Turvevoimalaitoksen päästöt ja poltto-ja käsittelytekniikan kehittäminen

Markku Miettinen, Kari Paakkinen, Risto Impola, Veli-Pekka Heiskanen, Raili Vesterinen, Juha Huotari

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää polttoturpeen käsittely- ja polttotekniikkaa entistä taloudellisemmaksi sekä hankkia tarkempaa tietoa turpeen ja kivihiilen käytön päästöistä ja niihin vaikuttavista tekijöistä. Polttokokeita tehtiin Rauhalahden 265 MW turve- ja hiilivoimalaitoksella sekä Sköldvikin koepolttolaitoksella, jolla määritettiin perusriippuvuudet kosteuden, hiukkaskoon, loppuunpalamisen ja lämmönsiirron välillä. Tuloksia vertailtiin voimalaitoskokeiden tuloksiin. Koekattilassa (5 MW) suurilla virtausnopeuksilla turvehiukkasten viipymäaika ei riipu hiukkaskoosta. Keskimääräisen hiukkaskoon pienentäminen parantaa loppuunpalamista enemmän kuin hiukkasen kosteuden vähentäminen kosteusalueella 8-21 %. Hiukkasen kuivuminen ei hidasta palamista olennaisesti, mutta höyrystynyt vesihöyry vaikuttaa epäsuorasti palamisaikaan alentamalla tulipesän lämpötilaa, muuttamalla kaasun tilavuusvirtaa ja säteilyominaisuuksia. Rasitusarvon suurentaminen huononsi loppuiänpalamista. Hinkkaskoon pienentäminen vertailuarvosta 60 %:iin paransi koekattilan tulipesän hyötysuhdetta 10 %, eli samalla polttoainevirralla saatiin yli 20 % enemmän tehoa. Polttoaineen kosteuden muutokset alueella 8-21 % eivät juuri muuttaneet tulipesän hyötysuhdetta. Voimalaitoskokeissa loppuunpalaminen oli hyvä. Syynä on mm. suhteellisen alhainen tulipesän rasitusarvo ja isojen hiukkasten leijuminen tai putoaminen tulipesän pohjalle. Pieniä osatehoja ei mitattu. Koejaksojen perusteella tukiöljyn käyttö ei näyttänyt lisäävän prosessin hallittavuutta ja palamistehokkuutta. Palamislämpötila nousee ja lämmönsiirto paranee, kun osa kuivauksessa poistetusta vesihöyrystä ohjataan kattilan ohi, mutta kuivaukseen käytetyn savukaasun kierrätys vaikuttaa päinvastaisesti. Välivaraston laaduntasauskokeet osoittivat yhdellä purkausruuvilla varustetun pyöreäpohjaisen varaston laaduntasausominaisuudet huonoiksi. Purkausruuvin kiertoliike oli epätasainen ja pysähtelevä. Käsittelylaitteiden vika- ja häiriöseuranta osoitti, että seulan ja murskaimen sijoittaminen heti vastaanottoaseman jälkeen poistaisi suurimman osan laitehäiriöistä. Vastaanottokapasiteettia voidaan myös parantaa käsittelylaineita kehittämällä. Hiukkaspäästö Rauhalahden voimalaitoksella oli turpeen sekä yhdistetyn turpeen ja kivihiilen poltossa 7-20 mg/MJ. Rikkidioksidipäästö korreloi polttoaineen rikkipitoisuuden kanssa: turpeen poltossa 175-190 mg/MJ ja kivihiilen poltossa 480 mg/MJ. Typen oksidien päästöt NO2:na olivat turpeella 170-250 ja kivihiilellä 315 mg/MJ. Arvot ovat tyypillisiä kirjallisuusarvoja pienemmät (turve 245 ja kivihiili 460 mg/MJ). Turpeen ja kivihiilen yhteispolton NOx-päästö 270 mg/MJ asettui edellisten välille. Polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen päästö oli 0,002-0,035 mg/MJ. Arvo oli tyypillinen voimalaitoskattiloille. Metallipäästöt eivät poikenneet aikaisemmista tutkimustuloksista.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages112
ISBN (Print)951-38-3291-0
Publication statusPublished - 1989
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number636
ISSN0358-5077

Keywords

  • peat
  • power plants
  • combustion
  • fuels
  • materials handling
  • development
  • emissions

Cite this

Miettinen, M., Paakkinen, K., Impola, R., Heiskanen, V-P., Vesterinen, R., & Huotari, J. (1989). Turvevoimalaitoksen päästöt ja poltto-ja käsittelytekniikan kehittäminen. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 636