Biopolttoaineiden on-line -laadunmittauksen hyödyt energiantuotannossa

Biopolttoaineet ovat tärkeä energianlähde suomalaisessa energiantuotannossa. Biopoltto- aineille on kuitenkin ominaista laadun vaihtelevuus. Yksi tärkeimmistä laatutekijöistä on kosteus, joka vaikuttaa myös polttoaineen energiasisältöön. Laatutekijät puolestaan vai- kuttavat polttoainekäsittelyyn, polttoprosessiin ja koko laitoksen hyötysuhteeseen. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia voisiko biopolttoaineiden online-laadunmittaus tuoda lisäarvoa energiantuotantolaitokselle. Esimerkkinä käytettiin yhtä online-laadunmittaus- sovellusta, InrayFuel-röntgenmittausjärjestelmää. Sillä voidaan seurata biopolttoaineiden kosteutta ja polttoaineen sisältämiä vierasaineita. Työssä on laadittu kustannusanalyysi, jolla pyritään selvittämään, onko nykyisen kertaluontoisen mittausmenetelmän korvaami- nen jatkuvatoimisella kannattavaa. Esimerkkilaitoksena on Etelä-Savon Energian Pur- sialan voimalaitos, jossa röntgenmittausjärjestelmään on testattu. Saatujen tulosten mukaan investoiminen esimerkkimittausjärjestelmään maksaisi itsensä takaisin alle vuodessa. Kun laitoksella pystytään seuraamaan polttoaineen laatua jatkuva- toimisesti, laadunhallinta paranee ja sitä kautta voidaan saavuttaa kustannussäästöjä. Polt- toaineesta johtuvat häiriötilanteet vähenevät, polttoaine on mahdollista optimoida edulli- semmaksi polton kannalta ja poltto-olosuhteita voidaan säätää paremmin, jolloin päästöt vähenevät ja hyötysuhde kasvaa. Työssä käytetty laskenta analysoi kuitenkin hyvin ylei- sellä tasolla, sillä käytössä ei ollut laitoksen omaa taselaskentajärjestelmää. Laskenta siis sisältää paljon oletuksia. Tämän ja rohkaisevien tulosten vuoksi tutkimusta jatkuvatoimi- sen laadunmittauksen hyödyistä kannattaa tehdä enemmän.

Bio-fuels are an important energy source in Finnish energy production. However, quality variations are a significant problem in bio based fuels. One of the most important quality factor is humidity which also affects to the energy content of the fuel. Quality factors affect fuel handling, the burning process and the efficiency of the power plant. The aim of this thesis is to research whether the bio-fuels on-line quality metering could bring added value to a power plant. InrayFuel X-ray metering system was used as an ex- ample of one of the online quality management technologies. The system can be used to follow the humidity and the foreign matter in the bio-fuels. The thesis also includes a cost analysis which should tell whether or not it is cost effective to replace one time metering system with a continuous metering system. Etelä-Savon Energia’s Pursiala power plant is used as the test plant of the InrayFuel’s X-ray metering system. According to the results of the thesis on-line metering device could pay itself back in less than a year. When a power plant is able to follow its fuel quality in real time with the continuous metering, quality management improves and by that cost savings can be achieved. Failures related to fuel will decrease, fuel is possible to optimize for burning and burning conditions is possible to adjust. That will lead to decrease in emissions and growing efficiency of the plant. However, a calculation of the thesis describes situations at a general level and calculations include many assumptions.