成果報告書詳細
管理番号20090000000211
タイトル平成18年度-平成20年度成果報告書 新エネルギー技術フィールドテスト事業 地域バイオマス熱利用フィールドテスト事業 クリーニング工場における木質バイオマス熱利用フィールドテスト事業
公開日2009/8/14
報告書年度2006 - 2008
委託先名株式会社北海道健誠社 株式会社NERC
プロジェクト番号P07018
部署名新エネルギー技術開発部 バイオマスグループ
和文要約1.地域バイオマス熱利用フィールドテスト事業の概要:本事業では、蒸気を大量に使用するクリーニング工場の燃料を重油からバイオマスであるチップやバーク等の木屑に切り替えることによって、「CO2排出量を削減し、地球温暖化防止に貢献」、「燃料を木屑に転換することで、運転経費を削減」することを目指し、以下の事業を行った。 チップ及びバーク等を木質ボイラーで直接燃焼させ、生成した蒸気をクリーニングドライヤーの熱源として利用する。 蒸気ドレン(温水)をボイラー給水に戻し、ボイラー排ガスの熱を木屑燃料の燃焼前の乾燥熱源として再利用し、省エネルギー化を図る。 原料の乾燥・燃焼、蒸気の供給・利用、ドレンの再利用、排ガスの再利用、木灰に至る総合的なデータの収集・分析を行う。 2.事業実施内容:本事業でのボイラー稼動は、夏場は連日、11月以降は週6日(日曜日以外)、1日稼働時間は9-13時間であった。工場へ送る蒸気圧は800kPa前後で、蒸気使用量は約3.3-4.2t/hとなっている。ドレンの回収率は23-37%であった。工場で必要な1日の発生蒸気量33t-55tを確保するために11-13t/dayの燃料を投入したが、燃料の含水率は10月までが20%前後(湿式)であったのに対して、11月以降は30%以上となった。燃料の含水率が上昇したため、冬季はボイラーの温度を上げるために多くの燃料が必要になった。入熱を投入燃料による熱量、出熱を蒸気による熱量として算出したボイラー効率は、平成19年度は平均74%、平成20年度は平均72%であった。 3.環境性の評価:重油ボイラーを使用した平成18年度と木屑ボイラーに切り替えた平成19年度・平成20年度を比較すると、燃料転換に伴うCO2削減量及びチップ製造・運搬時のCO2排出量から算出したCO2の総排出量は、平成18年度2,441t-CO2に比べて平成19年度はマイナス88%、平成20年度はマイナス86%を達成した。 4.経済性の評価:重油ボイラーと木屑ボイラーの経済性比較:平成18年度に比べて平成19年度の総経費は2,223万円で燃料転換を主因に約4割、同様に平成20年度は2,706万円で約5割の大幅減少となった(但し、減価償却を除く)。平成20年度は、チップの価格が1割値上がりしたこと、新設した第3工場への蒸気供給量が増えたために前年に比べて経費が若干増加した。 5.3年間の事業の総括と今後の課題:本事業の実施により、木屑焚ボイラーは重油ボイラーの代替として十分使用可能であること及びその経済効果やCO2削減効果が大きいことがわかった。一方、燃料チップの安定的な確保、積雪寒冷地における燃料凍結の対策、ボイラー内の適正な空気調整が課題として挙げられた。燃料チップの安定的な確保に関しては、林地残材の燃焼条件を探るために、季節を通じて林地残材を従来のチップと混ぜてボイラー燃料として焚くことで、林地残材の有効利用が可能となる。今後は、燃料条件を把握することで、より効率向上を図りたい。 ボイラー内空気調整については、酸素センサーによる酸素濃度制御とともに燃料供給量や含水率などの条件とあわせて、バイオマス焚きボイラーの最適な運転条件の確立が今後の普及に不可欠な課題である。
英文要約Title: Local Biomass Heat Utilization Field Test Project ‘Woody Biomass Heat Utilization Field Test Project at Industrial Laundry’ (FY2006-FY2008) Final Report 1. Outline of the project:We introduced a boiler plant system using woody biomass to an industrial laundry, in one of the coldest areas in Japan, where abundant steam was used. The aim of project is to contribute to prevention of global warming, to reduction of CO2 emission and to cost cutting of expense by fuel conversion. The chip and bark, etc are burnt directly with the woody biomass boiler, and the generated steam is used as a heat source of the cleaning dryers.The steam drain (warm water) is returned to the boiler feed-water, and the heat of boiler exhaust gas is recycled as a dry heat source, to plan the energy saving. 2. Implementation of the project:The boiler was daily operation in summer, for 6 days per week (except Sunday) after Nov. and for 9~12 hours per day every season. Steam pressure and volume used in the industrial laundry were about 800kPa and about 3.3~4.2t/h, respectively. The recovery percentage of drain was 23~37%. The fuels of 11~13t/day were supplied to industrial laundry in order to require the steam of 33~55t/day. The moisture of fuel was 20% (wet base) before Oct. and more than 30% after Nov. The reason is that the higher the moisture, the much the fuel is needed. The boiler efficiency was calculated with enter heat of fuel (calorific value) and exit heat of steam (calorific value), and the value was about 74% (FY2007) and 72% (FY2008) on the average. 3. Evaluation of environmental:As compared FY2006 (heavy oil boiler used) with FY2007-FY2008 (woody biomass boiler used), the amount of CO2 reduction according to fuel conversion, besides CO2 emission from chip production and transportation, could be reduced by 88% in FY2007 and 86% in FY2008 from 2,441t-CO2 in FY2006. 4. Evaluation of economic efficiency:The total cost of chemicals, fuels and boiler operators was \22,230,000 in FY2007 and \27,060,000 in FY2008, which could be reduced by about 40% (FY2007) and by about 50% (FY2009) from FY 2006 year, respectively. (except for depreciation expenses). The cost in FY2008 increased a little as compared with last year because the chip cost increased by 10% and the amount of steam also increased in order to supply to the new 3rd factory. 5. Summary during 3 years and subjects in the next stage:It was concluded that the conversion from heavy oil boiler to woody biomass one has economical and environmental advantages. We could understand that the stable procurement of fuels and the management of fuel moisture are important and that, besides, the amount of supply-air must be controlled in the boiler because of excess O2 in the boiler. With respect to the stable procurement of fuels, we can hold the fuel condition of forestry residuals by mixing the residuals and chips in every season. With respect to the amount of supply-air in the boiler, we need to control the density of O2 by using an O2 sensor, besides the other conditions such as the amount of fuel and its moisture, for example. It is essential that the establishment of optimum condition of solid fuel boiler should be promoted in the future.
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