Polttoaineen laadun ja poltossa käytetyn ilmamäärän vaikutukset palamisen hallintaan uudenlaista pellettipoltinta käytettäessä



Samankaltaiset tiedostot
KLAPI-ILTA PUUVILLASSA

Pellettikoe. Kosteuden vaikutus savukaasuihin Koetestaukset, Energon Jussi Kuusela

Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY

Hakkeen soveltuvuus pellettipolttimelle

EkoPelletti - T&K hanke

Pelletöinti ja pelletin uudet raaka-aineet Valtimo

Järkivihreä energiapäivä Forssa Sami Ronkainen

Harjoittele tulkintoja

Kokemuksia muiden kuin puupellettien poltosta

Vedonrajoitinluukun merkitys savuhormissa

Perusnäkymä yksisuuntaiseen ANOVAaan

Laatuhakkeen polttokokeilu Kuivaniemellä

Biohiilipellettien soveltuvuus pienmittakaavaan

Metsäenergian mahdollisuuudet Hake, pelletti, pilke

Polttopuun tehokas ja ympäristöystävällinen käyttö lämmityksessä. Pääasiallinen lähde: VTT, Alakangas

Kuva 1. öljypolttimella varustetun Jaakko-lavakuivurin lämmityslaite, puheilla ja putki, joka ohjaa savukaasut uunia sytytettäessä säkkilavan ohi.

HAJAUTETUT BIOJALOSTAMOT. Simo Paukkunen PKAMK Biotalouden keskus

Itä-Suomen ympäristölupaviraston toimintaa jatkaa lukien Itä-Suomen aluehallintoviraston ympäristölupavastuualue.

ENERGIATUTKIMUSKESKUS

UUSIUTUVAA ENERGIAA HEVOSENLANNASTA

Jyväskylän Postiosoite/ Puhelin/Tel. Faksi/Fax Internet ammattikorkeakoulu Address JAMK University of Applied Sciences

Puupelletit. Biopolttoainepelletin määritelmä (CEN/TS 14588, termi 4.18)

Kirjoittaja: tutkija Jyrki Kouki, TTS tutkimus

Oljen energiakäyttö voimalaitoksessa

JÄRVIMALMIN JALOSTUS PUUPOLTTOAINEITA KÄYTTÄVISSÄ LÄMPÖLAITOKSISSA Hajautetut biojalostamot: tulosfoorumi Tomi Onttonen Karelia-AMK

Fysikaaliset ja mekaaniset menetelmät kiinteille biopolttoaineille

PÄÄTÖS Nro 37/09/2 Dnro ISY-2009-Y-23 Annettu julkipanon jälkeen ILMOITUKSEN TEKIJÄ. Pankaboard Oy Ruukintie Pankakoski

Terra Preta kasvatuskoe Pilkon pellolla

Lämpötekniikkaa hakkeelle ja puupelletille. Anssi Kokkonen

Poltto- ja kattilatekniikan perusteet

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Puukattilat Puhdasta lämpöä

MEPUN KUIVURIUUNIT TALOUDELLISET JA TEHOKKAAT LÄMMÖNLÄHTEET

Pellettilämmitysjärjestelmän huolto ja kunnossapito

Työpaketti TP2.1. polton ja termisen kaasutuksen demonstraatiot Kimmo Puolamäki, Jyväskylän ammattikorkeakoulu

Rakennuksien lämmitysjärjestelmät Kontiolahti

voidaan hylätä, pienempi vai suurempi kuin 1 %?

KIINTEÄN POLTTOAINEIDEN KATTILOIDEN PÄÄSTÖMITTAUKSIA

Bioenergialaitteita laatutietoisille

VAPO PELLETTI. Vapo-puupelletti edullista lämpöä helposti

BIOHIILISEMINAARI. Biohiilipellettien ja hiilen jauhatus- ja yhteispolttokokeet 0,5MW:n pölypolttolaitteistossa Mikko Anttila Manager, R&D Projects

Energiatutkimuskeskuksen palvelut kiertotalouden näkökulmasta Kiertotalous seminaari Teknologia- ja ympäristöala, Varkaus Jukka Huttunen

Test report. Kuva 1. Vella II-uuni

Kantomurskeen kilpailukyky laatua vai maansiirtoa?

Teema 3: Tilastollisia kuvia ja tunnuslukuja

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Viljan kuivauksen kokemuksia PARI polttoöljyjen lisäaineen kanssa. PARI polttoöljyjen lisäaineen käyttökokemus ohran kuivauksessa

Kestävä energiatalous matkailussa

POLTTOAINEEN LAADUN VAIKUTUS POLTTOAINEEN KULUTUKSEEN RASKAASSA DIESELMOOTTORISSA

ILMOITUKSEN VIREILLETULO, ILMOITUKSEN TEKEMISEN PERUSTE JA TOIMIVALTAINEN VIRANOMAINEN

ORIMATTILAN LÄMPÖ OY. Hevosenlanta -ympäristöuhka vai hukattu mahdollisuus? -seminaari Toimitusjohtaja Reijo Hutri

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Energiapuun kosteuden määrittäminen metsäkuljetuksen yhteydessä

Johtuuko tämä ilmastonmuutoksesta? - kasvihuoneilmiön voimistuminen vaikutus sääolojen vaihteluun

Puusta lämpöä. Energia-ilta Mynämäki Jussi Somerpalo Metsäkeskus Lounais-Suomi Kiinteän bioenergian edistämishanke Varsinais-Suomessa

Y.Muilu. Puukaasutekniikka energiantuotannossa

N:o Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot

Keski-Suomen Energiapäivä Agora. Henrik Karlsson

MITTAUSRAPORTTI 7017A PÄÄSTÖMITTAUKSET KREMATORIO KAJAANIN SEURAKUNTA

Laatuhakkeen tuotannon erityispiirteet

VAPO OY PALTAMON LÄMPÖKESKUKSEN 2,5 MW:n KPA-KATTILAN SAVUKAASUPÄÄSTÖMITTAUKSET

Hake- ja pellettikattilan mitoitus

DirAir Oy:n tuloilmaikkunaventtiilien mittaukset

OHJ-7600 Ihminen ja tekniikka -seminaari, 4 op Käyttäjäkokemuksen kvantitatiivinen analyysi. Luento 3

HEVOSENLANNAN PIENPOLTTOHANKKEEN TULOKSIA. Erikoistutkija Tuula Pellikka

TULIPIIPPU-PELLETTIPOLTTIMEN MITTAUKSET

Maatilan kiinteät biopolttoaineet. Esa Kinnunen Biomas hanke

Bio Comfort Pellettipoltin

BOREALIS POLYMERS OY AROMAATTITUOTANNON PÄÄSTÖMITTAUKSET 2013

Miten käytän tulisijaa oikein - lämmitysohjeita

Tulisijakuvasto

Lämpö omissa käsissä

Hakkeen asfalttikenttäkuivaus & Rangan kuivuminen tienvarressa ja terminaalissa

Minni Kukkonen UUSIEN RAAKA-AINEIDEN HYÖDYNNETTÄVYYS PELLETTI- LÄMMITYSJÄRJESTELMÄN POLTTOAINEENA

OID CO ououo. Kuva 1. Kaksi kaavamaista säkkilavan asennusmahdollisuutta.

PUUHAKE ON KILPAILUKYKYINEN POLTTOAINE PK-YRITYKSILLE TOMI BREMER RAJAMÄELLÄ

Turun kestävät energianhankinnan ratkaisut

Jätteen rinnakkaispolton vuosiraportti

Kiinteän polttoaineen Arimax-kattilat

LÄMMITYSKATTILAT JA SYÖTTÖLAITTEET

Kahden laboratorion mittaustulosten vertailu

Energia-alan keskeisiä termejä. 1. Energiatase (energy balance)

Lannan poltto energiavaihtoehtona broileritilalla

Ilmoitus hevosenlannan koepolttamisesta lämpölaitoksessa. Suur-Savon Sähkö Oy/yhteyshenkilö Harri Karhu PL Mikkeli

Puukaasutekniikka energiantuotannossa

VALTION MAATALOUSKONEIDEN TUTKIMUSLAITOS

VAKOLA Koetusselostus 387 SINUS 6 DUPLEX TWIN-VILJANKUIVURI. Koetuttaja ja valmistaja: 0 y Sav onius & C o A b, Helsinki.

Puun pienpolton p hiukkaspäästöt

Biohiilen tuotanto ja käyttö, edellytykset ja mahdollisuudet Suomessa

Tehokas ja ympäristöystävällinen tulisijalämmitys käytännön ohjeita

Jyväskylä , Hannes Tuohiniitty Suomen Pellettienergiayhdistys ry.

Espoon kaupunki Pöytäkirja 116. Ympäristölautakunta Sivu 1 / 1

Biotalouden uudet arvoverkot

PUULÄMMITTÄJÄN TIETOLAARI KULLAA

7/1977 UIMISKYVYN PARANTAMINEN AUTONIPPUJEN KIRISTYSTÄ PARANTAMALLA. Arno Tuovinen

Kvantitatiivinen genetiikka moniste s. 56

Puupohjaiset lämmitysjärjestelmät omakotitalossa

Viljankäsittelyn tehostaminen tulevaisuuden yksiköissä Jukka Ahokas & Hannu Mikkola Maataloustieteiden laitos Helsingin yliopisto

Puupelleteillä lämpöä monipuolisesti POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU

Ariterm 35+ alapalokattila Ariterm 60+ alapalokattila Ariterm 240 yläpalokattila PUULÄMMITYS

Transkriptio:

Polttoaineen laadun ja poltossa käytetyn ilmamäärän vaikutukset palamisen hallintaan uudenlaista pellettipoltinta käytettäessä Simo Paukkunen Markus Hirvonen Karelia ammattikorkeakoulu Biotalouden keskus maaliskuu 2014

SISÄLLYSLUETTELO Sisällysluettelo 1 Johdanto... 2 2 Aineisto ja menetelmät... 2 3 Tulokset... 6 3.1 Polttoaineen vaikutus lämpötilaan ja savukaasujen päästöihin... 7 3.2 Puupelletti... 10 3.3 Järviruokopelletti... 10 3.4 Järviruoko ja puupelletti... 13 3.5 Kuiva hake... 14 3.5.1 Seulottu kuiva hake... 15 3.5.2 Seulomaton kuiva hake... 16 3.6 Kostea hake... 17 3.6.1 Seulottu kostea hake... 18 3.6.2 Seulomaton kostea hake... 19 4 Johtopäätökset... 19 5 Lähteet... 21 1

1 Johdanto Tämä raportti käsittelee kiinteän polttoaineen polttokokeita, jotka suoritetiin Hajautetut biojalostamot hankkeen toimenpiteenä. Hajautetut biojalostamot hankkeen päärahoittaja oli Euroopan sosiaalirahasto. Lisäksi rahoittajina ovat: Josek Oy, Karelia ammattikorkeakoulu (Karelia) ja Itä-Suomen yliopisto (UEF). Hankkeen koordinaattori oli UEF ja osatoteuttajana toimi Karelia. Tässä raportissa käsitellyt polttokokeet kuuluivat hankkeen osahankkeeseen polttoaineen laatu ja liiketoimintamallit. Pienen kokoluokan (esim. omakotitalot ja pienet maatilat, poltin-kattiloiden teho 20-35 kw) pellettilämmitysjärjestelmien ominaisuus on ollut polttoainesidonnaisuus. Pienen kokoluokan pellettilämmitysjärjestelmien polttoaineeksi on sopinut ainoastaan ja vain puupelletti. Polttoainesidonnaisuus ja markkinoilla olevien puupellettien tuottajien vähyys Suomessa on johtanut tilanteeseen, missä kuluttajilla ei ole aina ollut aitoa mahdollisuutta valita polttoainettaan vapaasti, vaan markkinoiden vääristynyt tilanne on pakottanut kuluttajan ostamaan sitä polttoainetta, jota on ollut saatavilla. Pohjois-Karjalan maakunnassa on kehitetty pellettipoltin, jonka tekninen rakenne voi mahdollistaa muunkin kuin puupelletin käytön omakotitalokokoluokan pellettilämmitysjärjestelmässä. Tilanteessa, jossa kuluttuja voi valita käyttämänsä polttoaineen vapaammin, polttoaineen hinnan ja laadun pitäisi kohdata paremmin kuin tilanteessa, jossa kuluttaja tosiasiallisesti pakotetaan tietynlaisiin valintoihin. Tämä raportti ei käsittele muiden polttoaineiden taloudellista kilpailukykyä verrattuna puupelletteihin. Polttokokeiden tarkoitus oli tutkia uuden pellettipolttimen teknistä soveltumista muille polttoaineille kuin puupelleteille. 2 Aineisto ja menetelmät Polttokokeet suoritettiin Halkovaarassa Polvijärvellä 3-7.2.2014. Kokeessa käytettiin Konepaja M. Pappinen Oy:n (Pappinen 2014) valmistamaa HylicFlame- mallin pellettipoltinta (teho 35 kw) ja Arimax 360 (60 kw) mallista kiinteän polttoaineen kattilaa. Mittaukset suorittivat Karelia ammattikorkeakoulun henkilökunnan jäsenet. Kattilaan asennettiin kuusi termoelementtikaapelia 1 kattilan ilmaluukun kautta (kuva 1) siten, että kaksi termoelement- 1 Termoparikaapelin valmistaja Watlow, Serv-Rite, tyyppimerkintä K20-2-350, jatkuva lämmönkestävyys 1205 astetta Celsiusta. 2

tiä mittasi lämpötilaa samalta korkeudelta palotilasta. Pellettipolttimen kautta asennettiin yksi termoelementtikaapeli mittamaan pellettipolttimen pään lämpötilaa. Yksi termoelementtikaapeli asennettiin savuhormiin mittaamaan savukaasujen lämpötilaa. Lämpötila anturit nimettiin seuraavasti: palopää = palopään lämpötilaa mittaava anturi, Savukaasut = savuhormista lämpötilaa mitannut anturi, palotila 1.1 ja 1.2 = palotilasta alimpana lämpötilaa mitanneet anturit, palotila 2.1 ja 2.2 = palotilasta keskimmäisenä lämpötilaa mitanneet anturit ja palotila 3.1 ja 3.2 = palotilasta ylimpänä lämpötilaa mitanneet anturit. Lämpötilat tallennettiin Grant Instrumentsin Squirrel SQ2020 dataloggerilla. Lämpötiloja mitattiin Kuva 1. Kiinteän kattilan monitorointi termoelementeillä. 3

viiden sekunnin frekvenssillä. Palotapahtuman tilannetta mitattiin savukaasuanalysaattorilla (Testo 330-2) ja savukaasuanalyysin tulokset tallennettiin tietokoneelle viiden sekunnin frekvenssillä. Numeerista aineistoa käsiteltiin Exel 2013 ja IBM SPSS 21 taulukkolaskentaohjelmilla. Kokeessa poltettava puupelletti oli kaupallinen tuote. Järviruokopelletit olivat UEF:n Mekrijärven tutkimusaseman tekemiä pellettejä. Järviruokopellettien raaka-aineen keruu, esivalmistelu ja pelletöinti tapahtui Järeä- hankkeen toimenpiteenä (Järeä 2014). Kuva 2. Järviruokopellettejä muovivasussa. Kokeessa käytetyn kuivan puuhakkeen (kuva 3) toimitti MJ Forest Oy. Puuhake oli tehty karsitusta ensiharvennus koivusta eli kyseessä oli rankahaketta. Rangat haketettiin ja kostea hake kuivattiin suursäkeissä kamarikuivurissa, jossa lämpö tuotetaan lämmönvaihtimen avulla eli kuivattu hake ei kontaminoitunut savukaasuille kuivattaessa. 4

Kuva 3. Kuivaa haketta siilossa. Koste hake oli peräisin paikallisen lämpölaitoksen siilosta. Hakkeen raaka-aineen alkuperä ei ole tiedossa. Kuiva ja kostea hake murskattiin Konepaja M. Pappisen tekemällä murskaimella sopivaan palakokoon ennen polttamista. Murskatusta hakkeesta tuotettiin käsin verkkoseulaa käyttämällä seulottua haketta. 5

3 Tulokset Polttokokeen tulokset on jaoteltu käsittelyittäin siten, että jokaisen numeroidun luvun suureita voi vertailla keskenään luvun sisäisesti, mutta ei eri lukujen välillä. Tämä johtuu siitä, että polttokokeessa ei pystytty toistamaan jokaisella polttoaineilla polttokoetta samanlaisilla asetuksilla. Muuttuneet asetukset voivat johtaa tilanteeseen, missä eri käsittelyjen välisiä eroja ei ole mielekästä vertailla keskenään. Edellä kuvatusta poiketen luvun 3.1 suureita ei voi aivan suoraan verrata keskenään, koska keskiarvoina ilmoitetut luvut pitävät sisällään erilaisilla polttimen asetuksilla tehtyjen kokeiden mitattuja suureita. Taulukko 1. Polttoaineiden kosteudet ja polttimen tehot Polttoaine Kosteus % Hienoaineksen määrä % Polttimen käytetty teho, kw Järviruokopelletti 5,8 n.a. 13,9 Puupelletti 8,2 n.a. 18,8 Seulomaton kuiva hake 6,35 40 15,4 Seulottu kuiva hake 6,35 0 15,7 Seulomaton kostea hake 23,6 n.a. 12,4 Seulottu kostea hake 21,6 0 12,8 6

3.1 Polttoaineen vaikutus lämpötilaan ja savukaasujen päästöihin Taulukko 2. Polttoaineen vaikutus mitattuihin lämpötiloihin. Palopää 95% Confidence Interval for Mean N Keskiarvo Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum Järviruokopelletti 489 728,717 149,6979 6,7696 715,416 742,018 283,1 895,6 Puupelletti 362 781,501 47,1462 2,4779 776,628 786,374 682,7 888,5 Seulomaton kuiva hake 1229 944,732 30,1233,8593 943,046 946,418 848,4 1027,4 Seulottu kuiva hake 810 854,387 33,4000 1,1736 852,083 856,691 736,9 938,6 Seulomaton kostea hake 146 564,582 106,7495 8,8347 547,121 582,044 286,3 706,3 Seulottu kostea hake 599 671,159 76,8033 3,1381 664,996 677,322 349,5 806,8 Total 3635 818,935 135,1893 2,2423 814,539 823,331 283,1 1027,4 Savukaasut Järviruokopelletti 489 85,353 6,7776,3065 84,751 85,955 68,8 96,7 Puupelletti 362 92,172 1,6206,0852 92,004 92,339 82,4 95,3 Seulomaton kuiva hake 1229 88,800 7,3042,2084 88,392 89,209 74,3 99,3 Seulottu kuiva hake 810 87,788 2,6685,0938 87,604 87,972 79,0 92,0 Seulomaton kostea hake 146 56,379 2,8117,2327 55,920 56,839 50,5 60,0 Seulottu kostea hake 599 66,189 4,6832,1914 65,813 66,565 60,4 75,1 Total 3635 83,418 11,4219,1894 83,047 83,790 50,5 99,3 Palotila 1.1 Järviruokopelletti 489 399,274 125,8694 5,6920 388,090 410,458 124,9 648,4 Puupelletti 362 514,231 37,4214 1,9668 510,363 518,099 436,8 610,7 Seulomaton kuiva hake 1229 579,906 35,3997 1,0098 577,924 581,887 505,2 665,6 Seulottu kuiva hake 810 461,124 33,8405 1,1890 458,790 463,458 387,9 545,4 Seulomaton kostea hake 146 249,462 57,5197 4,7604 240,053 258,870 143,6 336,3 Seulottu kostea hake 599 304,406 44,3634 1,8126 300,846 307,966 184,9 412,6 Total 3635 463,926 121,6910 2,0184 459,969 467,883 124,9 665,6 Palotila 1.2 Järviruokopelletti 489 431,407 142,9417 6,4640 418,706 444,108 111,7 643,3 Puupelletti 362 592,691 37,8034 1,9869 588,784 596,598 504,8 683,7 Seulomaton kuiva hake 1229 592,683 49,1532 1,4021 589,932 595,433 456,3 704,9 Seulottu kuiva hake 810 449,045 49,0597 1,7238 445,661 452,429 353,4 580,4 Seulomaton kostea hake 146 198,826 36,4178 3,0140 192,869 204,783 128,6 264,7 Seulottu kostea hake 599 254,473 38,5659 1,5758 251,378 257,567 179,3 425,1 Total 3635 467,429 148,4189 2,4617 462,602 472,255 111,7 704,9 Palotila 2.1 Järviruokopelletti 489 350,423 60,1228 2,7188 345,081 355,765 205,5 447,8 Puupelletti 362 457,044 19,2722 1,0129 455,052 459,036 416,3 499,9 Seulomaton kuiva hake 1229 503,797 33,6353,9594 501,915 505,680 443,3 607,0 Seulottu kuiva hake 810 448,671 30,3287 1,0656 446,579 450,762 392,6 538,2 Seulomaton kostea hake 146 322,162 67,1185 5,5548 311,183 333,140 184,2 400,2 Seulottu kostea hake 599 361,419 47,1735 1,9275 357,633 365,204 197,4 449,1 Total 3635 435,467 75,5805 1,2536 433,009 437,925 184,2 607,0 Palotila 2.2 Järviruokopelletti 489 369,588 70,8334 3,2032 363,294 375,882 184,2 481,0 Puupelletti 362 489,493 24,1849 1,2711 486,993 491,993 439,6 567,0 Seulomaton kuiva hake 1229 536,446 30,2608,8632 534,753 538,140 469,5 626,5 Seulottu kuiva hake 810 449,053 28,8036 1,0121 447,067 451,040 387,4 531,0 Seulomaton kostea hake 146 298,138 67,0474 5,5489 287,171 309,105 176,0 389,4 Seulottu kostea hake 599 340,744 41,3831 1,6909 337,423 344,065 203,4 402,6 Total 3635 448,029 90,1687 1,4956 445,096 450,961 176,0 626,5 Palotila 3.1 Järviruokopelletti 489 312,742 63,6153 2,8768 307,089 318,394 164,1 394,7 Puupelletti 362 420,607 16,0671,8445 418,946 422,267 383,4 446,2 Seulomaton kuiva hake 1229 439,751 10,8043,3082 439,147 440,356 407,4 476,8 Seulottu kuiva hake 810 372,707 11,7398,4125 371,898 373,517 340,3 408,4 Seulomaton kostea hake 146 256,667 30,7373 2,5438 251,639 261,695 180,0 301,3 Seulottu kostea hake 599 283,668 20,9661,8567 281,986 285,350 199,1 314,9 Total 3635 372,745 69,4953 1,1527 370,485 375,005 164,1 476,8 Palotila 3.2 Järviruokopelletti 489 312,973 62,8032 2,8401 307,393 318,553 169,7 394,5 Puupelletti 362 415,638 15,7204,8262 414,013 417,263 384,1 445,9 Seulomaton kuiva hake 1229 441,143 10,1107,2884 440,577 441,709 409,3 476,5 Seulottu kuiva hake 810 378,399 10,6456,3740 377,665 379,134 354,2 415,0 Seulomaton kostea hake 146 260,151 31,7281 2,6258 254,962 265,341 185,2 303,0 Seulottu kostea hake 599 288,125 21,2716,8691 286,418 289,832 199,8 317,6 Total 3635 374,895 68,3148 1,1331 372,673 377,116 169,7 476,5 7

Yksisuuntaisen varianssianalyysin tulos oli, että polttoaineen vaihtumisella oli tilastollisesti merkittävä vaikutus kaikkiin mitattuihin lämpötiloihin (tähän tulokseen pitää suhtautua kriittisesti, koska eri polttoaineiden välillä käytettiin hieman erilaisia polttimen asetuksia). Lämpötilamuutos oli samansuuntainen jokaisessa mittauspisteessä, kun muutoksia vertailtiin polttoaineiden kesken. Puupelletin aiheuttamat lämpötilat olivat korkeampia kuin järviruokopellettien aiheuttamat lämpötilat. Seulomaton kuiva hake tuotti korkeammat lämpötilat kuin seulottu kuiva hake. Seulomaton kostea hake tuotti matalammat lämpötilat kuin seulottu kostea hake. Kuviossa 1 on esitetty palopäästä mitattujen lämpötilojen käyttäytymistä polttoaineittain. Kuvio 1. 2 1 = järviruokopelletti, 2= puupelletti, 3= seulomaton kuiva hake, 4= seulottu kuiva hake, 5= seulomaton kostea hake ja 6= seulottu kostea hake. Tämän polttokokeen puupellettiä polttamalla saadut palokaasujen lämpötilat ovat samankaltaiset kirjallisuudesta löydettyjen mittaustulosten kanssa. Sikanen ja Vilppo (2012) ilmoittivat havainneensa erilaisia puupellettejä pellettitakalla polttaessaan palokaasujen lämpötiloiksi 877 561 ºC. 8

Taulukko 3. Eri polttoaineilla tehtyjen polttokokeiden savukaasuanalyysien tulokset 95% Confidence Interval for Mean Savukaasuläm pötila, celsius N Keskiarvo Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum Järviruokopelletti 489 86,497 8,0247,3629 85,784 87,210 67,1 101,0 Puupelletti 362 95,315 3,8888,2044 94,913 95,717 66,1 100,6 Seulomaton kuiva hake 1229 91,539 7,3306,2091 91,129 91,950 23,2 102,7 Seulottu kuiva hake 810 93,669 3,7820,1329 93,408 93,930 70,3 100,0 Seulomaton kostea hake 146 56,454 3,0328,2510 55,958 56,950 49,6 60,7 Seulottu kostea hake 599 69,678 5,3457,2184 69,249 70,107 57,8 81,6 Total 3635 86,700 12,1335,2012 86,305 87,094 23,2 102,7 Hiilidioksidi, % Järviruokopelletti 489 4,9713 1,77461,08025 4,8136 5,1290 1,35 8,12 Puupelletti 362 8,7247 1,00183,05266 8,6211 8,8282 3,19 10,73 Seulomaton kuiva hake 1229 9,6027 1,12375,03205 9,5398 9,6656 2,03 13,82 Seulottu kuiva hake 648 6,9413,87353,03432 6,8739 7,0086 1,84 8,80 Seulomaton kostea hake 146 3,7560 1,21543,10059 3,5571 3,9548,97 5,80 Seulottu kostea hake 599 4,4914,91798,03751 4,4178 4,5651 1,35 6,48 Total 3473 7,2351 2,47058,04192 7,1530 7,3173,97 13,82 lamda Järviruokopelletti 489 4,9110 2,55123,11537 4,6843 5,1377 2,50 15,00 Jäännöshappi, % häkäpitoisuus, ppm Puupelletti 362 2,3634,34766,01827 2,3274 2,3993 1,89 6,36 Seulomaton kuiva hake 1229 2,1468,33564,00957 2,1280 2,1655 1,47 10,00 Seulottu kuiva hake 810 3,0625,53216,01870 3,0258 3,0992 2,31 11,05 Seulomaton kostea hake 146 6,3199 3,18293,26342 5,7993 6,8406 3,50 21,00 Seulottu kostea hake 599 4,8723 1,88683,07709 4,7209 5,0237 3,13 15,00 Total 3635 3,3610 1,90955,03167 3,2989 3,4231 1,47 21,00 Järviruokopelletti 489 15,857 1,8359,0830 15,694 16,020 12,6 19,6 Puupelletti 362 11,974 1,0366,0545 11,867 12,081 9,9 17,7 Seulomaton kuiva hake 1229 11,066 1,1625,0332 11,001 11,131 6,7 18,9 Seulottu kuiva hake 648 13,819,9037,0355 13,750 13,889 11,9 19,1 Seulomaton kostea hake 146 17,114 1,2574,1041 16,909 17,320 15,0 20,0 Seulottu kostea hake 599 16,354,9497,0388 16,278 16,430 14,3 19,6 Total 3473 13,515 2,5557,0434 13,430 13,600 6,7 20,0 Järviruokopelletti 489 170,86 102,855 4,651 161,72 180,00 3 420 Puupelletti 362 172,02 45,329 2,382 167,33 176,70 13 305 Seulomaton kuiva hake 1229 922,16 2602,391 74,233 776,53 1067,80 17 54000 Seulottu kuiva hake 810 294,28 113,322 3,982 286,47 302,10 4 674 Seulomaton kostea hake 146 611,99 252,788 20,921 570,64 653,34 10 1564 Seulottu kostea hake 599 529,52 92,273 3,770 522,12 536,93 47 918 Total 3635 529,32 1546,533 25,651 479,02 579,61 3 54000 Palokaasujen analyysituloksista huomiota kiinnitti häkäpitoisuus. Järviruoko- ja puupellettiä poltettaessa häkäpitoisuudet olivat huomattavasti alemmat kuin muilla polttoaineilla. Häkäpäästöjen mittaukseen liittyy huomionarvoinen seikka, joka kannattaa ottaa huomioon häkäpäästöjä vertailtaessa. Taulukossa 3 ilmoitettu häkäpitoisuus on pelkkä savukaasusta mitattu häkäpitoisuus. Yleisesti tunnettua on, että savukaasun häkäpitoisuuteen liittyy erittäin merkittävästi savukaasun jäännöshappipitoisuus. Tästä syystä häkäpitoisuus yleensä esitetään ilmoitetulla jäännöshappipitoisuudella. Myöhemmissä taulukoissa savukaasujen häkäpitoisuutta kuvataan muuttujalla Co x Lamda, jossa tekijä Lamda käytännössä poistaa jäännöshappipitoisuuteen liittyvän virhelänteen. Täten tekijä Co x Lamda pitoisuuksia voi verrata toisiinsa, jos vertailun muut muuttujat ovat samoja. 9

3.2 Puupelletti Puupellettiä käytettiin polttoaineena vain yhdessä polttokokeessa, joten aineistosta ei ollut mahdollisuutta tehdä tilastollisia analyysejä. Puhaltimen teho puupellettiä poltettaessa oli 29, 36 Hz. Taulukko 4. Puupelletillä tehdyn polttokokeen tulokset, luvut ovat celsius asteita. N Minimum Maximum Keskiarvo Std. Deviation Palopää 362 682,7 888,5 781,501 47,1462 Savukaasut 362 82,4 95,3 92,172 1,6206 Palotila 1.1 362 436,8 610,7 514,231 37,4214 Palotila 1.2 362 504,8 683,7 592,691 37,8034 Palotila 2.1 362 416,3 499,9 457,044 19,2722 Palotila 2.2 362 439,6 567,0 489,493 24,1849 Palotila 3.1 362 383,4 446,2 420,607 16,0671 Palotila 3.2 362 384,1 445,9 415,638 15,7204 lamda 362 1,89 6,36 2,3634,34766 Co x lamda 362 83 815 404,34 121,147 Hyötysuhde 362 91,4 95,2 94,360,4770 Valid N (listwise) 362 Puupellettiä poltettaessa poltin toimi moitteettomasti. Palokaasujen lämpötila on hyvin samankaltainen, mitä markkinoilla olevien polttimien valmistajat ilmoittavat. Polttimen häkäpäästöt ovat hyvin pienet ja lamda-arvo on myös alhainen. Näistä suureista voidaan tehdä johtopäätös, että poltin polttaa puupelletit hyvin tehokkaasti ja tätä tukee myös havaittu korkea hyötysuhde. 3.3 Järviruokopelletti Järviruokopellettiä käytettiin polttoaineena vain yhdessä polttokokeessa, joten aineistosta ei ollut mahdollisuutta tehdä tilastollisia analyysejä. Puhaltimen teho järviruokopellettiä poltettaessa oli 30,14 Hz. 10

Taulukko 5. Järviruokopelletillä tehdyn polttokokeen tulokset, luvut ovat celsius asteita. N Minimum Maximum Keskiarvo Std. Deviation Palopää 489 283,1 895,6 728,717 149,6979 Savukaasut 489 68,8 96,7 85,353 6,7776 Palotila 1.1 489 124,9 648,4 399,274 125,8694 Palotila 1.2 489 111,7 643,3 431,407 142,9417 Palotila 2.1 489 205,5 447,8 350,423 60,1228 Palotila 2.2 489 184,2 481,0 369,588 70,8334 Palotila 3.1 489 164,1 394,7 312,742 63,6153 Palotila 3.2 489 169,7 394,5 312,973 62,8032 lamda 489 2,50 15,00 4,9110 2,55123 Co x lamda 489 20 3526 950,52 881,791 Hyötysuhde, % 489 69,9 94,3 90,363 4,6027 Valid N (listwise) 489 Poltin toimi kohtuullisesti järviruokopellettiä poltettaessa noin 20 min, kunnes polttoaineen runsas tuhka tukki polttimen ja aiheutti polttimen tukkeutumisen (kuva 4). Kuva 4. Pellettipolttimen palopää kuvattuna kattilasta kohti poltinta. Järviruokopelletin tuhkan on tukkinut polttimen palopään, jonka keskeltä työntyy termoelementtikaapeli kattilaa kohti. 11

Talvella korjatun järviruokon tuhkapitoisuus on kirjallisuuden mukaan 2-4 % (Isotalo et al. 1981, Kask et al 2013) eli moninkertainen verrattuna puupohjaosiin polttoaineisiin. Polttimen kehittäjillä oli jo mielessä tuhkan poistamisen liittyvä tekninen ratkaisu, mutta sitä ei ehditty tässä kokeessa testaamaan. Kuva 5. Pellettipolttimen palopään tuhkanpoistoon liittyvä tekninen ratkaisu. 12

3.4 Järviruoko ja puupelletti Taulukko 6. Järviruokopelletillä ja puupelletillä tehtyjen polttokokeiden tuloksien vertailu. 95% Confidence Interval for Mean Palopää N Keskiarvo Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum järviruoko 489 728,717 149,6979 6,7696 715,416 742,018 283,1 895,6 puupelletti 362 781,501 47,1462 2,4779 776,628 786,374 682,7 888,5 Total 851 751,170 120,3807 4,1266 743,071 759,270 283,1 895,6 Savukaasut järviruoko 489 85,353 6,7776,3065 84,751 85,955 68,8 96,7 puupelletti 362 92,172 1,6206,0852 92,004 92,339 82,4 95,3 Total 851 88,253 6,2343,2137 87,834 88,673 68,8 96,7 Palotila 1.1 järviruoko 489 399,274 125,8694 5,6920 388,090 410,458 124,9 648,4 puupelletti 362 514,231 37,4214 1,9668 510,363 518,099 436,8 610,7 Total 851 448,175 113,6861 3,8971 440,526 455,824 124,9 648,4 Palotila 1.2 järviruoko 489 431,407 142,9417 6,4640 418,706 444,108 111,7 643,3 puupelletti 362 592,691 37,8034 1,9869 588,784 596,598 504,8 683,7 Total 851 500,014 136,7599 4,6881 490,813 509,216 111,7 683,7 Palotila 2.1 järviruoko 489 350,423 60,1228 2,7188 345,081 355,765 205,5 447,8 puupelletti 362 457,044 19,2722 1,0129 455,052 459,036 416,3 499,9 Total 851 395,778 70,8166 2,4276 391,013 400,542 205,5 499,9 Palotila 2.2 järviruoko 489 369,588 70,8334 3,2032 363,294 375,882 184,2 481,0 puupelletti 362 489,493 24,1849 1,2711 486,993 491,993 439,6 567,0 Total 851 420,593 81,5312 2,7949 415,108 426,079 184,2 567,0 Palotila 3.1 järviruoko 489 312,742 63,6153 2,8768 307,089 318,394 164,1 394,7 puupelletti 362 420,607 16,0671,8445 418,946 422,267 383,4 446,2 Total 851 358,625 72,6657 2,4909 353,736 363,515 164,1 446,2 Palotila 3.2 järviruoko 489 312,973 62,8032 2,8401 307,393 318,553 169,7 394,5 puupelletti 362 415,638 15,7204,8262 414,013 417,263 384,1 445,9 Total 851 356,645 70,3476 2,4115 351,912 361,378 169,7 445,9 Lamda järviruoko 489 4,9110 2,55123,11537 4,6843 5,1377 2,50 15,00 puupelletti 362 2,3634,34766,01827 2,3274 2,3993 1,89 6,36 Total 851 3,8273 2,31872,07948 3,6713 3,9833 1,89 15,00 CO x lamda järviruoko 489 950,52 881,791 39,876 872,17 1028,87 20 3526 puupelletti 362 404,34 121,147 6,367 391,82 416,86 83 815 Total 851 718,18 725,014 24,853 669,40 766,97 20 3526 hyötysuhde järviruoko 489 90,363 4,6027,2081 89,954 90,772 69,9 94,3 puupelletti 362 94,360,4770,0251 94,310 94,409 91,4 95,2 Total 851 92,063 4,0210,1378 91,792 92,334 69,9 95,2 Kumpaakin pellettipolttoainetta poltettiin samoilla polttimen asetuksilla eli mitatut suureet ovat vertailukelpoisia. Puupelletillä palokaasujen lämpötilat olivat korkeampia, lamda- arvot pienempiä, häkäpäästöt pienempiä ja hyötysuhde korkeampi. Kaikki vertaillut suureet olivat varianssianalyysilla tutkittuna tilastollisesti merkitseviä. Tuloksien perusteella voidaan arvioida, että poltin pystyy polttamaan sekä järviruokopellettiä että puupellettiä, mutta poltin soveltuu paljon paremmin puupelletin polttamiseen. 13

3.5 Kuiva hake Kuivan hakkeen polttokokeissa verrattiin polttoaineen laadun (seulottu-seulomaton) merkitystä palotapahtumaan, kun polttimen ilmapuhaltimen teho pysyi vakiona (30 Hz). Taulukko 7. Kuivalla hakkeilla tehtyjen polttokokeiden tulosten vertailu. 95% Confidence Interval for Mean Palopää N Keskiarvo Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum seulomaton 690 942,306 29,4428 1,1209 940,105 944,507 856,2 1017,1 seulottu 348 866,351 26,1452 1,4015 863,595 869,108 775,2 938,6 Total 1038 916,841 45,7345 1,4195 914,056 919,627 775,2 1017,1 Savukaasut seulomaton 690 84,244 6,6004,2513 83,751 84,737 74,3 96,5 seulottu 348 84,991,9323,0500 84,893 85,089 79,0 86,5 Total 1038 84,495 5,4186,1682 84,164 84,825 74,3 96,5 Palotila 1.1 seulomaton 690 596,343 30,8488 1,1744 594,037 598,649 520,5 665,6 seulottu 348 486,833 27,6791 1,4838 483,914 489,751 393,1 545,4 Total 1038 559,629 59,6984 1,8530 555,993 563,265 393,1 665,6 Palotila 1.2 seulomaton 690 607,911 49,1448 1,8709 604,237 611,584 456,3 704,9 seulottu 348 480,048 45,0252 2,4136 475,301 484,795 353,4 580,4 Total 1038 565,044 77,0071 2,3902 560,353 569,734 353,4 704,9 Palotila 2.1 seulomaton 690 505,171 33,5111 1,2757 502,666 507,676 443,3 607,0 seulottu 348 466,558 35,0813 1,8806 462,859 470,256 407,4 538,2 Total 1038 492,225 38,6076 1,1983 489,874 494,577 407,4 607,0 Palotila 2.2 seulomaton 690 544,226 30,7887 1,1721 541,925 546,528 481,3 626,5 seulottu 348 473,595 21,9609 1,1772 471,280 475,911 402,3 531,0 Total 1038 520,547 43,6357 1,3544 517,889 523,204 402,3 626,5 Palotila 3.1 seulomaton 690 442,197 11,2683,4290 441,355 443,039 407,8 476,8 seulottu 348 381,929 9,4404,5061 380,933 382,924 359,3 408,4 Total 1038 421,991 30,4048,9437 420,140 423,843 359,3 476,8 Palotila 3.2 seulomaton 690 442,525 10,5040,3999 441,740 443,310 409,3 476,5 seulottu 348 386,071 9,9275,5322 385,024 387,118 369,0 415,0 Total 1038 423,598 28,5875,8873 421,857 425,340 369,0 476,5 Lamda seulomaton 690 2,0257,37389,01423 1,9977 2,0536 1,47 10,00 seulottu 348 2,7130,30356,01627 2,6810 2,7450 2,31 7,00 Total 1038 2,2561,47865,01486 2,2270 2,2853 1,47 10,00 CO x Lamda seulomaton 690 2269,91 5154,363 196,223 1884,64 2655,18 65 81583 seulottu 348 533,24 132,366 7,096 519,29 547,20 28 1029 Total 1038 1687,68 4281,416 132,889 1426,91 1948,44 28 81583 hyötysuhde seulomaton 690 95,564,5417,0206 95,523 95,604 91,9 103,4 seulottu 348 93,874,4992,0268 93,821 93,926 89,1 95,1 Total 1038 94,997,9570,0297 94,939 95,055 89,1 103,4 Kuivaa seulomatonta haketta käytettäessä palokaasujen lämpötilat olivat korkeammat, häkäpäästöt (Co x Lamda) korkeammat, hyötysuhde korkeampi ja lamda-arvo pienempi. Kaikki erot olivat tilastollisesti merkittäviä. Kuivan hakkeen polttokokeen arvoja voi verrata puupelletin polttokokeen arvoihin. Seulotun pelletin polttokokeen Co x Lamda arvo oli hyvin lähellä puupelletin vastaavaa suuretta, kun taas seulomattoman kuivan hakkeen polttokokeen Co x Lamda arvo oli noin neljä kertaa suurempi. Kuivan hakkeen polttokokeiden palopäästä mitattujen palokaasujen lämpötilat taas olivat korkeampia kuin puupelletin polttokokeesta mitattu lämpötila. 14

3.5.1 Seulottu kuiva hake Seulottua kuivaa haketta käytettäessä verrattiin ilmamäärän muutoksen vaikutusta palotapahtumaan. Taulukko 8. Seulotulla hakkeella tehtyjen polttokokeiden tulokset. 95% Confidence Interval for Mean Palopää N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 30 Hz 348 866,351 26,1452 1,4015 863,595 869,108 775,2 938,6 35 Hz 462 845,375 35,4074 1,6473 842,138 848,612 736,9 917,6 Total 810 854,387 33,4000 1,1736 852,083 856,691 736,9 938,6 Savukaasut 30 Hz 348 84,991,9323,0500 84,893 85,089 79,0 86,5 35 Hz 462 89,895 1,2201,0568 89,783 90,006 80,5 92,0 Total 810 87,788 2,6685,0938 87,604 87,972 79,0 92,0 Palotila 1.1 30 Hz 348 486,833 27,6791 1,4838 483,914 489,751 393,1 545,4 35 Hz 462 441,759 23,6269 1,0992 439,599 443,919 387,9 492,4 Total 810 461,124 33,8405 1,1890 458,790 463,458 387,9 545,4 Palotila 1.2 30 Hz 348 480,048 45,0252 2,4136 475,301 484,795 353,4 580,4 35 Hz 462 425,692 37,7578 1,7567 422,240 429,144 355,9 517,8 Total 810 449,045 49,0597 1,7238 445,661 452,429 353,4 580,4 Palotila 2.1 30 Hz 348 466,558 35,0813 1,8806 462,859 470,256 407,4 538,2 35 Hz 462 435,197 16,2598,7565 433,711 436,684 392,6 484,7 Total 810 448,671 30,3287 1,0656 446,579 450,762 392,6 538,2 Palotila 2.2 30 Hz 348 473,595 21,9609 1,1772 471,280 475,911 402,3 531,0 35 Hz 462 430,567 17,1970,8001 428,994 432,139 387,4 470,8 Total 810 449,053 28,8036 1,0121 447,067 451,040 387,4 531,0 Palotila 3.1 30 Hz 348 381,929 9,4404,5061 380,933 382,924 359,3 408,4 35 Hz 462 365,761 7,8894,3670 365,040 366,483 340,3 392,7 Total 810 372,707 11,7398,4125 371,898 373,517 340,3 408,4 Palotila 3.2 30 Hz 348 386,071 9,9275,5322 385,024 387,118 369,0 415,0 35 Hz 462 372,621 6,8413,3183 371,995 373,246 354,2 397,6 Total 810 378,399 10,6456,3740 377,665 379,134 354,2 415,0 Lamda 30 Hz 348 2,7130,30356,01627 2,6810 2,7450 2,31 7,00 35 Hz 462 3,3258,51569,02399 3,2787 3,3730 2,69 11,05 Total 810 3,0625,53216,01870 3,0258 3,0992 2,31 11,05 CO x lamda 30 Hz 348 533,24 132,366 7,096 519,29 547,20 28 1029 35 Hz 462 1221,14 365,282 16,994 1187,74 1254,54 42 2578 Total 810 925,60 446,822 15,700 894,78 956,42 28 2578 hyötysuhde 30 Hz 348 93,874,4992,0268 93,821 93,926 89,1 95,1 35 Hz 462 92,031,9299,0433 91,946 92,116 81,6 94,2 Total 810 92,823 1,1968,0421 92,740 92,905 81,6 95,1 Pienempää ilmamäärää käytettäessä palokaasujen lämpötilat olivat korkeammat, lamdaarvo pienempi, häkä päästö(co x Lamda) pienempi, hyötysuhde korkeampi, mutta savukaasun lämpötila oli matalampi. Nämä suureet voi tulkita siten, että seulottua kuivaa haketta käytettäessä vertailluista palopäähän puhalletuista ilmamääristä pienempi tuotti paremman palotapahtuman. 15

3.5.2 Seulomaton kuiva hake Seulomatonta kuivaa haketta käytettäessä verrattiin ilmamäärän muutoksen vaikutusta palotapahtumaan. Taulukko 9. Seulomattoman kuivan hakkeen polttokokeiden tulokset 95% Confidence Interval for Mean Palopää N Keskiarvo Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 30 Hz 690 942,306 29,4428 1,1209 940,105 944,507 856,2 1017,1 35 Hz 539 947,838 30,7212 1,3233 945,239 950,438 848,4 1027,4 Total 1229 944,732 30,1233,8593 943,046 946,418 848,4 1027,4 Savukaasut 30 Hz 690 84,244 6,6004,2513 83,751 84,737 74,3 96,5 35 Hz 539 94,633 2,2962,0989 94,439 94,827 89,7 99,3 Total 1229 88,800 7,3042,2084 88,392 89,209 74,3 99,3 Palotila 1.1 30 Hz 690 596,343 30,8488 1,1744 594,037 598,649 520,5 665,6 35 Hz 539 558,863 29,1793 1,2568 556,394 561,332 505,2 640,4 Total 1229 579,906 35,3997 1,0098 577,924 581,887 505,2 665,6 Palotila 1.2 30 Hz 690 607,911 49,1448 1,8709 604,237 611,584 456,3 704,9 35 Hz 539 573,188 41,7544 1,7985 569,655 576,721 477,9 672,8 Total 1229 592,683 49,1532 1,4021 589,932 595,433 456,3 704,9 Palotila 2.1 30 Hz 690 505,171 33,5111 1,2757 502,666 507,676 443,3 607,0 35 Hz 539 502,039 33,7432 1,4534 499,184 504,894 448,3 588,1 Total 1229 503,797 33,6353,9594 501,915 505,680 443,3 607,0 Palotila 2.2 30 Hz 690 544,226 30,7887 1,1721 541,925 546,528 481,3 626,5 35 Hz 539 526,486 26,4411 1,1389 524,249 528,724 469,5 593,6 Total 1229 536,446 30,2608,8632 534,753 538,140 469,5 626,5 Palotila 3.1 30 Hz 690 442,197 11,2683,4290 441,355 443,039 407,8 476,8 35 Hz 539 436,621 9,2921,4002 435,835 437,407 407,4 458,4 Total 1229 439,751 10,8043,3082 439,147 440,356 407,4 476,8 Palotila 3.2 30 Hz 690 442,525 10,5040,3999 441,740 443,310 409,3 476,5 35 Hz 539 439,373 9,2975,4005 438,587 440,160 414,7 462,4 Total 1229 441,143 10,1107,2884 440,577 441,709 409,3 476,5 Lamda 30 Hz 690 2,0257,37389,01423 1,9977 2,0536 1,47 10,00 35 Hz 539 2,3018,18766,00808 2,2859 2,3177 1,89 3,00 Total 1229 2,1468,33564,00957 2,1280 2,1655 1,47 10,00 CO x lamda 30 Hz 690 2269,91 5154,363 196,223 1884,64 2655,18 65 81583 35 Hz 539 1155,13 263,704 11,359 1132,82 1177,45 273 1983 Total 1229 1781,01 3904,234 111,368 1562,51 1999,50 65 81583 hyötysuhde 30 Hz 690 95,564,5417,0206 95,523 95,604 91,9 103,4 35 Hz 539 94,336,4109,0177 94,301 94,371 92,9 95,4 Total 1229 95,025,7811,0223 94,982 95,069 91,9 103,4 Pienempää ilmamäärää käytettäessä palopään palokaasujen ja savuhormin savukaasujen lämpötilat olivat alempia, mutta palotilan palokaasujen lämpötilat olivat korkeampia. Pienempää ilmamäärää käytettäessä lamda-arvo oli pienempi, häkä arvo (Co x Lamda) korkeampi ja hyötysuhde suurempi. 16

3.6 Kostea hake Vertailtiin polttoaineen laadun (seulottu seulomaton) vaikutusta puhaltimen asetuksella 1 (20 Hz) Taulukko 10. Kostealla hakkeella tehtyjen polttokokeiden tulokset Palopää Keskiarvo 95% Confidence Interval for Mean N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum Seulomaton kostea hake 146 564,582 106,7495 8,8347 547,121 582,044 286,3 706,3 Seulottu kostea hake 386 671,374 38,8028 1,9750 667,491 675,258 594,5 766,2 Total 532 642,067 80,4897 3,4897 635,211 648,922 286,3 766,2 Savukaasut Seulomaton kostea hake 146 56,379 2,8117,2327 55,920 56,839 50,5 60,0 Seulottu kostea hake 386 63,183 2,3059,1174 62,952 63,413 60,4 71,7 Total 532 61,316 3,9048,1693 60,983 61,648 50,5 71,7 Palotila 1.1 Seulomaton kostea hake 146 249,462 57,5197 4,7604 240,053 258,870 143,6 336,3 Seulottu kostea hake 386 297,271 31,8068 1,6189 294,088 300,454 238,8 361,7 Total 532 284,150 45,7489 1,9835 280,254 288,047 143,6 361,7 Palotila 1.2 Seulomaton kostea hake 146 198,826 36,4178 3,0140 192,869 204,783 128,6 264,7 Seulottu kostea hake 386 242,611 23,8582 1,2143 240,224 244,999 201,4 307,3 Total 532 230,595 34,0195 1,4749 227,698 233,492 128,6 307,3 Palotila 2.1 Seulomaton kostea hake 146 322,162 67,1185 5,5548 311,183 333,140 184,2 400,2 Seulottu kostea hake 386 382,931 25,0547 1,2752 380,423 385,438 307,1 449,1 Total 532 366,253 49,2138 2,1337 362,062 370,445 184,2 449,1 Palotila 2.2 Seulomaton kostea hake 146 298,138 67,0474 5,5489 287,171 309,105 176,0 389,4 Seulottu kostea hake 386 352,689 30,0807 1,5311 349,678 355,699 297,4 402,6 Total 532 337,718 49,7721 2,1579 333,479 341,957 176,0 402,6 Palotila 3.1 Seulomaton kostea hake 146 256,667 30,7373 2,5438 251,639 261,695 180,0 301,3 Seulottu kostea hake 386 289,662 10,1406,5161 288,648 290,677 259,5 314,9 Total 532 280,607 23,4465 1,0165 278,610 282,604 180,0 314,9 Palotila 3.2 Seulomaton kostea hake 146 260,151 31,7281 2,6258 254,962 265,341 185,2 303,0 Seulottu kostea hake 386 294,282 9,8509,5014 293,296 295,268 263,7 317,6 Total 532 284,915 24,0342 1,0420 282,868 286,962 185,2 317,6 Lamda Seulomaton kostea hake 146 6,3199 3,18293,26342 5,7993 6,8406 3,50 21,00 Seulottu kostea hake 386 4,2692,52236,02659 4,2170 4,3215 3,13 5,68 Total 532 4,8320 1,95019,08455 4,6659 4,9981 3,13 21,00 CO x lamda Seulomaton kostea hake 146 4157,97 4430,893 366,703 3433,20 4882,75 150 32844 Seulottu kostea hake 386 2170,43 485,306 24,701 2121,87 2219,00 929 3730 Total 532 2715,89 2513,953 108,994 2501,77 2930,00 150 32844 hyötysuhde Seulomaton kostea hake 146 93,213 2,6546,2197 92,779 93,647 80,9 95,7 Seulottu kostea hake 386 93,812,8622,0439 93,725 93,898 90,5 95,1 Total 532 93,647 1,5921,0690 93,512 93,783 80,9 95,7 Seulomattoman kostean hakkeen polttokoe tuotti alemmat palokaasujen ja savukaasun lämpötilat, korkeammat lamda - arvot ja häkäpäästöt (Co x Lamda). Polttoaineiden välillä ei havaittu merkittävää eroa hyötysuhteiden välillä. 17

3.6.1 Seulottu kostea hake Seulottua kosteaa haketta käytettäessä polttoaineena verrattiin ilmamäärän muutoksen vaikutusta palotapahtumaan. Taulukko 11. Seulotulla kostealla hakkeella tehtyjen polttokokeiden tulokset 95% Confidence Interval for Mean Palopää N Keskiarvo Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 20 Hz 386 671,374 38,8028 1,9750 667,491 675,258 594,5 766,2 30 Hz 213 670,768 117,9166 8,0795 654,841 686,694 349,5 806,8 Total 599 671,159 76,8033 3,1381 664,996 677,322 349,5 806,8 Savukaasut 20 Hz 386 63,183 2,3059,1174 62,952 63,413 60,4 71,7 30 Hz 213 71,637 2,4366,1670 71,308 71,966 65,4 75,1 Total 599 66,189 4,6832,1914 65,813 66,565 60,4 75,1 Palotila 1.1 20 Hz 386 297,271 31,8068 1,6189 294,088 300,454 238,8 361,7 30 Hz 213 317,335 58,7680 4,0267 309,398 325,273 184,9 412,6 Total 599 304,406 44,3634 1,8126 300,846 307,966 184,9 412,6 Palotila 1.2 20 Hz 386 242,611 23,8582 1,2143 240,224 244,999 201,4 307,3 30 Hz 213 275,969 49,4090 3,3854 269,295 282,642 179,3 425,1 Total 599 254,473 38,5659 1,5758 251,378 257,567 179,3 425,1 Palotila 2.1 20 Hz 386 382,931 25,0547 1,2752 380,423 385,438 307,1 449,1 30 Hz 213 322,435 52,6086 3,6047 315,329 329,540 197,4 402,7 Total 599 361,419 47,1735 1,9275 357,633 365,204 197,4 449,1 Palotila 2.2 20 Hz 386 352,689 30,0807 1,5311 349,678 355,699 297,4 402,6 30 Hz 213 319,098 49,5676 3,3963 312,403 325,793 203,4 397,3 Total 599 340,744 41,3831 1,6909 337,423 344,065 203,4 402,6 Palotila 3.1 20 Hz 386 289,662 10,1406,5161 288,648 290,677 259,5 314,9 30 Hz 213 272,805 29,4822 2,0201 268,823 276,787 199,1 311,0 Total 599 283,668 20,9661,8567 281,986 285,350 199,1 314,9 Palotila 3.2 20 Hz 386 294,282 9,8509,5014 293,296 295,268 263,7 317,6 30 Hz 213 276,969 30,1005 2,0625 272,903 281,034 199,8 313,4 Total 599 288,125 21,2716,8691 286,418 289,832 199,8 317,6 Lamda 20 Hz 386 4,2692,52236,02659 4,2170 4,3215 3,13 5,68 30 Hz 213 5,9651 2,77213,18994 5,5907 6,3395 3,50 15,00 Total 599 4,8723 1,88683,07709 4,7209 5,0237 3,13 15,00 CO x lamda 20 Hz 386 2170,43 485,306 24,701 2121,87 2219,00 929 3730 30 Hz 213 3560,43 2289,373 156,865 3251,21 3869,64 395 12726 Total 599 2664,70 1566,269 63,996 2539,02 2790,39 395 12726 hyötysuhde 20 Hz 386 93,812,8622,0439 93,725 93,898 90,5 95,1 30 Hz 213 90,278 3,3036,2264 89,832 90,725 79,2 93,6 Total 599 92,555 2,6857,1097 92,340 92,771 79,2 95,1 Pienempää ilmamäärää käytettäessä polttokoe tuotti korkeamman lämpötilan palopäässä ja palotilan antureille 2.1 3.2, mutta alemman lämpötilan savukaasuille ja palotilan antureille 1.1 ja 1.2. Pienempää ilmamäärää käytettäessä polttokoe tuotti alemman lamdaarvon, pienemmän häkäpäästön (Co x Lamda) ja paremman hyötysuhteen. 18

3.6.2 Seulomaton kostea hake Seulomatonta kosteaa haketta polttoaineena vain yhdessä polttokokeessa, joten aineistosta ei ollut mahdollisuutta tehdä tilastollisia analyysejä. Puhaltimen teho kosteaa seulomatonta haketta poltettaessa oli 20,0 Hz. Taulukko 12. Seulomattomalla kostealla hakkeella tehdyn polttokokeen tulokset. N Minimum Maximum Keskiarvo Std. Deviation Palopää 146 286,3 706,3 564,582 106,7495 Savukaasut 146 50,5 60,0 56,379 2,8117 Palotila 1.1 146 143,6 336,3 249,462 57,5197 Palotila 1.2 146 128,6 264,7 198,826 36,4178 Palotila 2.1 146 184,2 400,2 322,162 67,1185 Palotila 2.2 146 176,0 389,4 298,138 67,0474 Palotila 3.1 146 180,0 301,3 256,667 30,7373 Palotila 3.2 146 185,2 303,0 260,151 31,7281 lamda 146 3,50 21,00 6,3199 3,18293 Co x lamda 146 150 32844 4157,97 4430,893 Hyötysuhde 146 80,9 95,7 93,213 2,6546 Valid N (listwise) 146 4 Johtopäätökset Konepaja M. Pappisen HylicFlame poltin pystyi polttamaan kaikkia kokeiltuja polttoaineita. Järviruokopelletin runsas tuhkapitoisuus sai aikaan polttimen tukkeutumisen ja tämä johti polttokokeen keskeytymiseen. Kaikilla muilla polttoaineilla polttokoejaksot saatiin toteutettua ennalta laaditun suunnitelman mukaisesti. Polttokokeen tuloksien perusteella voidaan sanoa, että testattu poltin soveltuu kuivan ja palakooltaan sopivan puuhakkeen polttamiseen hyvin. Seulottua kuivaa haketta poltettaessa palamisen kaasumaiset päästöt olivat hyvin lähellä puupelletin polttokokeen vastaavia mittaustuloksia, joten palotapahtuman hallinnan kannalta seulottua kuivaa haketta voisi käyttää HylicFlame polttimen polttoaineena. Seulomattoman kuivan hakkeen sekä kostean hakkeen polttokokeiden kaasumaiset päästöt, erityisesti Co x Lamda, olivat moninkertaisia verrattuna puupelletin polttokokeen kaasumaisiin päästöihin, joten näitä polttoaineita käytettäessä HylicFlame polttimen polttoaineena palotapahtuman hallinta ei ollut samalla tasolla kuin puupelletin polttokokeissa. Palotapahtuman hallintaa voisi parantaa polttimen automaatiota kehittämällä ja 19

siten löytämällä sopivan polttoaineen syötön ja käytetyn ilmamäärän suhteen. Haastavimpina käytetyistä polttoaineista HylicFlame polttimelle lienee kosteat hakepolttoaineet ja järviruokopelletti. 20

5 Lähteet Alakangas, E. 2000. Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia. Isotalo, I., Kauppi, P., Ojanen, T. Puttonen, P. ja Toivonen, H. 1981. Järviruoko energiakasvina. Tuotosarvio, tekniset mahdollisuudet ja ympäristönsuojelu. Tiedotus 210. Vesihallitus. Järeä 2014. http://www.syke.fi/hankkeet/jarea Kask, Ü. ja Kask, L. 2013. Reed as a renewable energy source, equipment and technologies for using reed in energy industry. Teoksessa: Kask, Ü. (toim.). Guidebook of reed business. COFREEN Reed for bioenergy and construction. Obernberger, I. ja Thek,G. 2010. The pellet handbook. Earthscan. Pappinen 2014. http://www.pappinen.fi/pdf/hylicflame_tietopaketti.pdf Van Loo,S. ja Koppejan, J. 2010. The handbook of biomass combustion and Co-firing. Earthscan. 21