Spelling suggestions: "subject:"conergy engineering"" "subject:"conergy ingineering""
751 |
Potential for Biogas Production from Residues of a Slaughter House at High Altitude in BoliviaCaille L'Etienne, Thibault January 2010 (has links)
The potential for biogas production with residues of a slaughter house in the climatic conditions of LaPaz has been determined during the master’s thesis. The project was carried out at a pilot plantconsisting of three tubular biodigesters made of polyethylene. The study showed that there is strong potential for biogas and biofertilizer production from residues ofslaughter houses at high altitude and cold climate in Bolivia, even by using blood which is the majorcomponent responsible of the water contamination. This production led to avoid water contamination,to limit the greenhouse effect by limiting the methane release into the atmosphere due to uncontrolledwaste management, and to improve the agriculture yields through the use of organic fertilizer. After afirst period of investigation, new parameters of operation of the pilot plant were defined in order tooptimize the biogas and biofertilizer production. But the tubular biodigesters made of polyethylenecould difficultly be further developed at industrial scale. Thus the final part of the project consisted in the design of a new type of low-cost pilot plant whichcould solve the environmental burden caused by slaughter houses residues in all Bolivia, whilegenerating more economical benefits from the biogas and biofertilizer production. This pilot plant wasintended to be further scaled-up and developed in all Bolivia if the new investigation carried out afterthe master’s thesis would give satisfactory results. The estimations of industrial plants based on theresults of the pilot plant of Achachicala showed that the slaughter houses could work only by usingbiogas resulting from the anaerobic digestion of their residues, while generating important amounts ofbiofertilizer which would be a source of important economical benefits.
|
752 |
Pedagogical development and technical research in the area of geothermal power productionDenbow, Christopher January 2011 (has links)
This work describes the types of power plants used for geothermal power generation in the world; the dry steam power plant, the flash steam power plant and the binary cycle power plant. The objective of the MSc work was the development of learning content on the subject of geothermal power generation for the CompEdu platform in the energy department at KTH. The power plants are described from a system perspective followed by an explanation of the operation of major components. Examples and calculations are given with the aim of illustrating which parameters are most important to the operation of each plant from a performance perspective. An important point is that the report does not go into detail for auxiliary components such as piping and valves. These components are essential from the point of view of fluid handling, however are less important in terms of understanding the mode of operation of the power plant. The power plants must consider the fact that geothermal fluid is corrosive and contains non-condensable gases. The choice of the type of geothermal power plant depends on the temperature and state of the geothermal fluid being utilised (liquid or vapour dominated). The research shows that each power plant has its own significant optimisation criteria, to summarise these: the dry steam power plant uses the selected wellhead pressure for extraction of geothermal fluid to optimise power output, the flash steam power plant uses the operating conditions in the steam separator to optimise power output and the binary cycle uses the required heat exchanger area per unit of power generated to select the optimal working fluid for power generation. Finally, innovative alternatives for power generation from geothermal resources that are on the horizon are introduced.
|
753 |
Analysis of Boiling Water Reactor Design and Operating Conditions Effect on Stability BehaviourAmselem, Elias January 2011 (has links)
It is well known that boiling water reactors can experience inadvertent power oscillations. When such instability occurs the core can oscillate in two different modes (in phase mode and out of phase mode). In the late 90’s a stability benchmark was created using the stability data obtained from the experiments at the Swedish nuclear power plant of Ringhals-1. Data was collected from the cycles 14, 15 , 16 and 17. Later on, this data was used to validate the various models and codes with the aim of predicting the instability behavior of the core and understand the triggers of such oscillations. The current trend of increasing reactor power density and relying on natural circulation for core cooling may have consequences for the stability of modern BWR’s designs. The objective of this work is to find the most important parameters affecting the stability of the BWRs and propose alternative stability maps. For this purpose a TRACE/PARCS model of the Ringhals-1 NPP will be used. Afterwards a selection of possible parameters and dimensionless numbers will be made to study its effect on stability. Once those parameters are found they will be included in the stability maps to make them more accurate.
|
754 |
Modelling and Simulation of Temperature Variations of Bearings in a Hydropower Generation UnitGunasekara, Cotte Gamage Sarathchandra January 2011 (has links)
Hydropower contributes around 20% to the world electricity supply and is considered as the most important, clean, emissions free and economical renewable energy source. Total installed capacity of Hydropower generation is approximately 777GW in the world (2998TWh/year). Furthermore, estimated technically feasible hydropower potential in the world is 14000TWh/year. The hydropower is the major renewable energy source in many countries and running at a higher plant-factor. Bearing overheating is one of the major problems for continues operations of hydropower plants. Objective of this work is to model and simulate dynamic variation of temperatures of bearings (generator guide bearing, turbine guide bearing, thrust bearing) of a hydropower generating unit. The temperature of a bearing is depends on multiple variables such as temperatures of ambient air, cooling water and cooling water flow-rate, initial bearing temperatures, duration of operation and electrical load. Aim of this study is to minimize the failures of hydropower plants due bearing temperature variations and to improve the plant-factor. The bearing heat exchange system of a hydropower plant is multi-input (MI) and multi-output (MO) system with complex nonlinear characteristics. The heat transfer pattern is compel in nature and involves with large number of variables. Therefore, it is difficult to use conventional modelling methods to model a system of this nature. So that Neural Network (NN) method has been selected as the best where past input and output data is available, and the input characteristics can be mapped in order to develop a model. In this report a neural network model is developed to model the hydropower plant, using Matlab neural network tool box and matlab as the implementation language.
|
755 |
Assessment of humidity management effects on PEM fuel cell performanceOsamudiamen Ose Micah, Ose Micah January 2011 (has links)
The electrical energy output and the performance of a PEM fuel cell is dependent on the ion transfer in the fuel cell. The ion transport mechanism in the electrolyte cell membrane is dependent on the charge site in the membrane. The charge sites increases with an increase in the hydration of the membrane, this shows that the water content of the membrane is important to facilitate the ion transfer in the electrolyte membrane, hence proper management of water is essential to the operation of the PEM fuel cell system, to achieve these a proper balance of the water transport within the PEM fuel cell is needed for the optimum operation of the PEM fuel cell membrane. This work is based on an assessment of the humidity management effect on the performance of the PEM fuel cell. If the fuel cell membrane is over hydrated with water, it results in over flooding of cell membrane, which causes activation losses and H+ ion cross over losses in the fuel cell, and if the membrane is poorly hydrated it results in poor hydration of the membrane which causes concentration loss, and very low ion conductivity. The water balance system of the fuel cell is such that water vapour is present in the air at the inlet, the water is also used for H+ ion transport from the anode to the cathode, the excess water in the cathode is back diffused in to the anode, at the cathode it is also produced from the chemical reaction of the fuel cell, at the exits water it is evaporated at both the anode and cathode of the cell, and finally with the use of water mass balance we determine the mass of the water which is injected into the fuel cell to meet up the water demand for the hydration of the membrane. This work analyses how these parameters, the operating temperature, relative humidity of air, the inlet temperature, the pressure drop in the cell membrane, the operating temperature, the membrane thickness and the stoichiometry of air affects the water content of the cell membrane. The results from this work showed that a proper management of the PEM fuel cell is of central importance to control the membrane hydration and ensure proper performance of the fuel cell.
|
756 |
Combustion of sludge in Fortum’s plants with possible phosphorus recyclingHoffman, Victor, Marmsjö, Anton January 2014 (has links)
The management of waste is by all means a great challenge to any society. In Sweden, the past decades has seen legislation progressing in congruence with concerns over environmental stress from inefficient waste management. The legislative changes aim primarily to promote waste reduction and better waste utilization. Sludge is a waste-type from different industrial processes and is unfortunately of limited reuse and recycling-value, but sludge combustion for energy recovery appears promising. Also, the oftentimes high phosphorus content in sludge strengthens the potential of extracting phosphorus from combustion ashes. The heat and power industry has shown great interest in sludge combustion. Fortum has a set of different sludge types to choose from as well as many different options available based on where and how the sludge can be incinerated. Yet there are many inherent problems, but also operational benefits, of combusting sludge. These factors combined make the venture multifaceted and therefore not straightforward. Based on this, this thesis is a preliminary study aiming to assess the possibility of combusting sludge in Fortum’s existing or future facilities, along with possible phosphorus recovery from the combustion ashes. The study was based on applying either sludge mono- or co-combustion. The scenarios evaluated were; firing 70000 tonnes of digested sewage sludge, 50000 tonnes of fibrous sludge and 26400 tonnes of digestate which all are pertinent sludge amounts in this study. Co-combustion involved firing these together with the base fuels fired in Fortum’s grate furnace and fluidized bed boilers in Brista and Högdalen CHP plants. The mixing yielded new characteristics of the combustion input, such as a lower heating value, which were vetted against the boilers’ capability to handle these. Mono-combustion was compared economically with co-combustion to assess investment profitability. The phosphorus concentration in the ashes from the mixes was determined as well in order to assess the possibility for viable extraction. In addition, proper sludge pretreatment methods were examined. The results showed that co-incineration of 70000 tonnes digested sewage sludge was possible in boiler P6 in Högdalen and B2 in Brista. These generated an economic gain with an internal rate of return of 96,3 % and 96,4 % respectively. It was possible to co-incinerate 50000 tonnes of fibrous sludge in boilers B1 and B2 in Brista as well as P6 although economic gains were only seen in B1, where the internal rate was 87,5 %. Co‑incinerating 26400 tonnes of digestate was possible in all boilers except P3 assuming that the similar boilers P1 and P2 in Högdalen can incinerate the sludge in tandem. The incineration of digestate yielded an economic gain for these boilers with an internal rate ranging from 25,7 % for P1 and P2 in tandem to 102,6 % for B1. Although mono-combustion is a practical solution it was found not to be an economically feasible alternative under prevailing economic conditions. The results also indicated that NOx and SOx formation increased in the raw flue gaseswhen co‑firing sludge, as also was the case with flue gas volume flow and flue gas water vapor. Fossil CO2 emissionsdecreased for all waste fired boilers when co-combusting sludge. Digested sewage sludge and digestate increased combustion ash amounts in all cases, whereas fibrous sludge only did this in B1. All sludge types were found to be beneficial for reducing the risk of corrosion and agglomeration, but digested sewage sludge was remarkably more so than digestate and fibrous sludge. The phosphorus concentration in the co-combustion ashes was deemed insufficient for viable phosphorus extraction, but was promising when firing digested sewage sludge in B1. The concentration was sufficient in a mono-combustion application when firing digested sewage sludge and digestate. Overall environmental impacts are however dubious. There needs to be further investigation in order to properly assess these. / Hanteringen av avfall är en stor utmaning i alla samhällen. I Sverige har lagstiftningen de senaste decennierna utvecklats i takt med ökad oro över miljöbelastningen från ineffektiv avfallshantering. I första hand syftar lagändringarna till att främja avfallsminimering och bättre avfallsutnyttjande. Slam är en typ av avfall från olika industriprocesser och har dessvärre begränsat värde för återanvändning och återvinning, men slamförbränning för energiutvinning verkar lovande. Även den i många fall höga fosforhalten i slam ger en potential att utvinna fosfor ur förbränningsaskorna. Kraft- och värmeindustrin har visat stort intresse för slamförbränning. Fortum har olika slamtyper att tillgå och många olika alternativ gällande var och hur slammet ska förbrännas. Det finns också problem, men även förbränningstekniska fördelar, kopplat till slamförbränning. Tillsammans gör dessa faktorer satsningen mångfacetterad och därför inte helt självklar. Detta examensarbete är en förstudie som syftar till att bedöma möjligheten att förbränna slam i Fortums befintliga eller framtida anläggningar, tillsammans med eventuell återvinning av fosfor från förbränningsaskorna. I studien undersöktes slamförbränning, antingen monoförbränning eller förbränning tillsammans med andra bränslen. Scenarierna som utvärderats innefattar förbränning av 70000 ton rötslam, 50000 ton fiberslam och 26400 ton rötrest vilka är relevanta mängder för denna studie. Samförbränning innebär att dessa blandas och eldas tillsammans med basbränslena i Fortums rosterpannor och fluidiserade bäddar i kraftvärmeverken i Brista och Högdalen. Slamblandningen ger upphov till nya egenskaper hos det inmatade bränslet, till exempel ett lägre värmevärde, vilka jämförs mot pannornas kapacitet att hantera dessa. Monoförbränning jämfördes med samförbränning för att bedöma dess ekonomiska konkurrenskraft. Fosforhalten i askan från blandningarna bestämdes även för att bedöma fosforutvinningspotentialen. Dessutom har lämpliga förbehandlingsmetoder för slam undersökts. Resultaten visar att samförbränning av 70000 ton rötslam var möjlig i panna P6 i Högdalen och B2 i Brista. Dessa gav en ekonomisk vinst med en internränta på 96,3 % respektive 96,4 %. Det var möjligt att samförbränna 50000 ton fiberslam i panna B1 och B2 i Brista samt panna P6 även om ekonomiska vinster bara visades i B1, där internräntan blev 87,5 %. Samförbränning av 26400 ton rötrest var möjligt i alla pannor förutom P3 förutsatt att pannorna P1 och P2 i Högdalen kan förbränna slammet i tandem. Förbränning av rötrest gav en ekonomisk vinst i dessa pannor med internräntor mellan 25,7 % för P1 och P2 tillsammans och 102,6 % för B1. Även om monoförbränning kan vara en praktisk lösning är det inte ett ekonomiskt försvarbart alternativ under rådande ekonomiska förhållanden. I studien gavs det även indikationer på att uppkomsten NOx och SOx i rågaserna ökade vid samförbränning med slam, samt att även rökgasvolymflöde och mängden vattenånga i rökgaserna ökade. Fossila CO2 utsläpp minskade för de avfallseldade pannorna vid samförbränning. Rötslam och rötrest gav en ökning av mängden aska i alla pannor, medan fiberslam endast ökade denna i B1. Alla slamtyper var fördelaktiga att förbränna för att minska risken för korrosion och agglomerering men rötslam var anmärkningsvärt bättre i det avseendet jämfört med rötrest och fiberslam. Fosforhalten i samförbränningsaskorna bedömdes vara för låg för lönsam fosforutvinning, men var lovande vid rötslamsförbränning i panna B1. Koncentrationen var tillräckligt hög vid monoförbränning av rötslam och rötrest. Det är dock oklart vad den totala miljöpåverkan blir vilket skulle behövas utredas vidare.
|
757 |
Modellering och analys av sekundärvärmesystemet på massa- och pappersbruket SCA Obbola / Modeling and analysis of the secondary heating system at pulp and paper mill SCA ObbolaNorgren, Jens January 2021 (has links)
Syftet med det här examensarbetet var att utreda massa- och pappersbruket SCA Obbolas sekundärvärmesystem. Examensarbetet utredde hur systemet kommer påverkas efter genomfört projekt ”Expansion Obbola” och huruvida fabriken kommer lida av sekundärvärmeunderskott eller inte. Utifrån resultatet togs förslag fram för hur underskott kan motverkas och eventuella överskott utnyttjas. För ändamålet gjordes en modell på dagens sekundärvärmesystem och med projekterade värden för ”Expansion Obbola” kunde sekundärvärmebalansen fastställas. Examensarbetet har utförts på plats där strömmarna kartlagts genom inspektion, ritningar och styrsystem. Nödvändiga mätdata för modellerna har tagits från givare som finns installerade för att styra processen på fabriken. Modellen använder sig av data och inparametrar som genom regressioner kan approximera sekundärvärmebalansen beroende på produktion och externa faktorer. Programvaran som används i uppbyggnad av modellerna är beräkningsprogrammet Excel med tillägg från WinMops. Eftersom de externa faktorerna har stor inverkan på systemet sattes modellen upp för både sommar- och vinterförutsättningar. Modellerna byggdes upp för att beräkna balansen i systemet under normala driftförhållanden och antagandet att systemet är stabilt. Programvaran som används i projektet är Excel. Sekundärvärmesystems värde kan anses som möjligheten att minska behovet av primärånga. Därmed beräknades behovet då ingen primärånga använts till att producera sekundärvärme, alternativt som spetsvärme för att täcka behovet. I dagens sekundärvärmesystem finns ett stort överskott av termisk energi. Under medelproduktion och medelinställningar för externa faktorer erhölls 16,2 MW och 9,9 MW spillvärme för sommaren respektive vintern. Alla punkter i analysen klarar behovet med marginal, men där undantaget är låg produktion under riktigt kalla vinterdagar. Efter ”Expansion Obbola” blir systemet starkt beroende av utomhustemperaturen. Under sommaren, då temperaturen ute är hög, blir överskottet än större och spillvärmen beräknades till 26,3 MW under medelinställning av inparametrarna. Vintern medför att systemet har överskott under medelinställningar och spillvärmen beräknades till 7,5 MW. Sekundärvärmesystemet klarar inte behovet för alla utomhustemperaturer. Balansen erhålls vid -10,8 °C för hög-, -10,8 °C för medel- och -6,0 °C för låg produktion. Genom att utöka flödet mellan hetvattentanken och varmvattenbingen kan underskottet under kalla vinterdagar minskas. Åtgärdsförslaget som anges medför att systemet klarar en balans vid -13,4 °C för hög-, -11,0 °C för medel- och -6,0 °C för låg produktion. Med ”Expansion Obbola” tillkommer stora förändringar till pannornas vattenhantering. Temperaturen på spädvatten mot matarvattentankarna går från 97,9 °C till 90,6 °C under sommaren vid medelinställning på inparametrarna. För vintern går temperaturen från 96,0 °C till 87,4 °C. På grund av den sänkta temperaturen på strömmarna mot matarvattentankarna kommer motsvarande termiska energi behöva tillsättas, vilket resulterar i en ökad ångförbrukning. Varmvattenbingen kan erhålla en jämnare temperatur genom att prioritera varmare flöden till tanken, förslaget innebär att en större mängd hetvatten kan frigöras till nya ändamål. Flödet som har lägst temperatur till varmvattenbingen är från kokeriet. Åtgärden medför att upp till 70 m3/h extra hetvatten frigöras under sommaren och 86 m3/h under vintern vid medelinställningarna. I rapporten har alternativet att utöka hetvattenflödet till värmeväxlaren före blandbäddarna i vattenhanteringen utretts. Här finns en möjlighet att tillsätta 987 kW och 1558 kW under sommaren respektive vintern. Detta skulle medföra att temperaturen mot matarvattentankarna blir 93,7 °C och 92,2 °C under sommar- respektive vinterperioden. För att erhålla den beräknade maxeffekten behövs 51 m3/h för sommaren och 73 m3/h för vintern, då värmeväxlaren förbättras till en temperaturdifferens vid 5 °C.
|
758 |
Prioritering av produktionsenheter utifrån ett klimatperspektiv / Priority of production units based on a climate perspectiveWadskog, Gustav January 2020 (has links)
On behalf of Umeå Energi, a study was carried out on how the company can reduce its carbon dioxide emissions from district heating production. Umeå Energi has fifteen production units in Umeå with different types of fuel, which supply the city with district heating. The heat demand governs how many of these units that are running at the same time and the order in which these units start is governed by the company priority. The purpose of this project was to investigate how Umeå Energy can reduce its carbon dioxide emissions by changing the order of priority for these production units. The project has developed four scenarios with different priority conditions and the results shows how much the company reduces its emissions by following these different priority schemes. The presently used priority scheme is planned according to economy, but in the scenarios developed in the project, the priority scheme is controlled from a climate perspective, where the production units carbon dioxide emissions control the prioritization. The scenarios gave mixed results. In the best-case scenario Umeå Energi can reduce its carbon dioxide emissions by almost 80%, but then incineration is de-prioritized, which leads to other problems for the society. In the scenarios where incineration is prioritized, the result does not have as great an impact, but still shows that Umeå Energi can reduce its carbon dioxide emissions significantly by changing the production planning. / På uppdrag av Umeå Energi gjordes en undersökning om hur företaget kan minska sina koldioxidutsläpp i samband med fjärrvärmeproduktion. Företaget har femton olika produktionsenheter runt om i Umeå med olika typer av bränsle som förser staden med fjärrvärme. Värmebehovet styr hur många av dessa anläggningar som är i gång samtidigt och i vilken ordning dessa enheter startar styrs av företagets prioriteringslista. Syftet med detta examensarbete var att undersöka hur Umeå Energi kan minska sina koldioxidutsläpp genom att ändra prioriteringsordningen för dessa produktionsenheter. Projektet har tagit fram fyra scenarion med olika prioriteringsvillkor och kommit fram till hur mycket företaget minskar sina utsläpp genom att följa dessa olika listor. I dagsläget är denna prioriteringsordning planerad efter ekonomi, men i de scenarier som är framtagna i projektet är prioriteringsordningen mer eller mindre styrda utifrån ett klimatperspektiv, där produktionsenheternas koldioxidutsläpp styr prioriteringen. De olika scenarierna gav blandade resultat, i det bästa scenariot kan företaget minska sina koldioxidutsläpp med ungefär 80 %, men då är avfallsförbränningen bortprioriterad vilket leder till andra problem för samhället. I scenarierna där avfallsförbränningen är prioriterad först ger inte resultatet lika stort genomslag, men visar ändå att Umeå energi kan minska sina koldioxidutsläpp markant genom att ändra på produktionsplaneringen.
|
759 |
Markvärmesystem på Norra Ön i Umeå : En energi- och kostnadsberäkning / Heated pavement system on Norra Ön in Umeå : An energy and cost calculationHamrin, Andreas January 2021 (has links)
På Norra Ön i Umeå planeras det för en ny stadsdel. Umeå kommun satsar på utveckling av kollektivtrafikstråk samtidigt som detaljplanen för Norra Ön har rörelserikedom som utgångspunkt. Nya broar och vägar kommer att byggas med fokus på att uppmuntra hållbart resande. Detta arbete syftade till att undersöka möjligheten till användandet av markvärme på gång- och cykelbanor på Norra Ön. Arbetets målsättning var att ta reda på vad systemets årliga energianvändning och driftkostnad skulle kunna bli samt bedöma om markvärme bör anläggas. Information om planeringen kring utbyggnaden av Norra Ön inkluderades i arbetet för att ge en övergripande bild av situationen för en eventuell implementering av markvärme. I arbetet beskrivs markvärmesystemets uppbyggnad och även teori för beräkning av markvärme. Markvärmens energibehov är till stor del väderberoende. Observationsdata för åren 2018–2020 från väderstationer i Umeå har sammanställts och legat till grund för beräkningarna av energianvändning och driftkostnad. Stora variationer i energianvändning och driftkostnad uppstod mellan åren på grund av det varierande vädret. Ett markvärmesystem på Norra Ön hade med utgångspunkt i åren 2018–2020 medfört en årlig energianvändning på 4,9–7,2 GWh med en årlig driftkostnad på 4,2–5,4 Mkr. Energisystemet skulle vara det största i Umeå och en stor del av systemet skulle vara anlagt på broar vilket medför hög energianvändning och kostnad. Den största energianvändningen och kostnaden uppstod dock för cykelstråken eftersom den markanlagda delen av markvärmesystemet tar upp en större yta än den broanlagda delen av systemet. Effekterna av ett markvärmesystem ligger i linje med de mål som finns för Norra Ön vilket talar för att en anläggning av ett markvärmesystem i någon form bör övervägas. / A new housing district is planned on Norra Ön in Umeå. The municipality of Umeå is investing in the development of public transport while the planning of Norra Ön is based on creating conditions which contributes to an active lifestyle. New bridges and roads will be built to encourage sustainable traveling. The purpose of this work was to investigate the possibility of using a heated pavement system for pedestrian and bicycle lanes on Norra Ön. The aim of this work was to find out what the system’s annual energy usage and annual operating costs could be and also assess whether a heated pavement system should be installed or not. Information about the planning of Norra Ön is included in this thesis to provide an overall view of the situation for a possible implementation of a heated pavement system. In this thesis, the structure of the heated pavement system and also the theory for calculating heat fluxes are described. The systems required heat flux is largely weather dependant. Observation data for the years 2018–2020 from weather stations in Umeå has been compiled and has been the basis for calculation of energy usage and operating costs. There was a big difference in energy usage and operating costs between the years due to the varying weather. A heated pavement system on Norra Ön could, based on the years 2018–2020, result in an annual energy usage of 4,9–7,2 GWh with an annual operating cost of 4,2–5,4 MSEK. The energy system would be the largest in Umeå and a large part of the system would be placed on bridges which causes high energy usage and cost. However, the largest energy usage and cost was found to be for the cycle paths because the ground-based part of the heated pavement system occupies a larger area than the bridge-based part of the system. The effects of a heated pavement system are in line with the goals that exists for Norra Ön, which suggests that usage of a heated pavement system in some form should be considered.
|
760 |
Utredning av potentialen att återvinna mer värmeenergi på boardmaskin 2 / Investigation of the potential to recover more heat energy on board machine 2Eriksson, Simon January 2021 (has links)
Denna rapport undersöker om det är möjligt att återvinna mer energi och skapa ett större energiöverskott ur värmeåtervinningstornen (AHR-tornen) kopplade till Boardmaskin 2 (BM2) och bestrykaren (CM1) i Metsä Board Husum. Potentiell energieffektivisering och styrning av systemet undersöks även. Anledningen till denna utredning är att Husums kartongbruk utreder möjligheterna till att bygga ut BM1 och öka kartongproduktionen vilket skulle medföra en ökad ångförbrukning och därför ett minskat energiöverskott och mindre elproduktion från turbinerna. Rapporten inleds med allmän information om energisektorn i Sverige och massa/kartongbruk. Innan AHR-tornens uppbyggnad beskrivs så förklaras värmeväxlares funktion. Både hur värmeväxlare fungerar generellt och hur de som används i tornen fungerar. I de tre AHR-tornen cirkulerar tre stycken rörslingor som används för att värma processvarmvatten och lokalerna i fabriken. Fokuset under projektet har främst legat på BM2 AHR1 då det är tornet som överför mest energi från torkluften och involverar alla tre slingor. Om vattnet i en slinga inte når upp till den önskade temperaturen efter det passerat tornen så värms vattnet upp med hjälp av en ångvärmeväxlare. Slingan som är placerad längst ner i BM2 AHR1 kallas för slinga 2. Den håller höga temperaturer året om och ångvärmeväxlaren i kretsen behövs inte användas. Slinga 1 som är placerad ovan värmer processvarmvattnet och måste använda sig av ångvärmeväxlaren året om. Den tredje slingan tar i princip den energi som finns över i tornet efter luften passerat de andra slingorna och håller relativt låga temperaturer, beroende på om CM1 går eller inte. För att uppnå målsättningen gjordes först effektberäkningar över tornen från olika vinterdagar. Resultat visar att tornen överför nästan dubbelt så mycket effekt från torkluften då utetemperaturen är -15°C jämfört med då utetemperaturen är 10°C . Flödesreglering gjordes sedan på slingorna för att försöka öka utloppstemperaturer och minska elförbrukning från pumparna i slingorna. Utloppstemperaturen i slinga 1 steg med 4°C men ångförbrukningen ökade i viss omfattning, och elbesparingen över pumparna blev 44630 kr/år om flödet skulle reglerats ner under hela året. Slinga 3 har styrts mot ett börvärde på 50°C med hjälp av ångvärmeväxlare vilket ansågs vara onödigt högt. Den ånga som sparas vid varje grads sänkning av börvärde och vad det motsvarar i kostnader beräknades fram till ca 1,12 ton ånga/h eller 1,06 Mkr/år. Slutligen gjordes en beräkning på den potentiella besparingen vid omplacering av slinga 1 och 2. Slinga 1 blir då placerad längst ner i tornet och tar upp mer värme från torkluften. Denna ombyggnad skulle kunna spara 1,79 ton ånga/h eller 1,69 Mkr/år vid bästa fall. / This report examines whether it is possible to recover more energy and create a larger energy surplus from the heat recovery towers (AHR towers) connected to Board machine 2 (BM2) and the coater (CM1) in Metsä Board Husum. Potential energy efficiency and control of the system are also investigated. The reason for this investigation is because Husum board mill is investigating the possibilities of expanding BM1 and increasing board production, which would lead to increased steam consumption and therefore a reduced energy surplus and less electricity production from the turbines. The report begins with general information about the energy sector in Sweden and pulp/board use. Before describing the structure of the AHR towers, the function of heat exchangers is explained. In the three AHR towers, three water-filled pipe loops are used to heat process hot water and the premises in the factory. The focus during the project has mainly been on BM2 AHR1 as that tower transfers the most energy from the drying air and involves all 3 pipes. If the water in a pipe does not reach the desired temperature after passing the towers, the water is heated by means of a steam heat exchanger. The pipe located at the bottom of BM2 AHR1 is called pipe 2. It maintains high temperatures all year round and does not need any heating from the steam heat exchanger. Pipe 1, which is located above, heats the process hot water and requires heat addition all year round. The third pipe basically gets the energy left over in the tower after the air has passed the other pipes and maintains relatively low temperatures, depending on whether the CM1 is running or not. To achieve the goal, energy calculations were first made over the towers from different winter days. Results show that the towers transfer almost twice as much energy from the drying air when the outdoor temperature is -15°C compared to when the outdoor temperature is 10°C. Flow control was then done on the pipes to try to increase outlet temperatures and reduce electricity consumption from the connected pumps. The outlet temperature in pipe 1 rose by 4°C, but the steam consumption increased to some extent, and the electricity savings over the pumps were 44630 SEK/year if the flow were to be regulated down throughout the year. Pipe 3 has been controlled to a setpoint of 50°C by means of a steam heat exchanger, which was considered to be unnecessarily high. The steam saved by each degree reduction of setpoint and what it corresponds to in money was calculated up to about 1,12 tonnes of steam/h or 1,06 million SEK/year. Finally, a calculation was made of the potential savings when relocating pipe 1 and 2. Pipe 1 is then placed at the bottom of the tower and absorbs more heat from the drying air. This conversion could save 1,79 tonnes of steam/h or 1,69 million SEK/year at best.
|
Page generated in 0.0868 seconds