Fryk, Hans

Nylinder, Mats

Epsilon Open Archive

1Results	●	9esearchResearch results from the Department of Forest Products at the University of Agricultural Sciences, Uppsala, Swedenwww.slu.se/skogensprodukterNo. 9 ● 2012 ISSN 1654-9759MÄTNING AV BRÄNSLEVED VID ENA ENERGI AB I ENKÖPINGMats Nylinder och Hans FrykBakgrund och syfteIdag mäts bränsleved (stamved för energi) oftast i m3fub. Vid mätningen följer man i stort de mätinstruk-tioner som gäller för massaved. Man mäter travens ramvolym, m3t, och skattar sedan en fastvolymandel under bark. Endast m3fub redovisas och barkens volym ingår således ej. Mot bakgrund av att råvarans värde i hög grad är kopplad till virkets fuktighet och att barken i torrvikt har samma värde som veden är det önskvärt att utvärdera en mätmetod som bygger på vägning och torrhaltsbestämning. Handelsmåttet kan då bli torrvikt, men via omräkningstal kan m3fub erhållas.Institutionen för skogens produkter har gjort studier i samarbete med VMF Qbera och Fortum i Brista där en förenklad form av torrhaltsbestämning genom spån-samling med motorsåg ingått. Dessa studier redovisas i rapporten ”Mätning av bränsleved - Fastvolym, torr-halt eller vägning?”, Rapport nr 18, institutionen för skogens produkter, SLU. Mot bakgrund av resultaten, och det faktum att provtagning med motorsåg är en allmänt accepterad mätmetod i bland annat Österrike, finns det behov av mer kunskap kring provtagning med motorsåg och möjligheten att tillämpa denna metod för bränsleved.Målsättningen är att jämföra en metod för vägning med och utan torrhaltsbestämning av bränsleved med nuva-rande volymmätning under bark.Nyckelord: Bränsleved, fastvolym, torrhalt.Försöksplan ENA EnergiStudierna har inledningsvis koncentrerats till ENA Energi i Enköping beroende på närheten till Uppsala samt det praktiska upplägg som ENA Energi och VMF Qbera kan erbjuda. Fältarbetet utfördes vid tre försökstillfällen:1. Oktober2. December3. FebruariMaterial och metodFörsöksvirke, mätning och bedömningStudiens provmätningar utfördes vid tre tillfällen, 25-26 oktober, 5-6 december 2011 samt 8-9 februari 2012. Vid varje provmätningstillfälle eftersträvades att få in sex biltravar nyavverkat virke med följande trädslags-blandning:• tre travar med hög andel barrved• två travar med blandved barr/löv• en ren lövtrave• tre travar virke som lagrats minst en sommar vid ENA Energis virkesterminal vid Stenvreten i En-köpingDet färska försöksvirket hämtades vid pågående eller nyligen avslutade avverkningar i Uppland. Det kördes in till ENA Energi AB i Enköping, mättes och vägdes enligt ordinarie rutiner av VMF Qbera varvid m3fub och vikt erhölls (Figur 1). Därefter gjorde VMF:s per-sonal bedömningar av virkets olika egenskaper enligt en bedömningsmall för denna studie.De virkesegenskaper som bedömdes var:•	 Färskhet i tre klasser - torrt, rått och fuktigt.•	 Sprickbildning p.g.a. torkning i ändytan i tre klas-ser - inga sprickor, mellanklass samt stora sprickor•	 Barkavskav (vid avverkning) i tre klasser - inget avskav, mellanklass samt mycket avskav.•	 Medeldiameter•	 Volym travat, m3t•	 Fastmasseprocent•	 Barrvedsandel•	 Torrträdsandel (torra på rot)Färskhetens tre klasser definierades enligt följande:Torrt: Tydliga torksprickor i ändytorna, lös bark.Rått: Färska snitt i ändytorna, frisk bark.Fuktigt: Inga sprickor i ändytorna, blånad.2varje enskilt provtagningssnitt (Figur 3). Andelen spån som uppfångades bedömdes vara mellan 90-95% Efter uttag av de fem spånproverna för en trave vägdes varje prov omgående på en våg installerad i en person-bil intill mätbryggan där provtagningen genomfördes. När samtliga torrhaltsprover från ekipagets tre travar var uttagna lastades travarna av och hölls separerade vid flisningsaggregatet (Figur 4). Efter varje travloss-ning vägdes ekipaget så att en vikt per trave erhölls.Uttag av spånprovEfter mätning och bedömning vid mätstationen trans-porterades virket till en virkesmätningsbrygga med lastbilsvåg på virkesterminalen Stenvreten där varje trave numrerades och antalet stockar per trave bedöm-des. Därefter markerades samtliga fem provtagnings-ställen, sågsnitten, med sprayfärg på respektive traves långsida (Figur 2). Snitt 1 och 2 placerades så nära för-sta virkesstötta som möjligt och så högt som möjligt på travsidan. Snitt 3 och 4 längst ner på travsidan men nära sista virkesstöttan. Avståndet mellan snitten i paret 1 och 2 respektive 3 och 4 var ca 30 cm och längden för varje snitt 1 m. Djupet på samtliga snitt var ca halva diametern av de stockar som berördes.Ett femte snitt uttogs också, uppe på traven mitt emel-lan de båda snittparen och så långt in på travens över-sida som längden på sågsvärdet tillät, ca 40 cm.Provtagningen utfördes med en motorsåg, Husqvarna 346 XPG, som utrustats med en anordning som med hjälp av en papperspåse samlade upp sågspånet från Figur 1. Inmätning, vägning och bedömning av provlass vid ENA Energi AB.Figur 2. Märkning av provtravarnas sågsnitt för uttag av spånprover.Figur 3. Motorsåg för uttag av spånprover.Figur	4.	Virkestravarna	lossas	var	och	en	för	sig	inför	flis-ningen.3ResultatTorrhaltVid beräkning av den genomsnittliga torrhalten fram-räknades ett aritmetiskt medelvärde då syftet var att de enskilda proven skulle beskriva olika delar av lasset. I den följande bearbetningen har vi betraktat det arit-metiska medelvärdet av de 10 flisproven per försöks-trave som det värde som  bäst bör spegla den ”sanna” torrhalten. Standardavvikelsen mellan tio delprov blev i genomsnitt 2,9 %-enheter. Den största standardavvi-kelsen uppmättes till 11,0 %-enheter och den minsta till 0,4 %-enheter. För att öka kunskapen kring uttag av spånprov med motorsåg togs två parallella spånprov på olika höjd i traven (se försöksplan). Standardavvikelsen för diffe-rensen, kvotspridningen, var 2,5 %  för de övre proven och 1,1 % för de nedre proven. Om ett övre och ett und-re spånprov utnyttjas för att beräkna variationen mellan oberoende spånprov i en trave blir standardavvikelsen 4,2 till 4,6 %-enheter. Variationen mellan spånprov är således större än mellan flisprov.I Tabell 1 redovisas uppmätta torrhalter för de olika provserierna. Tabell 1. Uppmätta torrhalterA: Aritmetisk medelvärde av 10 flisprovB: Aritmetiskt medelvärde av spån från fyra sågsnittC: Spån från ett mindre sågsnitt överst på travenD: Flisprov från VMF:s mätningUttag av flisproverVirket flisades med en mobil skivhugg för rundvir-kesflisning, en Mobark modell 30 RXL, som gör flis i storlekarna 15-35 mm av stamved. Varje trave flisades för sig och 10 flisprover uttogs slumpmässigt utspridda över hela flishögen för omgående vägning och torr-haltsbestämning (Figur 5 och 6).  Efter uttag av flisproverna lastades all flis i en flisbil (Figur 7) och transporterades till ENAs mätstation där VMF Qbera vägde och tog torrhaltsprover, ett flisprov per lass/trave. Efter avslutad provtagning transporterades samtliga prover till institutionen för skogens produkter vid SLU för analys av provernas torrhalt.Figur	5.	Travvis	flisning.Figur	6.	Uttagna	flisprover	för	torrhaltsbestämning.Figur	7.	Lastning	av	flis	efter	uttagning	av	de	10	torrhalts-proverna.  Torrhalt, %Trave nr A B C D1 56,1 55,1 55,7 57,92 60,5 56,3 72,0 67,33 57,7 67,0 54,1 64,74 68,4 65,7 51,9 66,75 60,3 67,5 58,8 65,96 63,7 58,1 61,3 66,57 52,2 54,3 59,1 53,88 53,2 50,7 49,3 51,59 51,7 50,2 45,8 53,210 48,7 47,4 50,4 61,611 57,9 58,6 43,8 61,712 61,2 54,1 65,2 61,413 55,4 53,7 54,5 53,414 62,2 56,6 56,8 54,615 64,8 61,5 66,0 62,716 54,2 53,7 54,0 54,917 53,3 54,7 55,5 54,018 54,5 54,2 51,7 54,319 53,8 56,8 60,6 54,520 53,5 53,8 54,4 52,621 55,6 56,3 44,5 54,622 61,0 57,3 63,2 60,123 61,0 59,8 64,4 60,624 55,1 46,3 66,3 52,925 54,7 56,8 58,2 56,526 55,2 55,6 42,7 55,727 55,4 57,6 50,9 54,3 Medel 57,1 56,3 56,0 58,1Std 4,6 5,1 7,5 5,14Tabell 4. Beräknat energivärde per trave för olika mätmetoder A: Energivärde beräknat efter aritmetiskt medelvärde av torrhalt för 10   flisprov.B: Energivärde beräknat efter aritmetiskt medelvärde av torrhalt för 10   flisprov och det genomsnittliga energivärdet per m3t, 1,306 MWh/m3t. C: Energivärde beräknat efter aritmetiskt medelvärde av torrhalt för 10   flisprov  och det genomsnittliga energivärdet per m3fub,      2,354 MWh/fub.D: Energivärdet beräknat efter aritmetiskt medelvärde av torrhalt för 10   flisprov och det genomsnittliga energivärdet per ton rått, 2,804 MWh/  ton rått.E: Energivärdet beräknat efter aritmetiskt medelvärde av spån från fyra   sågsnitt.F: Energivärdet beräknat efter aritmetiskt medelvärde av spån från ett   mindre sågsnitt överst i traven.G: Energivärdet beräknat efter VMF:s torrhaltsprov av flis.Med ”facit”, 10 flisprov i nämnaren, har en kvot bildats för de olika metoderna att uppskatta energivärdet.  B C D E F G1,007 1,016 1,009 0,956 0,954 0,9980,084 0,126 0,0962 0,0790 0,142 0,085Kvotspridningen blir således störst för metoden då ett spånprov tas mitt på traven höst upp, 14 %. Näst största kvotspridning 13 % erhölls för metoden som bygger på en skattning av fastvolymen under bark. För övriga metoder är kvotspridningen på ungefär samma nivå, 8-10 %. Utgår man från mätarnas ”allmänna” bedömning av torrhalten blir de genomsnittliga omräkningstalen följande:Klass Torrhalt MWh/ton  1 55 2,62 58 2,83 61 3,0En mindre överskattning av torrhalten fås vid flisprov-tagning av VMF men skillnaden mellan de olika meto-dernas aritmetiska genomsnitt får betraktas som liten. Med 10 flisprov som ”facit” erhålls följande kvoter och kvotspridningar (Tabell 2).Tabell 2. Kvoter och kvotspridningar Kvot KvotspridningAritmetiskt medelvärde av spån från fyra sågsnitt 0,988 0,067Spån från ett mindre sågsnitt överst på traven 0.982 0,119Flisprov från VMF:s mätning 1,019 0,070Flisproven är således genomgående torrare än spånpro-verna men VMF:s  flisprov, ett per container, har varit torrare än medelvärdet av de 10 flisproverna. Kvot-spridningen är i stort densamma för fyra spånprov och VMF:s mätning, det vill säga avvikelsen från en kon-stant differens är ungefär densamma. Spånprovtagning överst på traven ger en betydligt osäkrare mätning. Bedömning av torrhaltI Tabell 3 har för bedömning av torrhalt, sprickbildning och barkavskav den genomsnittliga torrhalten utifrån 10 flisprov beräknats.Tabell 3. Beräknad torrhalt för bedömd torrhalt, sprickbild-ning och barkavskavTorrhaltsklass	 Antal	travar	 Med.	10	flisprov 1 15 55,4 % 2 7 57,8 % 3 5 60,9 %Sprickbildningsklass   1 23 56,4 % 2 2 59,1 % 3 2 63,5 %Barkavskavsklass   1 15 55,3 % 2 10 58,7 % 3 2 61,0 %Bedömning av torrhalt, sprickbildning och barkavskav ger trots ett begränsat antal travar ett visst samband till uppmätt torrhalt från 10 flisprov. För övriga variabler som bedömts, barrandel, medeldiameter, andel torrträd har inte något samband till uppmätt torrhalt kunnat konstateras.Beräkning av energivärdeFör beräkning av energivärde har det effektiva värme-värdet för askfri ved antagits till 19,4 MJ/kg TS, ask-halten till 2 % och ångbildningsvärdet till 2,44 Mj/kg TS. Beräkningen grundar sig på den basformel och det kalkylprogram som finns redovisat på institutionens hemsida (www.slu.se/omrakningstal). Resultatet redo-visas i Tabell 4.     Energivärde, MVhTrave nr A B C D E F G1 31,5 31,1 25,8 32,7 26,8 31,5 32,72 43,3 42,2 44,2 40,5 41,3 52,0 47,73 39,8 37,5 41,9 38,5 40,5 34,4 44,04 39,8 38,3 39,4 31,9 31,6 27,3 37,55 37,7 38,2 37,9 35,2 35,4 35,2 41,56 36,9 34,2 32,1 32,3 28,1 34,6 38,07 27,2 33,4 33,1 30,5 37,2 30,5 27,28 36,1 41,5 39,6 40,5 44,4 33,2 34,69 32,2 32,6 38,2 36,1 42,9 27,0 32,210 25,9 27,5 28,8 31,6 35,1 25,9 33,811 40,5 37,7 43,5 39,1 42,1 27,9 41,912 39,1 38,0 42,4 36,5 39,7 41,7 39,113 32,5 34,3 30,9 33,7 32,1 31,3 30,114 40,9 40,2 38,4 37,0 34,7 35,6 34,315 41,5 38,9 35,8 35,3 30,4 41,5 39,016 29,8 24,7 21,8 32,1 23,5 28,7 29,817 37,1 38,6 39,0 41,4 43,7 39,9 37,018 37,7 33,2 32,9 39,1 34,2 33,5 34,919 31,9 34,4 29,1 33,1 30,2 35,5 30,720 40,9 42,9 37,9 44,1 40,9 39,3 39,321 32,3 35,9 29,8 33,5 31,0 23,9 31,122 32,6 33,5 38,0 30,5 35,5 33,7 31,623 38,6 39,2 40,2 36,1 37,7 39,9 38,624 33,3 37,1 40,8 34,6 42,3 40,7 30,825 31,8 30,9 36,2 33,0 37,6 33,0 31,826 35,9 35,0 39,7 37,2 41,2 25,2 35,927 40,1 38,3 42,0 41,7 43,6 35,7 37,2      Medel 35,8 35,9 36,3 35,9 36,4 34,0 35,6Std 4,6 4,3 5,7 3,8 5,8 6,3 4,85Energivärdet har efter denna  klassning beräknats för varje trave och på samma sätt som tidigare har en kvot bildats mellan dessa energivärden och facit värdet. Den genomsnittligga kvoten blir 0,979 och kvotspridningen 8,8 %.Delas travarna upp på barrvirke och lagrat virke, 8 av vardera, fås följande kvotspridningar: B C D E F GBarrvirke 0,039 0,052 0,094 0,141 0,170 0,109Lagrat virke 0,059  0,123 0,079 0,173 0,144 0,074På färskt rent barrvirke ger en volymmätning i m3t el-ler m3fub den lägsta spridningen. Antal travar, obser-vationer, är dock för få men resultatet ger vid hand att en ”sortimentsindelning” med t.ex. barr, löv, lagrat kan förenkla mätningen. DiskussionVariationen mellan 10 flisprov gav en standardavvikel-se på mellan 0,4 och 5,7 %, i genomsnitt 2,9 %-enheter. I liknade studier utförda vid Brista uppmätes standard-avvikelsen till 1,7 %-enheter (Larsson, F. 2011). Stan-dardavvikelsen speglar variationen i materialets torr-halt och hur mycket det har sönderdelats och blandads. Variationen mellan spånprov är större än mellan flis-prov. I denna studie uppmättes variationen mellan en-skilda spånprov tagna från travarnas sida till mellan 4,2 och 4,6 %-enheter. Även i studierna i Brista togs spånprov med motorsåg, tre stycken prov per travsida. Standaravvikelsen för dessa prov uppmättes till 4,1 %-enheter (Larsson, F. 2011).Vilken variation mellan prov man bör räkna med vid utformning av provtagning i flis eller provtagning med motorsåg för att uppnå en flis precision beror i mycket på råvaran. För en homogen råvara torde man för flisprov kunna räkna med 1-3 % i standardavvikelse och 3-5 % för spånuttag med motorsåg. Spridningen i torrhaltsprov för sågverksflis är i nivån 1-2 %-enheter och under den nivån torde det vara svårt att hamna för flis av bränsle-sortiment (Nylinder, M. 1982). Variationen i torrhalt för spånuttag i bränsleved kan vara mycket stor. De högsta värdena i denna studie uppmättes till 11 %-enheter. Eventuella systematiska skillnader mellan de olika provtagningsmetoderna visade sig vara mycket små, +/- 1 %-enhet. Att motorsågen skulle innebära en ut-torkning av spånet jämfört med flis kan inte påvisas. Denna studie torde dock vara i minsta laget för att kunna uttala sig om systematiska skillnader. Uppmäta kvotspridningar mellan torrhalten beräknat utifrån 10 flisprov visar att provtagningen baserat på ett mindre spånprov högst upp på traven ger den största kvotsprid-ningen jämfört med 10 flisprov, 12 %. Övriga metoder ger en kvotspridning på 7 % vilket även det är högt.En medelfelsberäkning ger att 95 gånger av 100 skulle värdet hamna mellan +/- 1,96 sn×där s är lika med standardavvikelsen och n lika med an-tal prov. För flis med s lika med 3 och n lika med 10 blir intervallet 1,9 %-enheter. För att uppnå detta osäkerhets-intervall med spånprov krävs drygt 20 spånprov enligt provad modell.Den här studien omfattar vidare en orienterande del vad gäller möjligheten för virkesmätare att bedöma virkets torrhalt och egenskaper som kan ha ett samband till torrhalten. Bedömning av torrhalt, sprickbildning och barkavskav ger trots ett begränsat antal travar ett visst samband till uppmätt torrhalt från 10 flisprov. För öv-riga variabler som bedömts, barrandel, medeldiameter, andel torrträd har inte något samband till uppmätt torr-halt kunnat konstateras. För att få ett uppfattning om bedömningar av dessa slag kan användas inom virkes-mätningen fodras mycket långa mätserier som bygger på ett ”feed back” till de personer som visuellt skall göra dessa bedömningar.För beräkning av energivärde har det effektiva värme-värdet för askfri ved antagits till 19,4 MJ/kg TS, askhal-ten till 2 % och ångbildningsvärdet till 2,44 MJ/kg TS. A. Energivärde beräknat efter aritmetiskt medelvärde   av torrhalt för 10 flisprov.B. Energivärde beräknat efter aritmetiskt medelvärde   av torrhalt för 10 flisprov och det genomsnittliga   energivärdet per m3t , 1,306 MWh/m3t. C. Energivärde beräknat efter aritmetiskt medelvärde   av torrhalt för 10 flisprov och det genomsnittliga   energivärdet per m3fub, 2,354 MWh/fub.D. Energivärdet beräknat efter aritmetiskt medelvärde   av torrhalt för 10 flisprov och det genomsnittliga   energivärdet per ton rått, 2,804 MWh/ton rått.E. Energivärdet beräknat efter aritmetiskt medelvärde   av spån från fyra sågsnitt.F. Energivärdet beräknat efter aritmetiskt medelvärde   av spån från ett mindre sågsnitt överst i traven.G. Energivärdet beräknat efter VMF:s torrhaltsprov   av flis.Med Metod A som ”facit ” i nämnaren beräknades kvo-ten för de olika metoderna.6Metod B, C och D skall teoretiskt inte ge någon genom-snittlig avvikelse då de är baserade på samma torrhalter. Kvotspridningen för dessa metoder ger en bild hur dessa metoder skulle fungera för ett fast omräkningstal för MWh/m3t, MWh/m3fub resp. MWH/ton rått. Den osäk-raste metoden visar sig vara en bedömning av m3fub som ger en kvotspridning på 13 % medan övriga två metoder får en kvotstridning på 8-9 %. Att en bedöm-ning av travad volym i jämförelse med en uppskattning av fast volym under bark ger en lägre kvotspridning är svårt att förklara. En orsak kan vara barkens inverkan. Den metod som ger stört kvotspridning är den då en-dast ett spånprov tas mitt på traven högst upp, 14 %. Tanken med detta prov var att testa en provtagning som eventuellt kan ske från dagens mätbryggor. Metoderna med fyra spånprov per trave eller VMF:s provtagning av flis gav en kvotspridning på cirka 8 %. Om vi tänker oss en metod där mätarna klassar virket i tre klasser utifrån ett allmänt helhetsintryck och be-räknar enerigvärdet fås den genomsnittligga kvoten blir 0,979 och kvotspridningen 8,8 %. Detta är i nivån med övriga metoder vilket talar för att ett sätt att förenkla mätningen för bränsleved kan vara att utveckla en mät-ning som bygger på visuell bedömning av torrhalten. Mats Nylindermats.nylinder@slu.seTel: 018-672470 Hans Frykhans.fryk@slu.se Tel: 018-672518I studien uppmätta kvotspridningar är höga i jämförelse med massavedsmätning av fast volym under bark som på travnivå har en kvotspridning på 6-7 för fallande längder % (muntligt L. Björklund).Den här genomförda studien omfattar ett begränsat an-tal travar och för att föreslå nya mätmetoder för bräns-leved bör längre försöksserier ingå.ReferenserLitteraturLarsson, F. 2011. Mätning av bränsleved - Fastvolym, torrhalt el-ler vägning? Rapport nr 18. Sveriges lantbruksuniversitet, in-stitutionen för skogens produkter, UppsalaNylinder, M. 1982. Sågverksflis, del 1. Försöksuppläggning, ved-egenskaper och flisfraktioner. Rapport nr 128. Sveriges lant-bruksuniversitet, institutionen för virkeslära, UppsalaRingman, M. 1996. Trädbränslesortiment. Definitioner och egen-skaper. Rapport nr 250. Sveriges lantbruksuniversitet, institu-tionen för virkeslära, UppsalaInternetOmräkningstal och värmevärdesberäkningar för skogsbränslen på dagens svenska marknad (http://www.slu.se/omrakningstal)

Mätning av bränsleved vid ENA Energi AB i Enköping

https://pub.epsilon.slu.se/13190/11/nylinder_m_fryk_h_160524.pdf

Mätning av bränsleved vid ENA Energi AB i Enköping

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Epsilon Open Archive