• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 1231
  • 781
  • Tagged with
  • 2012
  • 1976
  • 1945
  • 194
  • 171
  • 137
  • 126
  • 125
  • 121
  • 114
  • 107
  • 105
  • 101
  • 94
  • 89
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
571

Influence of Climate Change on Building Effluent Wastewater Temperature in Stockholm by 2040 / Inverkan av klimatförändringar på avloppvattens temperatur i Stockholm – förändringar till 2040

Gourhand Martin, Sorhenn January 2021 (has links)
This report aims to give predictions of Stockholm’s region climate (especially temperature and precipitations) by 2040 and describe the consequences of possible climate changes on the building effluent water temperature and flowrate. First, I did an extensive review of the literature about climate change and climate prediction in Stockholm’s area in order to suggest probable climate scenarios for 2040, using climatic data from the reference period 1960-1990. Then the method of Heating and Cooling Degree Days was used to evaluate the consequences of climate change on household habits, and thus on building effluent water characteristics. It appears that Stockholm’s climate in 2040 will be different than in 1960-1990 with a really high probability. The most probable scenario indicates moderate warming (+1.5°C annually) and an increase in precipitations (+5% annually), with a strong seasonal heterogeneity: most warming and increase in precipitations happens during winter, while summer should become dryer. The climate is also predicted to become more variable, with increased extreme events. These changes have an impact on household habits: heating demand should decrease (by approximately 12% in a moderate warming scenario), and cooling demand increase remarkably (by more than 100% even in a moderate warming scenario). Thus, building effluent water temperature will decrease significantly (about 1°C to 2°C depending on the climate scenario), mostly due to the decrease in household heating. / Denna rapports syfte är att ge prognoser för Stockholmsregionens klimat (med fokus på temperatur och nederbörd) till 2040 och beskriva konsekvenserna av eventuella klimatförändringar på byggnadens avloppsvattentemperatur och flödeshastighet. Först genomförde jag en omfattande granskning av litteraturen om klimatförändringar och klimatförutsägelser i Stockholms område för att föreslå sannolika klimatscenarier för 2040, medhjälp rdera klimatförändringarnas konsekvenser för hushållens vanor och därmed på egenskaperna hos byggnadsavloppsvatten.Det framstår som att Stockholms klimat 2040 kommer med stor sannolikhet att bli annorlunda än 1960-1990. Det mest sannolika scenariot indikerar måttlig uppvärmning (+1,5°C årligen) och en ökning av nederbörden (+5% årligen), med en stark säsongsmässig heterogenitet: den största uppvärmningen och ökningen av nederbörd sker under vintern, medan sommaren bör bli torrare. Klimatet beräknas också bli mer varierande, med ökade extrema händelser. Dessa förändringar har en inverkan på hushållens vanor: efterfrågan på uppvärmning börminska (med cirka 12% i ett scenario med måttlig uppvärmning), och efterfrågan på kylning ökar anmärkningsvärt (med mer än 100% även i ett scenario med måttlig uppvärmning). Således kommer temperaturen i byggnadsavloppsvatten att minska avsevärt (cirka 1°C till 2°C beroende på klimatscenariot), mestadels på grund av minskningen av hushållens uppvärmning.
572

Energy Savings Potential in Dual Smart Grid Solutions : Are there synergy effects to be found using a dual smart grid system for heat and electricity?

Giordano, Matteo January 2020 (has links)
Smart cities and eco-districts will shape a new city landscape in the upcoming years, making renewables the only source of energy. They have the potential to cut greenhouse gas emissions up to 99 %, reaching the ambitious energy and sustainability goals set by Europe and the rest of the world. Double smart grids is a 20th-century concept aiming at connecting the current main energy networks as(electrical and thermal) into a unique mesh. It enables the exchange of energy and new options for storage, flexibility, and reliability. The goal of this study is to show the potential energy savings captured by the implementation of a double smart grid on a district and city level, and to quantify energy savings on a European scale. The first chapter of this work aims to clarify the objective of a smart grid, how it is composed, and why it is called smart. It implies a complete understanding of the history of the two grids, digging on the district heating concept as well as the fundamental of an electrical grid. Moreover, an overview of the major energy needs that usually exist in a district has been presented, to demonstrate what a double smart grid should meet in terms of energy demands. Secondly, an exhaustive analysis has been carried out to point out the main technologies available on the market to meet these energy needs. It focuses on all major renewable heat sources and the upcoming technologies expected to help energy transition in reaching its ambitious goals. The same process is applied for the most mature renewable electricity sources, with a focus on decentralized and decentralized structures. Storage options and flexibility have been added at the list since their integration will drastically reduce energy production. This means that, before producing new energy, it is necessary to better consume the one already produced. It is always true that the greenest kWh is the one ever produced. Lastly, double smart grid synergies have been evaluated through an exhaustive analysis of a smart renewable energy scenario, that includes a complete integration of the double smart grid concept, in the first step, and a triple smart grid concept as full-cycle scenario (including green gas networks). Throughout the entire document, several project examples have been presented to complete the theoretical knowledge with concrete examples developed all over the world. Most of them have been developed by Dalkia Smart Building. The results show the necessity to boost innovation and pilot projects around double smart grids and in general smart energy systems, and it will require impressive efforts from government and private investors.
573

Linking Energy Planning with the Sustainable Development Goals : The Case of Ghana / Länkning av energiplanering till globala målen för hållbar utveckling : fallstudie i Ghana

Mäkinen, Joni January 2020 (has links)
Infrastructure systems are a key component in national development, as these systems provide essential services that are needed for a society to function, such as energy, food and water. All infrastructure systems have connections to each other, and thus decisions made when investing in one system can affect other systems as well. This means that it is important to consider sustainability when making long-term investments within infrastructure, as decisions can have long-lasting ramifications within the society. The Sustainable Development Goals (SDG’s) where invented to aid in making decisions based on sustainable development, and thus it is important to be able to connect these goals to national decision-making. This study aims to connect SDG’s to national decision-making within energy infrastructure by devising a sustainability assessment framework that connects long-term plans to the SDG’s via modelling tool outputs. This framework will then be connected to linkages between SDG targets to provide insights on how to account for trade-offs between SDG targets when assessing plans on infrastructure investments. Ways to incorporate cost outputs are also tested to enable actors within energy investments to analyze the cost-effects of different scenarios. A case study focusing on Ghana is used to test this framework against actual long-term plans of national energy infrastructure investments. In this study it was found out that indicators within a sustainability assessment framework could be weighted using connections between SDG targets as the weighting factor. This method gives insights on the importance of each indicator based on their interconnectedness and gives options for changing weighting easily if new information is found on relevant connections. When the indicators where linked to the chosen tool outputs, a connection between long term planning and the SDG’s could be achieved via the weighting system. As the connections between SDG targets can be divided between synergies and trade-offs, extra work can be done in the future to enable the user of the framework to alter the weighting based on context specific conditions, as these can affect the balance between positive and negative connections. As the SDG’s are designed to incorporate environmental, social and economic aspects of several different infrastructure systems, the framework should be expanded to incorporate these other infrastructure systems as well. This could require the use of several different modelling tools based on the systems that are analyzed, or the incorporation of a more connected tool if available. Still, this framework shows that model outputs can be linked to the SDG’s to provide assessments on the sustainability of long-term infrastructure development plans. / Infrastruktursystem är en central komponent i nationell utveckling, eftersom dessa system förser folk med väsentliga tjänster som behövs för ett fungerande samhälle, såsom energi, mat och vatten. Alla infrastruktursystemen har förbindelser med varandra och beslut som fattas när man investerar i ett eget system kan också påverka beslut i andra systems. Det betyder att det är viktigt att överväga hållbarhet när man gör långsiktiga investeringar inom infrastruktur, eftersom besluten kan betyda långvariga konsekvenser inom samhället. Sustainable Development Goals (SDG’s) av den Förenta Nationerna (FN) var uppfanns för att hjälpa till att handla beslut utgående från hållbar utveckling, och det är därför viktigt att kunna ansluta dessa målsättningar till nationellt beslutsfattande. Den här studien syftar till att förbinda SDG-er till nationellt beslutsfattande inom energiinfrastruktur genom att utforma ett ramverk för hållbarhetsbedömning. Detta ramverk förbinder långsiktiga planer till SDG-erna via utgångar från ett modelleringsverktyg. Detta ramverk kommer sedan att förbinda till anknytningar mellan målen av SDG-erna för att ge insikter om hur kan man beräkna för negativa anknytningar mellan målen när man värderar planer för infrastrukturinvesteringar. Olika vägar att integrera kostnader i ramverket testas också för att möjliggöra aktörer inom energiinvesteringar att analysera kostnadseffekterna av olika scenarier. En fallstudie som fokuserar på Ghana används för att testa detta ramverk via verkliga långsiktiga planer för nationella energiinfrastrukturinvesteringar. Denna studien konstaterar att indikatorer inom ett ramverk för hållbarhetsbedömning kan vara viktas med hjälp av förbindelser mellan målen av SDG-erna som viktningsfaktor. Denna metod ger insikter av vikten av varje indikator utgående från deras förbindelser med varandra och ger möjligheter för att växla viktning om nya information är hittat av relevant anslutningar. När indikatorerna var länkat till de valda verktygsutgångarna kunde en förbindelse mellan långsiktig planering och SDG-er uppnås via viktningssystemet. Eftersom förbindelser mellan målen av SDG-erna kan divideras mellan positiva och negativa länkar, kan extra arbete göras i framtiden för att möjliggöra användaren av ramverket att ändra viktningen utgående från sammanhangsspecifikt förutsättningar, eftersom dessa kan påverka balansen mellan länkarna. Eftersom SDG-erna är konstruerat för att innefatta miljömässiga, sociala och ekonomiska aspekter av flera olika infrastruktursystem, skulle ramverket utbredas att inkludera dessa andra infrastruktursystemen. Detta kan kräva användning av flera olika modelleringsverktyg utgående från den system som är analyserat, eller kan man inkorporera ett verktyg som inkluderar andra system också om detta verktyg är tillgängligt. Ännu, detta ramverk visar att modellutgångar kan länkas till SDG-erna för att ge bedömningar om hållbarheten av långsiktiga infrastrukturutvecklingsplaner.
574

Recycling strategies for End-of-Life Li-ion Batteries from Heavy Electric Vehicles

Samarukha, Iryna January 2020 (has links)
The master thesis tackles the problem of recycling of end-of-life Li-ion batteries from heavy electric vehicles. The comparative analysis includes review of current global situation with batteries wastes and projections of materials that may be recovered. The transportation, pre-processing and two alternatives of recycling are considered. The modelling includes the evaluation of both economic parameters (revenue streams, costs breakdown) and environmental footprint (energy consumption and sources, water consumption, and emissions breakdown). The costs analysis has shown that transportation of spent LIBs as a hazardous wastes are 5.39 €/(t cells∙km) on distance up to 200 km and 3.60 €/(t cells∙km) if transportation distance is over 200 km. Modelling of recycling alternatives for different battery chemistries shows that the highest revenue is generated from NMC111 batteries in the hydrometallurgical recycling, Batteries without Cobalt and Nickel in electrode composition (LMO and LFP) generate comparably low revenue due to low value of recovered materials. The negative environmental impact of hydrometallurgical recycling, particularly, in emission of GHGs, energy and water use is more higher comparing to pyrometallurgical recycling. However, hydrometallurgy results in recovery of broader spectrum of materials of high quality. / Examensarbetet hanterar problemet med återvinning av uttjänta Li-ion-batterier från tunga elektriska fordon. Den jämförande analysen inkluderar en översikt över den nuvarande globala situationen med batteriavfall och utsprång av material som kan återvinnas. Transport, förbehandling och två alternativ för återvinning övervägs. Modelleringen inkluderar utvärdering av både ekonomiska parametrar (inkomstflöden, kostnadsfördelning) och miljöavtryck (energiförbrukning och källor, vattenförbrukning och uppdelning av utsläpp). Kostnadsanalysen har visat att transport av förbrukade LIB som farligt avfall är 5,39 € / (t-celler ∙ km) på avstånd upp till 200 km och 3,60 € / (t-celler ∙ km) om transportavståndet är över 200 km. Modellering av återvinningsalternativ för olika batterikemikalier visar att de högsta intäkterna genereras från NMC111-batterier i den hydrometallurgiska återvinningen, Batterier utan kobolt och nickel i elektrodkomposition (LMO och LFP) genererar jämförelsevis låga intäkter på grund av lågt värde på återvunna material. Den negativa miljöpåverkan av hydrometallurgisk återvinning, särskilt i utsläpp av växthusgaser, energi- och vattenanvändning är högre jämfört med pyrometallurgisk återvinning. Hydrometallurgi resulterar dock i återvinning av ett bredare spektrum av material av hög kvalitet.
575

Response Matrix Reloaded : for Monte Carlo Simulations in Reactor Physics

Ignas, Mickus January 2019 (has links)
This thesis investigates Monte Carlo methods applied to criticality and time-dependent problems in reactor physics. Due to their accuracy and flexibility, Monte Carlo methods are considered as a “gold standard” in reactor physics calculations. However, the benefits come at a significant computing cost. Despite the continuous rise in easily accessible computing power, a brute-force Monte Carlo calculation of some problems is still beyond the reach of routine reactor physics analyses. The two papers on which this thesis is based try to address the computing cost issue, by proposing methods for performing Monte Carlo reactor physics calculations more efficiently. The first method addresses the efficiency of the widely-used k-eigenvalue Monte Carlo criticality calculations. It suggests, that the calculation efficiency can be increased through a gradual increase of the neutron population size simulated during each criticality cycle, and proposes a way to determine the optimal neutron population size. The second method addresses the application of Monte Carlo calculations to reactor transient problems. While reactor transient calculations can, in principle, be performed using only Monte Carlo methods, such calculations take multiple thousands of CPU hours for calculating several seconds of a transient. The proposed method offers a middle-ground approach, using a hybrid stochastic-deterministic scheme based on the response matrix formalism. Previously, the response matrix formalism was mainly considered for steady-state problems, with limited application to time-dependent problems. This thesis proposes a novel way of using information from Monte Carlo criticality calculations for solving time-dependent problems via the response matrix. / Denna avhandling undersöker Monte Carlo-metoder som används för kritikalitets- och tidsberoende problem i reaktorfysik. På grund av deras noggrannhet och flexibilitet betraktas Monte Carlo-metoder som en ‘gyllene standard’ i reaktorfysikberäkningar. Fördelarna kommer dock till priset av betydande datorkostnad. Trots den kontinuerliga ökningen av lättillgänglig datorkraft är en råstyrka Monte Carlo-beräkningar av vissa problem fortfarande utanför räckvidden för reaktorfysikaliska rutinanalyser. De två artiklarna som denna avhandling bygger på försöker ta itu med beräkningskostnadsproblemet genom att föreslå metoder för att utföra Monte Carlo-reaktorfysikberäkningar mer effektivt. Den första metoden behandlar effektiviteten för de vitt använda beräkningarna av k-egenvärdet med Monte Carlo. Den antyder att beräkningseffektiviteten kan ökas genom en gradvis ökning av neutronpopulationens storlek som simuleras under varje kritikalitetscykel, och föreslår ett sätt att bestämma den optimala neutronpopulationens storlek. Den andra metoden behandlar tillämpningen av Monte Carlo-beräkningar för reaktortransienter. Medan beräkningar av reaktortransienter i princip kan utföras uteslutande med Monte Carlo-metoder, tar sådana beräkningar flera tusentals CPU-timmar för att beräkna flera sekunder av en transient. Den föreslagna metoden erbjuder en medelväg, med användning av ett stokastiskt-deterministiskt hybridschema baserat på responsmatrisformalismen. Tidigare har responsmatrisformalismen huvudsakligen beaktats för tidsoberoende problem, med begränsad tillämpning på tidsberoende problem. Denna avhandling föreslår ett nytt sätt att använda information från Monte Carlo-kritikalitetsberäkningar för att lösa tidsberoende problem via responsmatrisen. / <p>Examinator: Professor Pär Olsson</p>
576

Environmentally friendly technologies for energy systems in the cold chain for food

Zeggio, Francesco January 2020 (has links)
This master thesis is a part of a project initiated by the energy technology department at KTH. The project aims to provide useful insights on the Swedish cold chain for food and evaluate the potential of refrigeration systems using carbon dioxide in a food processing and storage facility. This thesis includes a detailed description of the main parts necessary to sustain a typical cold chain and an analysis of a facility that employs CO2 as its only refrigerant. The facility has the complete instrumentations necessary to measure temperatures, pressures, and the energy consumed by the compressors and the fans in the storage rooms. The instruments have been installed at the beginning of 2018, but only the first semester of 2020 is thoroughly analyzed in this thesis. The measurements collected throughout this period were good enough for the evaluation of such a system. Because of the multi-functionality of the units, different performances were calculated, thus providing the tools for a meaningful and complete analysis. Particular attention was directed towards the overall COP and the heat recovery COP to better understand the improvements that the units can undergo. The potential to recover “free” heat from the desuperheater and the intercooler is demonstrated and discussed in the final chapters of this paper. The experimental and theoretical studies reported in this thesis prove that CO2 based systems can be employed as efficient solutions in food processing and storage facilities. However, comparison with other systems is needed and this work will be presented in publications that follow the ongoing project. / Detta examensarbete är en del av ett projekt initierat av KTH:s energitekniska avdelning. Projektet syftar till att ge användbar insikt i den svenska kylkedjan för livsmedel, och utvärdera potentialen i kylsystem som använder koldioxid i en livsmedelstillverknings- och lagringsanläggning. Avhandling innehåller en detaljerad beskrivning av de viktigaste delarna som är nödvändiga för att upprätthålla en typisk kylkedja och en analys av en anläggning som använder CO2 som enda köldmedium. Anläggningen har kompletta instrument som krävs för att mäta temperaturer och tryck samt energiförbrukningen av kompressorerna och fläktarna i förrådsutrymmena. Instrumenten installerades i början av 2018, men endast den första terminen av 2020 analyseras noggrant i denna avhandling. Mätningarna som samlats in under denna period var tillräckligt bra för utvärderingen av ett sådant system. Tack vare enheternas multifunktionalitet kunde olika prestationer beräknas, vilket gav verktygen för en meningsfull och fullständig analys. Särskild uppmärksamhet riktades mot den totala prestandakoefficienten (COP) och COP-talet för värmeåtervinning för att bättre förstå de förbättringar som enheterna kan genomgå. Potentialen för att återvinna ”fri” värme från överhettaren (desuperheater) och laddluftkylaren (intercooler) demonstreras och diskuteras i de sista kapitlen i denna uppsats. De experimentella och teoretiska studier som rapporterats i denna avhandling visar att CO2-baserade system kan användas som effektiva lösningar i livsmedelstillverknings- och lagringsanläggningar. Jämförelse med andra system behövs dock och detta arbete kommer att presenteras i publikationer som följer det pågående projektet.
577

Artificial Intelligence in the Solar PV value chain : Current applications and future prospects

Tived, Alexander January 2020 (has links)
With the increase in computational power, tools and data generation, the use of AI is increasing in various sectors. Currently used methods in the solar photovoltaic industry related to solar irradiance forecasting, system optimization, solar tracking etc. has been found to deliver relatively inaccurate results. By using artificial intelligence to perform these tasks, a higher degree of accuracy and precision can be achieved and is now a highly interesting topic. This thesis will investigate how artificial intelligence will impact the solar photovoltaic value chain. The investigation consists of mapping the current available artificial intelligence technologies, identifying possible future uses of artificial intelligence and also quantifying cost and social impact. This was accomplished through literature reviews, survey-style interviews, cost analysis and a case study. As the technology is fairly immature, the results found are purely theoretical, but a decrease in levelized cost of electricity could be as high as 36%. Further, given more accuracy in forecasting, a more precise estimate of cost can be made which could attract more investors and increase the penetration of solar photovoltaic in the global energy mix. Although artificial intelligence is a powerful tool it still requires large amounts of data and in order to further drive this development, data sharing agreements between actors would have to be in place. / Med ökningen av beräkningskraft, verktyg och dataproduktion ökar användningen av AI inom olika sektorer. Nuvarande metoder inom solcellsindustrin relaterade till solbestrålningsprognoser, systemoptimering, solar tracking etc. har visat sig leverera relativt felaktiga resultat. Genom att använda artificiell intelligens för att utföra dessa uppgifter kan en högre grad av noggrannhet och precision fås och är nu ett mycket attraktivt ämne för vidare forskning. Detta arbete kommer att undersöka hur artificiell intelligens kan komma att påverka värdekedjan för solpaneler. Undersökningen består i att kartlägga den nuvarande tillgängliga artificiella intelligensteknologin, identifiera möjliga framtida användningar av artificiell intelligens och även att kvantifiera kostnader och social påverkan. Detta åstadkoms genom litteraturgranskningar, intervjuer i enkätstil, kostnadsanalys och en fallstudie. Eftersom tekniken är relativt oetablerad är resultaten från denna undersökning rent teoretiska, men en minskning av levelized cost of electricity kan vara så hög som 36%. Med tanke på mer noggrannhet i prognoser kan man dessutom göra en mer exakt uppskattning av kostnaden som skulle kunna locka fler investerare och öka solcellernas penetration i den globala energimixen. Även om artificiell intelligens är ett kraftfullt verktyg kräver det fortfarande stora mängder data och för att ytterligare driva utvecklingen måste data delas mellan aktörer.
578

Development of a Tool to Compare the Operation of the Solar Plants Built by BayWa r.e. France

Vouillon, Lucie January 2022 (has links)
In order to mitigate climate change, installed solar power has to grow, fast, in France. Hence, the tools used in the operation and management of these plants must evolve. During this 6-month internship at BayWa r.e., I had the opportunity the develop a tool to analyze and compare the long-term operation of four plants. As no such tool is available in the literature, a tool developed by the company is used as starting point. Data is harnessed from different sources and processed with the adapted tool. Main KPIs are displayed and analyzed to see the evolution of the four plants over their first four years of operation. A comparison with the yield studies is done. Longterm analysis gives different results over the performance of the plants than the short-term one that is already done. Directly comparing the plants to each other considering different external parameters also give other insights. First results also show that the theoretical study deviate from the reality. With a finer mesh of plants, this kind of tool could be used to estimate the yield of future plants. / För att mildra klimatförändringen måste solenergin öka snabbt i Frankrike. Därför måste de verktyg som används för drift och förvaltning av dessa anläggningar utvecklas. Under min sex månader praktik på BayWa r.e. fick jag möjlighet att utveckla ett verktyg för att analysera och jämföra den långsiktiga driften av fyra anläggningar. Eftersom det inte finns något sådant verktyg i litteraturen används ett verktyg som utvecklats av företaget som utgångspunkt. Data hämtas från olika källor och bearbetas med det anpassade verktyget. De viktigaste KPI:erna visas och analyseras för att se hur de fyra anläggningarna har utvecklats under de fyra första åren. En jämförelse med teoriska studier görs. En långsiktig analys ger andra resultat när det gäller anläggningarnas prestanda än den kortsiktiga analys som redan gjorts. En direkt jämförelse av anläggningarna med varandra med hänsyn till olika externa parametrar ger också andra insikter. De första resultaten visar också att teoretiska studien avviker från verkligheten. Med ett finare nät av anläggningar skulle denna typ av verktyg kunna användas för att uppskatta produktion av framtida växter.
579

Photocatalytic generation of hydrogen from cellulose

De Luca, Stefano January 2022 (has links)
Uncontrolled emission of greenhouse gases caused by consumption of fossil fuels has led to the urgent need to develop low-emitting energy technologies such as those exploiting renewable energies. In this context, hydrogen (H2) represents an opportunity to enhance the development of such technologies, in light of the possibility to use it as an energy storage for non-programmable renewables, and for its potential to decarbonize key emitting sectors such as transport sector. This study is therefore focused on photocatalytic generation of H2 using cellulose as sacrificial agent, with the aim of valorizing renewable resources like solar energy and the chemical energy contained in an abundant biopolymer. The types of cellulose which are most suitable for this application were determined, and the influence on the rate of H2 production of parameters like pH of the reaction medium, and concentrations of cellulose and photocatalyst was clarified. It was found that an acidic pH, a relatively high concentration of photocatalyst and a relatively low concentration of cellulose constitute the most advantageous configuration to maximize the performances. An estimation of the conversion efficiency from light energy to H2 energy is provided, and the performances allowed by cellulose are compared to those allowed by more commonly used sacrificial agents. Finally, attempts to synthesize advanced photocatalysts with the aim of increasing the efficiency are reported. / Se dokumentfil
580

Energioptimering vid kartongtillverkning : En Simuleringsbaserad Analys av Värmeåtervinningstorn / Energy Optimization in Paperboard Production : A Simulation Based Analyis of Heat Recovery Towers

Danielsson, Marcus January 2024 (has links)
I detta arbete har två nya värmeåtervinningstorn, AHR 4 och 5, kopplade till kartongmaskinen BM1 på Metsä Board Husum undersökts. I syfte att minska energianvändningen för BM1 utan att försämra produktkvaliteten har olika lösningar undersökts. Ett högtemperatur-värmepumps-system (HTHP) som kan skapa lågtrycksånga med hjälp av avluften från torkpartiet på BM1 undersöktes. Simuleringar utfördes i MATLAB med olika konfigurationer av HTHP-systemet med olika kylmedier för att hitta den mest effektiva lösningen. Det resulterade i ett system kopplat till AHR 4 som producerar 12,1 – 13,3 ton ånga/h med ett COP-tal på 1,8 – 2,0. Detta system kan ersätta 14 300 – 15 500 ton ånga under ett halvår vid ångbalansen under H1 första halvåret 2023., Aavluften från AHR 5 hade för låg temperatur för att användas som värmekälla till HTHP-systemet. Uppvärmning av vattenströmmar undersöktes också som ett alternativ för att energieffektivisera produktionen. Ett alternativ var uppvärmning av processvattnet på BM1. Processvattnet på en kartongmaskin kallas bakvatten och det delas upp i två olika system på BM1, ett för topp-/bottenskiktet och ett för mellanskiktet av kartongen. Mellanskiktets bakvattenuppvärmning kräver mest ånga för att nå börvärdestemperaturen. Här kan 13000 ton ånga besparas beräknat med ångbalansen under första halvåret 2023. En annan intressant restström är cirkulationsvattnet för ventilationssystemet. Med dimensionerade temperaturdifferensen för in och utgående vatten på 30/42°C kan värmeåtervinningssystemet producera 9700 kW värme till ventilationssystemet.   Slutsatsen av detta arbete är att uppvärmning av mellanskiktets bakvatten är den enskilda lösningen som innebär störst energibesparing för BM1. Denna lösning i kombination med uppvärmning av cirkulationsvattnet ger högst total besparing. HTHP-systemet kan vara intressant för anläggningar som har brist på lågtrycksånga under längre perioder. / In this study, two new heat recovery towers, AHR 4 and 5, connected to the paperboard machine BM1 at Metsä Board Husum is investigated. With the aim of minimizing the energy usage of BM1 without compromising the product quality, various solutions have been considered. A high-temperature heat pump system (HTHP) which utilizes the exhaust air from the drying section of BM1 to generate low pressure steam was considered. Simulations were performed in MATLAB with different configurations and refrigerants to find the most efficient solution. This resulted in a system connected to AHR 4 that produces 12.1 – 13.3 tons of steam/h with a coefficient of performance (COP) of 1,.8 – 2,.0. This system can replace 14 300 – 15 500 tons of steam over a six-month period based on the steam balance during H1 the first half of 2023., Tthe temperature from the exhaust air from AHR 5 was too low to be used as a heat source for the HTHP-system. Heating of water streams were also considered as an alternative to energy optimizing the production process. One alternative was heating the process water at BM1, which is called white water. The white water is divided into two different systems on BM1, one for the top/bottom layer and one for the middle layer of the cardboard. Heating the white water of the middle layer requires the most steam to reach the target temperature. Here, 13000 tons of steam savings can be achieved based on the steam balance during the first half of 2023. Another interesting residual stream is the circulation water for the ventilation system. With a designed temperature difference for incoming and outgoing water of 30/42°C, the heat recovery system can produce 9700 kW of heat for the ventilation system.    The conclusion of this work is that heating of the white water of the middle layer is the solution which, in isolation, results in the highest potential of energy savings for BM1. This solution, in combination with heating of the circulation water results in the highest total savings. The HTHP-system could be suitable for mills with more a permanent shortage of low-pressure steam.

Page generated in 0.0637 seconds