Forebyggelse af korrosion fra biomasse og affald

Senest opdateret d. 13/4-2012
FORCE Technology
Resultatkontrakt 2013-2015 under temaerne Energi og Materialeteknologi
Jens Roedsted
Direktør for Marked og Innovation

Målsætningen om større indpasning af biomasse på kraftværker i Danmark giver en betydeligt højere risiko for korrosion sammenlignet med kul. Vi vil udvikle teknologier målrettet producenter og ejere af affalds- og biomassefyrede energianlæg med fokus på korrosion og belægningsdannelse. Og vi vil drive etableringen af en national testfacilitet, hvor konkrete brændsler, materialer og design af kedler kan testes under kontrollerede forhold. Aktiviteten tager udgangspunkt i vores aktiviteter inden for både brændsler, materialer og korrosionsmæssige forhold.

FOREBYGGELSE AF KORROSION FRA BIOMASSE OG AFFALD

Institut: FORCE Technology

Kontaktperson: Jens Roedsted

Ny viden og serviceydelser
FORCE Technology vil udvikle ny viden og teknologi målrettet producenter og ejere af affalds- og biomassefyrede energianlæg i relation til de negative konsekvenser af korrosion og belægningsdannelse:

  1. FORCE Technology vil udvikle målemetoder og måleudstyr, der in-situ kan måle den korrosive belastning og lade dette indgå i regulering af anlægget således at korrosion minimeres.
  2. FORCE Technology vil indsamle viden og udvikle simuleringsmodeller, der på designstadiet kan forudsige og forhindre at skader opstår pga. korrosion og belægningsdannelse.

FORCE Technology vil derudover tage initiativ til og drive etableringen af en national testfacilitet hvor konkrete brændsler, materialer og design af kedler kan testes under kontrollerede forhold. Visionen er at skabe et testcenter til udvikling og test af nye innovative produkter gennem samarbejde mellem relevante aktører. En sådan facilitet er ikke til rådighed i dag, og etableringen af faciliteten vil kunne dække denne del af Cleantech-branchens dokumenterede behov for at teste under realistiske forhold på systemniveau (Oxford Research A/S, oktober 2011).
Der forventes udviklet en lang række nye konkrete teknologiske serviceydelser, som alle er relateret til at mindske korrosionsbelastning eller –risiko i biomasse eller affaldsfyrende kedler eksempelvis:

  • Rådgivning omkring udlægning, materialevalg og fastlæggelse af procesparametre i kedeldesign.
  • Bestemmelse af det korrosive potentiale ved brændsler.
  • Måling af konkrete anlægs korrosionsbelastning med korrosionssensor og rådgivning om at forbedre driftsprofilen og mindske korrosionsrisikoen.
  • Materiale- og belægningsanalyser for specifikke driftsforhold og energianlæg.
  • Afdækning af årsag for opstået korrosion og rådgivning om retrofit eller ændring af driftsprofil for nedsættelse af fremadrettet korrosionsrisiko.
  • Kursusaktiviteter i minimering af korrosionsbelastning under drift.

Endvidere forventes følgende produkter udviklet og stillet til rådighed for målgruppen:

  • Korrosionssensor, der in-situ kan måle den øjeblikkelige korrosionsbelastning og bruges i enten automatisk eller manuel regulering af anlægget.
  • Multi-korrosionsprobe, der uden indgreb i anlægget kan anvendes til langtidstest af korrosionshastighed for udvalgte materiale- og brændselstyper.
  • Simulator til træning af operatører således korrosion og belægningsdannelse reduceres.

Centrale aktiviteter
Centrale aktiviteter for udvikling af ovennævnte serviceydelser og teknologier er:

  • Etablering af en national testfacilitet til test  af brændsler og materialer under kontrollerede og realistiske forbrændingshold. Faciliteten skal parallelt med FT’s udviklingsarbejde være tilgængelig for målgruppen på kommercielle vilkår samt i forbindelse med nationale foskningsprogrammer.
  • Udvikling af CRI – Corrosion Rate Index, der er en entydig korrelation (funktionssammenhæng) mellem koncentrationen af korrosive gasser og korrosionsraten, og udgør det matematiske grundlag for korrosionssensoren.
  • Udvikling af luftkølet multi-korrosionsprobe til indbygning i kedelanlæg uden indgreb i trykbærende dele og med multiple materialeprøver, som kan give en kvantitativ tidslig opløsning på korrosionsforløb.
  • Udvikling af simuleringsmodeller (CFD-modeller og operationelle modeller), der kan anvendes i forbindelse med rådgivningsaktiviteter og videnspredning.

Udvikling af serviceydelserne baseres i udstrakt grad på samarbejde med målgruppen gennem yderligere projektansøgninger, herunder projekter der understøtter udvikling af korrosionssensoren (første ansøgning forventes medio 2012) samt skabelse af en national testfacilitet (forventes ansøgt 2012).

Rationale for indsatsen
Planen om større indpasning af biomasse på store kraftværker i Danmark er udfordret af en betydeligt højere risiko for korrosion sammenlignet med kul. I dag er korrosion og belægningsdannelse i stor udstrækning en udfordring som behandles når problemet er opstået. Indsatsen vil i højere grad gøre det muligt at forebygge og minimerer problemerne gennem optimeret anlægsdesign, bedre brændsels- og materialevalg samt forbedret drift.
Et oplæg til en national handlingsplan for F&U aktiviteter inden for teknologier til termisk omsætning af fast biomasse udarbejdet af  FT i 2011 på vegne af Dansk Industri (DI) og EUDP peger på et stort behov for at gennemføre udviklingsaktiviteter, der forbedrer driftssikkerhed, virkningsgrad og driftsøkonomi for biomassekraftvarmeteknologierne. Handlingsplanen er baseret på interviews med et stort udsnit af branchen.
Handlingsplanen peger desuden på et stort behov for erfaringsudvikling og teknisk problemløsning samt for at kunne forberede, teste og demonstrere brugen af specielle biobrændsler. Dette skal ses i sammenhæng med at der frem mod 2020 forventes en fordobling af markedet for teknologi til forbrænding af biomasse i Europa.
Målgruppen er såvel kedelproducenter, som ejere af varme og/eller elproducerende anlæg, hvor biomasse og affald omsættes til energi. Desuden samarbejdes med producenter og leverandører af materialer (f.eks. stål- og udmuringsmaterialer), ducting, skorstene og kedeldele samt producenter og udviklere af røggasrensning og -monitorering samt udstyr til overvågning, styring og regulering af energianlæg.
Aktiviteten tager udgangspunkt i FT’s brede både kommercielle og udviklingsmæssige aktiviteter inden for brændsler, materialer og korrosionsmæssige forhold.
Inden for rammer af nuværende Resultatkontraktperiode har FT påbegyndt et udviklingsarbejde, der sigter imod at skabe en entydig sammenhæng mellem brændsler, materialer, kedeldesign, driftsforhold og risiko for uønsket korrosion eller belægningsdannelse. Arbejdet har bl.a. resulteret i udvikling  af en enkelt-rørs luftkølet korrosionsprobe der forventes afprøvet medio 2012. Dette arbejde samt udviklingen af kvalitative CFD-baserede simuleringsmodeller har vist et meget stort potentiale i at fortsætte arbejdet mod mere eksakte og kvantitative sammenhænge på dette område.

Mulige samarbejdspartnere
Anlægsleverandører af biomasse og affaldsforbrændingsanlæg: BW Vølund, Aalborg Energiteknik, Ålborg industries, B&W, Danstoker. SMV’er: Hollesen, Dall Energi, Weiss, Reka, Justesen, Euro Therm, Lin-ka.
Universiteter og vidensinstitutioner:  DTU , TU Gratz, European Federation of Corrosion. Anlægsejere: Affald+, Fynsværket, Verdo.

11 kommentarer

Herunder er indlæg og kommentarer fra interessenter på aktiviteter og aktivitetsforslag.

Jens Dall Bentzen
Fredag d. 4/5-12 kl. 14:19

Projektet virker meget lovende og relevant for branchen

Med venlig hilsen

Jens Dall Bentzen, Direktør i Dall Energy

Jan Andersen
Mandag d. 7/5-12 kl. 13:22

Som driftsherre på et biobrændselsanlæg synes jeg projektet lyder spændende, og håber vi kan deltage i opbygningen og udviklingen af mulighederne for at arbejde med dise emner.

Med venlig Hilsen

Jan Andersen, Direktør Halsnæs Forsyning

Jens Ole Hougaard
Torsdag d. 10/5-12 kl. 15:23

Som driftsleder på et biofyret kraftværk synes jeg dette emne er meget vigtigt at arbejde med. Det er store værdier som er på spil.
Samtidig er der et behov for at vi hele tiden er rustet til at fyre med så mange biobrændsler som muligt ,det er en nødvendighed for at opfylde krav til fremtiden.

Med Venlig Hilsen

Jens Ole Hougaard
Driftsleder
Verdo Produktion A/S

Keg
Mandag d. 14/5-12 kl. 10:45

Danmark skal være uafhængig af fossile brændsler til varme og el produktion i 2035. Dette vil betyde, at biomasse vil få en hovedrolle i fremtidens produktion af varme og el. Projektet er i den sammenhæng af overordenlig stor betydning og kan medvirke til en mere effektiv grøn el- og varmeproduktion.

Med venlig hilsen

Kristine van het Erve Grunnet
Sekretariatsleder
DI Bioenergi

Nicholas Kristensen
Onsdag d. 16/5-12 kl. 13:36

Som leverandør af store damp-producerende kedelanlæg baseret på biomasse har BWE en interesse i dette projekt.

En stor udfordring for sektoren er forsyningssikkerhed for brændslet og dermed brændselsfleksibilitet.

Muligheden for at teste nye brændsler på et test-anlæg er attraktiv.

Med venlig hilsen

Nicholas Kristensen
Manager, Proposals
BWE A/S

tno.volund
Tirsdag d. 29/5-12 kl. 23:07

Projektet er meget relevant for branchen, og som leverandør af små og mellemstore kraft-varmeværker baseret på affald og biomasse har BWV en interesse i projektet.
Muligheden for at teste korrosionsforholdene for brændsler er spcielt interessant.

Mvh.

Thomas Norman
Department Mangager
R&D + Technology Design
BWV

Anders Skov Madsen
Onsdag d. 30/5-12 kl. 12:32

Det er et meget relevant projekt for branchen. Mange dyrekøbte erfaringer ville være undgået såfremt det havde været etableret tidligere.

mvh
Anders Skov Madsen, Teknisk chef
Novopan Træindustri A-S

Trine Lomholt
Fredag d. 8/6-12 kl. 11:49

Det er et interessant projekt, som vil være af stor betydning for energibranchen i Danmark.

Trine Lomholt
DTU Mekanik

danfynbo
Torsdag d. 7/6-12 kl. 14:44

Dette projekt er hvad vi har ventet på i branchen, da vi som leverandør af kedler til biomasse anlæg world wide, har dette fænomen tæt inde på livet hver dag, ser vi store fremtidige perspektiver i at få samlet branchens kompetancer i et og samme projekt.
Et sådant projekt vil i fremtiden medvirke til en bedre udnyttelse af de energimæssige ressourcer, samt sikre en mere optimal drift af de etablerede anlæg.

Department Manager

Danstoker Service A/S

Bjarne Fynbo

peter arendt jensen
Torsdag d. 7/6-12 kl. 16:43

Projektet vil være en hensigtsmæssig støtte til den videre anvendelse af biomasse på kedelanlæg. Samarbejde med andre faglige corrosions miljøer i DK bør etableres ved projekt start.
Lektor
Peter Arendt Jensen
Kemiteknik, DTU

John Jessen
Mandag d. 11/6-12 kl. 08:53

Meget relevant projekt

John Jessen
Assens Fjernvarme