start 0,03). Efter mistanke om

Figur 25 Røg fra tørremaskine. Kilde: Eget arkiv.

Page 32: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

31

fejlmåling på de 3 PT-100 følere i hedtolien, tjekker jeg temperaturen på olie rørføringen hvor følerne

sidder med Heat Tracer IR 16L3. De 3 følere stemmer ikke overens da ΔT,olie tørremaskine er større end

ΔT,olie kedel, vil der blive afsat mere effekt i tørremaskinen end den kedlen leverer. Samtidigt stiger olie

temperaturen stadig, de 3 temperatur følere skal efterses for at lokalisere eventuelle fejlkilder.

Temperaturfølerne kan ses på Figur 26, føler navne: W10T1, W10T2, K45W01T1. Efter 4½ time har olien

nået 135 °C, herefter stiger temperaturen meget langsomt. Da brænderen nu er ved at ha nået sit max af

overført effekt, stoppes data logningen.

For at varme kedlen yderlige op tilsættes sprit

manuelt. Efter sidste forsøg, er der i SROen

programmeret en regulering, som automatisk vil

regulere efter spritpumpens flow og en ilt % på 6 % i

røggasen. Der er store problemer med at få

spritpumpen til at levere et stabilt flow, samtidigt

med en jævn forbrænding i kedlen. Den dårlige

forbrænding resulterer i at operatøren i CK, får svært

ved at styre produktionen af klinker. Røggaskanalen er

ført lige ind foran det kamera hvor operatøren

observerer produktionen i ovn 1, det kan ses Figur 27.

Her er leren smeltet sammen til store boller, som kan

ses i bunden af billedet som glødende kugler, det sker

når temperaturen i ovnen bliver for høj.

Røggaskanalen fra slamanlægget kan ses øverst til

Figur 26 SRO Kedel oversigt. Kilde: eget arkiv

Figur 27 Kamera og røggaskanal ovn 1. Kilde: Eget arkiv

Page 33: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

32

venstre i inspektionslemmen, kameraet sidder lige over lemmen hvor udsynet kan blive generet af røggas.

Røggaskanalen skal vinkles opad eller direkte ind i ovnen, dermed mindskes risikoen for at den

uforbrændte røggas mørklægger skærmen hos operatøren i CK.

Jeg får tjekket problemet med ejektor virkningen i røggaskanalen, røret fra røggaskanalen til tør slambuffer

er skilt ad, men der er ingen røggas flow denne vej. Røggas flowet fra kedlen er ikke så højt, samtidig er

tørremaskinen ikke i drift på det givne tidspunkt. For at kunne tjekke det ordentligt skal anlægget være i en

normal drift hvor der både er damp fra slammet i tørremaskinen og større afbrænding i kedlen.

Konklusion

På grund af fejlkilder på data logningen så ser jeg ikke resultatet som helt valid, men det har alligevel givet

et godt billede af opvarmningsforløbet. Det er vigtigt at være kritisk i forhold til valide målinger, der kan

være mange usikkerheder som kan påvirke resultatet. Hver komponent har en usikkerhed på +/- % og

samtidigt har der været usikkerhed på fysisk aflæsning af målere. Det kan også være svært at få logget

dataene på præcis samme tidspunkt, det kan resultere i at diagramkurver ikke følger det rigtige forløb. Der

er ved at blive etableret overvågning af slamanlæggets manometre, på den måde vil de kunne blive aflæst

direkte fra SRO systemet. For at få bedre resultater kan SRO styringen programmeres til at logge data, det

vil give mulighed for at aflæse øjebliksbilleder af processen i stedet for at aflæse.

Page 34: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

33

Konklusion

Der er ingen tvivl om, at sprit kan bruges som alternativt brændsel, hvilket er bevist i et tidligere forsøg

med afbrænding i en mindre tønde. Men det har ikke været uden problemer, at overføre metoden til større

skala, hvor spritten skal afbrændes via paneler i kedlen.

Hele teorien med at tørre slam med energien fra spritafbrænding, i stedet for naturgas, har været mere

problematisk end påregnet. Panelerne til spritafbrænding er blevet modificeret flere gange igennem

forløbet, og det er endt op med en slags kasse, som er etableret mellem de to midterste paneler. Kassen

skal hjælpe med at bremse luft flowet fra brænderen, da den er meget koncentreret mellem de 2 midterste

paneler. Yderligere er der etableret huller i de to midterste paneler ved kassen, og det har hjulpet rigtig

meget på luftfordelingen i kedlen, men kan dog stadig forbedres.

Før sprit kan afbrændes i kedlen, er det vigtigt at hedtolien er varmet op til over 130 °C, så man undgår, at

der kondenseres svovlsyre, som ødelægger kedelrørene. Kedlen opvarmes med flaskegas, og det giver et

rigtig langt opvarmningsforløb med begrænset temperatur på hedtolien. Det har vist sig at temperaturen

på olien godt må øges til 180 °C før spritten tilføres kedlen. Det hjælper med en bedre fordampning, af det

vand som er i spritten, så forbrændingen forbedres. Den øgede temperatur er ikke muligt at opnå med

flaskegas alene. Temperaturen øges i øjeblikket ved at tilsætte sprit manuelt ved ventilaktivering, imens

gasflammen stadig er aktiv. En bypass af tørremaskinen når flaskegas benyttes, kan være en mulighed for

reducering af opvarmningstiden og øget temperatur på hedtolien.

Sprit pumpen har svært ved at levere et jævn og stabilt flow. Det giver store udfordringer med at få

indreguleret ilt % når flowet er svingende. Det har både resulteret i høje temperaturer i kedlen og udfald i

brænderstyringen.

Under spritdrift er der problemer med fordelingen af spritten mellem de 4 paneler, hvor der kun er

mulighed for at drøvle panelerne i to sæt med to ventiler. Men spritten fordeler sig ikke ligeligt, og derfor

er forbrændingen ikke fordelt ligeligt i kedlen. En dårlig fordeling af varmen, kan resultere i at kedlen falder

ud, og det skyldes, at temperaturen kan komme under grænseværdien på en af de 3 temperaturfølere i

kedlen. Kedel udfald resulterer i at kedlen kan komme i ilt underskud, da brænderen lukker af for

lufttilførslen. Ilt underskuddet kan blive til gene for operatøren i CK, da det skaber dårlig forbrænding af

spritten som ligger tilbage i kedlen. Den uforbrændte røggas ender i ovn 1, hvor operatøren ikke længere

kan følge med i produktionen af klinker, på grund af røgudvikling. Ilt underskud kan også være til fare, da

det kan resultere i blow back fra kedlen igennem brænderen. For at kunne styre fordelingen af

forbrændingen bedre i kedlen, vil en mulighed for drøvling af panelerne uafhængigt af hinanden kunne

afhjælpe.

Slammet føres ind i tørremaskinen når olien er mellem 220 °C – 280 °C, og det vand som fordampes i

tørremaskinen ledes videre til røggaskanalen, hvorefter det ender i ovn 1. Ved stort sprit flow i kedlen

skabes der større mængder damp og røg, hvor det store volumen kan risikere at ende i tørremaskinen/tør

slambuffer. For at mindske den risiko, kan det være nødvendigt at etablere en ekstra ejektor virkning på de

to rørtilslutninger på røggaskanalen. Problemet skaber en begrænsning i de mængder sprit, som kan blive

afsat i kedlen og dermed også produktionen af tørt slam.

Page 35: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

34

Når slamtørringsanlægget kommer op at køre stabilt, vil den varme som bliver leveret til ovn 1 fra

røggaskanalen, have en tørrende effekt på leren igennem ovnprocessen. På den måde skal operatøren i CK

fyre med mindre gas og kul for at opretholde produktionen af klinker.

Perspektivering

Grunden til at man har valgt at benytte paneler i kedlen, skyldes at der kan være urenheder og salte i

spritten. Hvis der var brugt dyser til indsprøjtning, ville man risikere tilstopning med tiden. Partikler i

spritten stammer både fra medicinal industrien, samt de restprodukter der kan være tilbage i de tankvogne

som leverer produktet. I produktionen af klinker anvendes der en slags hjemmelavet dyse, til at tilføre

spritten til ovnens gasflamme. Forstøvningen er ikke særlig god, da det er et rør, som spuler spritten på en

skrå plade, hvorpå det fordeles ud i primærflammen. Det er en mulighed at undersøge om en rotations

brænder, kan være en fordel i nogle situationer. Da rotations brændere også bliver anvendt på skibe til

lænse afbrænding, kunne denne metode evt. benyttes til afbrænding af sprit med et partikel indhold. Hvis

det kan lade sig gøre, vil rotationsbrænderen kunne forstøve spritten meget bedre og muligvis skabe en

bedre forbrænding. En test af systemet vil ikke være omkostningsfuldt, da man kan anbringe

rotationsbrænderen hvor de nuværende diesel brændere benyttes til opvarmning af ovnene. En anden ide,

kunne være at undersøge om selve virkemåden med rotaionskoppen i brænderen, kan etableres på enden

af naturgasrøret. Primær luften som bruges i rotationsbrændere vil allerede være til stede på

naturgasrøret, i form af indblæsningen fra kulmøllen. Det kunne måske reducere kul og gasforbruget, når

forstøvningen af sprit sker i dette område. Rotationsbrænderen kan også være et alternativ til den

forbrænding, som kedlens paneler udfører.

Det tørrede slam som tørremaskinen producerer, leveres videre til kulmøllen af en PAM blæser. Denne del

af anlægget er ikke testet endnu, men der er observeret et stort sug fra kulmøllen. Da

slamtørringsanlægget ikke er i drift endnu, er blæserøret blændet af, for at undgå falsk luft i kulmøllen. Der

er så stort sug fra kulmøllen, at den muligvis selv kan suge det tørrede slam fra slusen på tør slambuffer.

Luften til blæserøret kommer fra PAM blæseren, som indsuger udendørs luft. Kulmøllen kan godt tåle kold

luft i kortere tid, men ved længere tids nedkøling er det ikke være optimalt. Derfor vil en mulighed, som at

udnytte det i forvejen opvarmede luft fra tørremaskinens omgivelser, til at fungere som et større

varmelegeme under drift. Hvis luften cirkuleres denne vej, vil det have en kølende effekt på tørremaskinen.

Og hvis det resulterer i merafbrænding i kedlen, for at opretholde hedtolie temperaturen vil det være

positivt. Jo mere der bliver afbrændt i kedlen og fordampet i tørremaskinen, des mere varme vil der blive

afgivet til ovn 1, som vil hjælpe tørringsprocessen af leren. Udnyttelsen af spildvarmen fra tørremaskinen,

vil få den samlede virkningsgrad til at stige. Da tørremaskinen tørrer slam, kan der opstå lugt gener. De kan

muligvis reduceres, hvis luften genanvendes fra tørremaskinens omgivelser. Hvis luften cirkulerer forbi

tørremaskinen, vil det være nødvendigt at isolere blæserøret, for at undgå kondensdannelser. Hvis suget

fra kulmøllen ikke er stort nok til at kunne transportere det tørrede slam, kan PAM blæseren benyttes. Det

skal undersøges hvilke temperatur den kan arbejde med, for ikke at beskadige systemet.

I tidligere anlægsbeskrivelse omkring hedtolie, beskrives det hvordan de to cirkulationspumpe veksler olie i

et rørstykke på 1m. Det er vist øverst til højre på PID diagrammet på bilag 3. Under arbejdet med

Page 36: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

35

slamanlæggets hedtolie, er der ikke fokuseret på olien til køling af slamlansen. Men det er ret interessant at

undersøge dette system, da det ikke er atypisk. Den pumpe teori vi er blevet undervist i som maskinmester,

har kun omhandlet enkelt, serie og parallel koblede pumper. Her i systemet ser det ud til at pumperne er

en blanding af både serie og parallel koblede pumper samtidigt. Den måde rørstrækkene er sammenkoblet

på, suger og leverer 15 m/3 pumpen olie inden for en meter rør på slamanlæggets rørstræk. Slamanlæggets

cirkulationspumpe er på 65 m3/h og slamlansens er på 15 m3/h, det vil give et ret stor forskel i flow i det 1

m rørstykke hvor der veksles. Ved observation af slamanlæggets manometre under drift, er der stor

urolighed i trykket, som ikke vil stabilisere sig. Samtidigt er der også uroligheder i rørstrækket efter 65 m3/h

pumpen, kan de to pumper have indvirkning på hinanden, når de er koblet på denne måde kendes ikke. Det

kan undersøges ved at måle el effekterne på begge pumper, i forskellige situationer. Først begge pumper

alene med forskellige hastigheder og notere effekterne, det gentages med pumperne samtidigt. Det vil

kunne give en indikation af hvad der sker i det lille rørstræk, hvor de to rørstræk veksler hedtolie. For at

kunne justere de jo pumper i forhold til hinanden, kunne en drøvle ventil i vekslings rørstykket være en

mulighed.

Page 37: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

36

Kilder

http://s02.static-shell.com/content/dam/shell/static/ind/downloads/lubes-b2b/other-shell-

lubricants/heat-transfer-oil.pdf Tilgået d 30-11-2013

http://multimedia.3m.com/mws/mediawebserver?mwsId=66666UuZjcFSLXTtMXTy4xM_EVuQEcuZgVs6EVs

6E666666-- Tilgået d 30-11-2013

http://www.pam.dk/pam-kapselblaesere/ Tilgået d 10-12-2013

http://www.g-s.dk/ Tilgået d 7-11-2013

http://www.dccenergi.dk Tilgået d 11-10-2013

Eriksen, A.B., Gundtoft, S. og Lauritsen, A. B., 2007. Termodynamik 2. udgave. København V: Nyt Teknisk Forlag

Bachelor rapport: Spildevand som alternativt brændsel, Klaus Veile

Bachelor rapport: NOx – reduktion – med spildevandsslam, Søren Astrup

Page 38: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

37

Bilag 1 PID diagram k40 Fødeanlæg og slam

Kilde: SSAB

Page 39: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

38

Bilag 2 PID diagram K45 Tørreanlæg

Kilde: SSAB

Page 40: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

39

Bilag 3 PID Diagram K50 Hedtolie

Kilde: SSAB

Page 41: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

40

Bilag 4 Sprit paneler

Page 42: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

41

Bilag 5 Installation sprittilførsel tilbud.

Page 43: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

42

Bilag 6 Hedtolie

Page 44: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

43

Bilag 6 Hedtolie

Page 45: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

44

Bilag 7 Heat Tracer IR 16L3

Page 46: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

45

Bilag 9 Datalogning d 27-11-2013

Star

tSl

ut

kl06

.40

07.0

007

.20

07.4

008

.00

08.2

008

.40

09.0

009

.20

09.4

010

.00

10.2

010

.40

11.0

011

.20

Tid

min

020

4060

8010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

0

Tem

p in

d T

ørr

em

ask

w10

t111

3046

5564

7382

8897

105

112

119

125

130

134

Tem

p u

d T

ørr

em

ask

k45w

01t1

818

3241

4957

6470

7885

9196

101

105

110

ΔT

Tørr

em

ask

312

1414

1516

1818

1920

2123

2425

24

Tem

p in

d K

ed

el w

10t2

1127

4353

6271

8086

9610

411

111

812

312

813

3

Tem

p u

d K

ed

el w

10t1

1130

4655

6473

8288

9710

511

211

912

513

013

4

ΔT

Ke

de

l0

33

22

22

21

11

12

21

Oli

e t

em

p w

10t1

1130

4655

6473

8288

9710

511

211

912

513

013

4

ggas

tem

p k

50w

10t3

1535

4959

6776

8389

9710

411

111

712

212

713

1

Tilf

ørt

P,o

lie

Ke

de

l0

8385

5859

6063

6030

3131

3162

6331

Afg

ive

t P

,oli

e T

ørr

em

aski

ne

8033

339

740

544

448

256

654

257

962

264

770

874

678

575

3

Ge

nn

em

snit

Til

ført

P,o

lie

Ke

de

l49

,9K

W

Tryk

r p

um

pe

-0,5

0-0

,45

-0,4

0-0

,40

-0,3

7-0

,35

-0,3

5

Tryk

eft

er

pu

mp

e1,

101,

301,

301,

301,

301,

301,

35

Δp

1,60

1,75

1,70

1,70

1,67

1,65

1,70

Lukk

ed

e v

en

tile

r Tø

rre

mas

kin

e2

mid

t2

mid

t2

mid

t2

mid

t2

mid

t2

mid

t2

mid

t4s

tk4s

tk4s

tk4s

tk4s

tk4s

tk4s

tk4s

tk

Dif

fere

nst

rykm

åle

r0,

030

0,04

60,

065

0,07

50,

050

0,05

00,

050

c K

J/K

G*K

1,84

51,

918

1,95

42,

014

2,01

42,

074

2,12

32,

123

2,17

32,

218

2,21

82,

218

2,26

42,

309

2,30

9

ṁ K

g/s

14,5

14,5

14,5

14,4

14,7

14,5

14,8

14,2

14,0

14,0

13,9

13,9

13,7

13,6

13,6

RH

O K

g/m

386

9,5

856,

585

0,0

830,

584

0,3

820,

882

0,8

820,

881

1,0

811,

080

2,8

802,

879

4,5

786,

378

6,3

Q m

3/h

60,0

60,8

61,5

62,3

63,0

63,8

65,0

62,3

62,3

62,3

62,3

62,3

62,3

62,3

62,3

Ud

en

rst

Tem

pe

ratu

r7,

0

Dat

a fr

a o

pst

arts

fo

rsø

g d

27-

11-2

013

Page 47: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

46

Bilag 10 Nødvendig Hedtolie SGW

Påf

yld

nin

g af

oli

e

DN

100

24m

rør

a in

dv

dia

107,

1m

mA

real

0,00

9m

2V

olu

me

n0,

216

m3

DN

80

60m

rør

a in

dv

dia

82,5

mm

Are

al0,

005

m2

Vo

lum

en

0,32

1m

3

DN

50

6m

rør

a in

dv

dia

54,5

mm

Are

al0,

0023

m2

Vo

lum

en

0,01

4m

3

Lan

se

30m

rør

a in

dv

dia

16m

m6*

Are

al0,

0015

m2

Vo

lum

en

0,04

6m

3

rve

ksle

r

24m

rør

a in

dv

dia

75m

mA

real

0,00

446

m2

Vo

lum

en

0,10

7m

3

De

t sa

mle

de

an

læg

ud

gør

ifø

lge

Ro

som

aR

ørf

øri

ng

Vo

lum

en

0,7

m3

3000

lite

r +

200

lite

r i r

ese

rve

Oli

eta

nk

2000

lite

rV

olu

me

n1

m3

(plu

s 1

m3

kvæ

lsto

f)

hvo

raf

1200

lite

r e

r ti

l tø

rre

mas

kin

en

.K

ed

el

Vo

lum

en

1m

3

De

r m

å d

erf

or

kun

ska

l ad

de

res

me

d r

ørf

øri

nge

n.

Slam

tørr

eV

olu

me

n1,

2m

3

3,9

m3

3904

lite

r

Page 48: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

47

Bilag 11 Putzmeister P 715 SE

Page 49: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

48

Page 50: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

49

Bilag 12 PAM Blæser

Page 51: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

50

Bilag 13 Allweiler In-line cirkulationspumpe

Page 52: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

51

Page 53: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

52

Bilag 14 Rosoma RSD 1000

Page 54: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

53

Bilag 15 Sprit analyse

Page 55: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

54

Bilag 16 Slam analyse

Page 56: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

55

Page 57: Slamtørring med sprit - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2689/...Boiler modification has caused problems and the time schedule has been

56

Bilag 17 Kedel