Iggesund Paperboard AB är ett företag inom Holmenkoncernen med verksamhet i Iggesund och årligen produceras över 300 000 ton kartong. För att minska användningen av fossila bränslen har företaget investerat i en ny sodapanna vilket har skapat nya förutsättningar i fabrikens sekundärvärmesystem som tar hand om fabrikens spillvärme. I detta projekt har möjligheterna att minska vatten- och energianvändningen i fabriken analyserats genom att studera fabrikens sekundärvärmesystem. Utifrån ritningar samt information från fabrikens loggsystem skapades en simuleringsmodell med modellverktyget Extendsim. Detta för att analysera hur hetvattenbehovet i sekundärvärmesystemet kan täckas när hetvattenproduktionen minskar från stripperkolonnen. I modellen undersöktes även den ökade fjärrvärmepotentialen i filtratvatten från blekerier och hetvattenöverskott då blekerierna moderniseras i fabriken. Projektet är ett examensarbete i civilingenjörsprogrammet i energiteknik på Umeå universitet, och har utförts under hösten 2014. Resultatet visar att den minskade hetvattenproduktionen från kondensorer vid stripperkolonn kan kompenseras med ökad hetvattenproduktion från kokerikylare samt varmvatten från rökgasskrubber då ånga från stripperkolonn istället används till lutförvärmning. Det primära ångbehovet minskar med 23 900 ton per år då ånga från stripperkolonn används till lutförvärmning. Detta leder till 5,17 MSEK i minskade kostnader för företaget med ett ångpris på 216 SEK/ton, och gör en investering i regleringsutrustning lönsam med en återbetalningstid på 0,9 månader. Investeringarna i och med modernisering av blekerierna har en liten påverkan på den totala råvattenanvändningen i sekundärvärmesystemet, dock minskar vattenanvändningen i blekerierna vilket ökar möjligheterna att använda sekundärvärme till andra områden. När samtliga åtgärder i blekeriet är genomförda är fjärrvärmepotentialen i filtratvatten och hetvattenöverskott 21 MW och kan värma en fjärrvärmeprimär upp till 68 °C.

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.