Kvalitetskontroll är viktigare än någonsin
Den interna kvalitetsvariationen i en last med en viss bränsletyp orsakar ofta problem vid provtagning och kontinuerlig gradering i den egna kvalitetskontrollen. En bränsletyp som anses vara av enhetligkvalitet kan i själva verket vara en blandning av både det ena och det andra, något som man inte genast kan bedöma med blotta ögat. Man kan själv konstatera fenomenet genom att betrakta fraktioner av återvunnet trä eller avfall innan och efter processering. En mycket mångfacetterad råvara krossas till önskad storlek medan man samtidigt har som målsättning att avlägsna återvinningsbara metaller och föroreningar som är skadliga vid förbränning.
Det krossade bränslet transporteras till kraftverk, där det vid ankomst generellt tas emot med informationen leverantör-bränslekod-belastningsvikt. När det gäller återvunnet trä anger statistikcentralens kod som används i mottagningen inte ens dess kvalitet, även om det finns en ABCD-kvalitetsklassificering för återvunnet trä. Denna klassificering fungerar även som riktgivande, det är inte fråga om kontinuerlig mätning. Traditionellt görs kvalitetssäkring genom att kontrollera hur lasten ser ut vid lossningstillfället samt genom att ta prover, antingen manuellt eller med någon form av automatisk provtagare. I detta skede finns det dock inte längre någon information om hur innehållet ursprungligen såg ut eller huruvida man fick representativa prover av det processerade bränslet som i sin tur är representativt för hela lasten.
Vi befann oss själva i en lika dålig situation när vi kontrollerade driften av våra enheter genom att jämföra online-mätdata med referensproverna. Prover tas nämligen slumpvis från den fallande strömmen, men de tenderar att tas med 1-2 minuters intervall eftersom det varken är vettigt eller behagligt att bevaka avlastningen av leveransen i sin helhet. Den kan nämligen räcka 10 minuter till 36 timmar beroende på anläggning. Under provtagningen försöker vi med ögonmått kontrollera att de tagna proverna motsvarar det som transporterats som helhet. Detta är inte det enklaste skedet när det gäller en sluten mörklagd kedjetransportör. Provtagningens framgång kan inte vara 100% säker ens efter att resultatet av ugnstorkningen positivt motsvarar den kontinuerliga data vi får från vår egen mätanordning
Maskinsynens roll i kvalitetskontroll
Vi har identifierat problemet och vår brist på förmåga att förutsäga ett lyckat resultat på Gauss-kurvan då det är fråga om utmanande bränslefraktioner såsom återvunnet trä. För att lösa detta problem har ett datorseendesystem som tar bilder av bränsleflödet med jämna mellanrum adderats till i våra FuelControl-system. Först utvärderade vi slumpmässigt kvaliteten på lasten utgående från fotografier, men även detta visade sig vara ganska arbetsdrygt. Därför automatiserar vi bränsletypsidentifieringen på så sätt att systemet klassificerar fotografier enligt de bränsletyper som används av anläggningen.
När det gäller återvunnet trä gick vi ännu ett steg längre och förädlade fram ett verktyg som fungerar som en självorganiserande karta (Self-Organizing-Map, SOM) med hjälp av neuronnät. SOM använder information som genereras av röntgen, datorseendesystemet samt bränsletillförselsystemet och går igenom leveransen med noggrannheten av varje röntgenbild. För att kunna klassificera enskilda röntgenbilder beräknar vi en delkategori som med en halv eller en minuts noggrannhet representerar det aktuella återvunna träet i databasen. Nu hjälper den här informationen till att bedöma kvaliteten på hela lasten i allmänhet. Vi kan kontrollera om de referensprover vi tagit sannolikt matchar hela lastens effektkvalitet eller om de representerar något avvikande.
Litet system, stora fördelar
Närmare granskning av laster av återvunnet trä med SOM ger också värdefull information för både kraftverket som bränner det och bränsleleverantören. Om SOM börjar tolka det inkommande materialflödet som något avvikande från det vanliga, är orsaken ofta försämrad kvalitet som i sin tur i värsta fall kan leda till kostsamma driftstopp i pannan. Å andra sidan kan informationen om avvikande kvalitet härröra sig från att det återvunna träet är torrare än förväntat, vilket i sin tur kan leda till att ett damm som ökar explosions- och brandrisken utsöndras. SOM kan också rapportera om förändringar i tillverkningsprocessen, och med denna information snabbt tillgänglig kan orsakerna identifieras och problemet korrigeras och eventuellt förhindras. I enklast möjliga fall kan korrigeringen innebära att justera krosslinjens hastighet så att insamlingen av metaller med magneter och virvelströmavskiljare börjar fungera bättre, och därmed gagnas bränsleleverantören av det mervärde som erhålls från dem.
I framtiden kan Inrays programvara användas för att hitta och sammanställa färgavvikelser från det fasta bränsle som tas emot. Färg till bilderna bidrar den kallade skogsflisen och det målade träet med. Riklig förbränning av skogsflis tillför pannan klor, och målat återvunnet trä är inte en önskvärt i många pannor på grund av de orenheter de innehåller. Tidigare tillsatte man bly i några av färgerna, och dessa föreningar är kraftigt nedsmutsande och frätande.
Med hjälp av datorseendesystemet kan kvaliteten hos biobränsle undersökas ur ett ännu större helhetsperspektiv. Bildserien nedan är ett exempel på hur ett kraftverk kan använda sig av kamera. Samma genomvåta och obestämbara varor levererades till anläggningen med tre olika bränslekoder. Datorseendesystemet är en effektiv lösning redan på egen hand, och i kombination med företagets FuelControl-system kan vi introducera ett mycket omfattande kvalitetskontrollsystem för biodrivmedel i realtid.
