Linköpings kraftvärmeverk (KV1) som drivs av Tekniska verken har under en längre tid haft en upplevd obalans, dels mellan mängden tillfört bränsle och mängden producerad ånga, dels mellan mängden producerad ånga och mängden producerad el samt nyttig värme i fjärrvärmenätet. Detta arbete syftar till att hjälpa Tekniska verken att utreda den upplevda obalansen mellan mängden tillfört bränsle och mängden producerad ånga. Utredningen gjordes genom att studera standarder samt tidigare arbeten inom området och ta fram en metod för att beräkna den direkta och indirekta pannverkningsgraden. Innan beräkningen av den direkta och indirekta pannverkningsgraden inleddes verifierades trovärdigheten hos de stationära flödesmätarna i anläggningen. Detta gjordes genom att mäta ett antal vattenflöden på KV1 med en handhållen ultraljudsflödesmätare och sedan jämföra dessa flöden mot de värden som registrerades i styrsystemet Delta V. Då verifikationen av de stationära flödesmätarna hade genomförts inleddes beräkningen av den indirekta verkningsgraden genom att samla in ask- och bränsleprover för panna 1 och 3. I samband med dessa provinsamlingar mättes även luftflödeshastigheten och temperaturen vid pannornas yta. De insamlade proverna skickades iväg för labbanalys. Den data som insamlades applicerades i beräkningarna av oförbränt bränsle i askan, oförbränd rest i gasfas, rökgasförluster samt konvektions- och strålningsförluster, vilka var variabler som var nödvändiga för att erhålla den indirekta verkningsgraden. Den indirekta verkningsgraden beräknades till 92,24 % för panna 1 och 95,85 % för panna 3. Dessa verkningsgrader låg i linje dels med vad som kunde förväntas av pannorna på KV1 (85-90 % för panna 1, samt över 90 % för panna 3), dels med tidigare arbeten som beräknat den indirekta verkningsgraden i kraftvärmeverk. Utöver pannverkningsgraden erhölls även en ångverkningsgrad genom den indirekta verkningsgraden. Denna beräknades till 90,66 % för panna 1 samt 88,79 för panna 3. För att få perspektiv från en mindre komplex metod beräknades även ångverkningsgraden genom den direkta verkningsgraden (90,22 % för panna 1 samt 97,78 % för panna 3). Dessa resultat antydde att KV1 hade högre pann- och ångverkningsgrad än vad Tekniska verkens egna beräkningar påvisade. Tre orsaker lyftes fram som potentiella skäl till de otillfredsställande pann- och ångverkningsgraderna som Tekniska verken erhöll med sina beräkningar. De orsakerna var följande: • Producerad ånga som ej går till turbin inkluderas ej i det ångflöde som ligger till grund för beräkningen av ångeffekten. • Energiinnehållet i biobränslet för panna 3 förändras mellan den tidpunkt då bränslet anländer till lagringsplatsen och den tidpunkt då bränslet matas in i pannan, på grund av förmultning (berör endast panna 3). • Problem med invägningen av bränslet. Antingen problem med fordonsvågen vid KV1 (berör både panna 1 och 3) eller att bränslevikten från invägningen på Gärstadområdet används vid beräkningen av den tillförda bränsleenergin till pannan (berör mest panna 3). / The CHP-plant in Linköping (KV1) run by Tekniska verken has experienced an imbalance partly between the amount of fuel added to the boiler and the amount of produced steam, partly between the amount of produced steam and the amount of useful steam in the district heating grid. This thesis aimed to help Tekniska verken investigate the imbalance between the amount of added fuel and the amount of produced steam. The investigation was done by developing a method for calculating the direct and indirect efficiency through studying standards and old theses within the field. Initially there were no clear theory behind what caused the imbalance from Tekniska verken’s side. Before the calculation of the direct and indirect efficiency was initiated, the credibility of the stationary flowmeters was verified. This was done by measuring several waterflows at KV1 with a handheld ultrasonic flowmeter and comparing the measured flows with the flows registered in the stationary flow meters. When the verification of the stationary flow meters was done, the calculations of the indirect efficiency was initiated by collecting ash- and fuel samples for boiler 1 and 3. In connection with the collection of those samples, the air flow rate and temperature at the boiler surface was also measured. The ash- and fuel samples was sent for lab analysis. The collected data was applied in the calculation of unburnt fuel in the ashes, unburnt residual in gas phase, flue gas losses and convection- and radiation losses, which were variables that were necessary for calculating the indirect efficiency. The indirect efficiency was calculated at 92,24 % for boiler 1 and 95,85 % for boiler 3. Those efficiencies were both in line with the boilers expected efficiencies (85-90 % for boiler 1 and over 90 % for boiler 3.) and the efficiencies received in previous theses that had calculated the indirect efficiency in CHP-plants. Except the boiler efficiency, the steam efficiency was also received through the indirect efficiency. The steam efficiency received through indirect efficiency was 90,66 for boiler 1 and 88,79 % for boiler 3. To get perspective from a less complex method, the steam efficiency was also calculated with the direct method (90,22 % for boiler 1 and 97,78 % for boiler 3). Those results indicated that KV1 had higher boiler- and steam efficiencies than what Tekniska verken’s own calculation showed. Three reasons were raised as potential causes to the unsatisfying boiler- and steam efficiencies that Tekniska verken received with their own calculations. Those reasons were the following: • Produced steam that is not going to the turbine is excluded from the steam flow that the calculated steam effect is based on. • The energy content of the biofuel in boiler 3 is changing between point when the fuel is delivered to the storage and the point when it’s fed in to the boiler, due to decay. • Problem with the weigh-in of the fuel. The problem could be related both to the vechicle scale (affecting both boiler 1 and 3) or that the fuel weight from the weigh in at the Gärstad area is used in the calculation of the added fuel energy to the boiler (affecting mostly boiler 3).

Panna 6 på Ålidhems värmeverk drivs av Umeå Energi AB och används som spetslast i deras fjärrvärmeproduktion. Det är en rosterpanna med en installerad effekt på 32 MW som eldas på fin stamvedsflis och har så gjorts under det senaste decenniet. Pannan har under en längre tid haft problem med några driftparametrar som inte fungerat optimalt, däribland höga halter av kolmonoxid (CO) i rökgaserna och höga halter oförbränt i askan. Då pannan inte körs kontinuerligt under året så har det varit svårt att identifiera när samt varför detta uppstår. I dagsläget beräknas pannans verkningsgrad med den direkta metoden på månadsbasis, men då pannan kan eldas upp och ned ett flertal gånger under en månad har en mer noggrann utredning av verkningsgraden gjorts med hjälp av den indirekta metoden. Syftet med arbetet har därför varit att beräkna pannverkningsgraden med den indirekta metoden vid olika driftfall samt utreda och undersöka de driftparametrar som kan optimeras. För att beräkna pannverkningsgraden initierades en provtagning under tre olika drifttillfällen. Bränsle- och askprover togs för vardera tillfälle, och samtidigt mättes yttemperaturen på pannkroppen och lufthastigheten intill pannan. Proverna analyserades och pannverkningsgraden beräknades för de olika tillfällena. Därefter studerades de driftparametrar som kunde förbättras, där viss grund kunde tas från beräkningarna av pannverkningsgraden. Resultatet visade att pannverkningsgraden är hög, ca 92-93 % för de olika driftfallen. Utredningarna kring driftparametrarna visade att det går att spara upp till ca 55 000 SEK per år genom att minska andelen oförbränt i askan med 85 %. Denna höga andel kommer mest troligt från någon form av genomfall från inmatningen eller rosten. Det visade också att det finns ett samband mellan CO-halten i rökgaserna och pannans effekt. Då pannan körs på maxlast så hinner bränslet mest troligt inte förbrännas färdigt, och höga halter CO bildas i rökgaserna. Sambandet mellan CO-halterna och sekundärluften undersöktes också, och resultatet visade att ingen negativ påverkan mellan dessa finns. Slutsatsen med arbetet är att pannan överlag fungerar väldigt bra, men att det finns några förbättringsåtgärder kring de höga halterna CO i rökgaserna och oförbränt i askan. Vidare föreslås ett fortsatt arbete kring att utreda sambandet mellan CO-halten och effekten, samt identifiera den kritiska effektgräns där pannans drift- och emissionsparametrar stabiliseras. / Boiler 6 is one of Umeå Energy's heating boilers that are placed at Ålidhem's heat plant and it is used for top heat production during the winter season. It is a grate fired biomass boiler with an installed effect of 32 MW and it is fed with fine wood chips. During the past few years, the boiler have had problems with some of the parameters that does not work the way they should. For example, the content of carbon monoxide (CO) in the flue gases are extreamly high at sometimes and it is a high amount of unburnt organic material in the the ash. Since the boiler is not continuously in use, it is difficult to identify the reason to this unwanted conditions. The efficiency of the boiler is calculated with the input-output method every month, but a more thorough determination is demanded from Umeå Energy. Therefore, the efficiency has been calculated with the heat loss method in this work together with an investigation of the non-optimal parameters. Samples from three different times when the conditions of the boiler was different was taken and sent of for analysis. Samples from the fuel and the ashes were taken and the surface temperature and wind flow close to the boiler was determined. After the sampling and calculation was done, the investigation of the parameters started and some help could be taken from the efficiency determination. The result showed that the efficiency is high, between 92-93 % depending on the conditions. The investigation showed that it is possible to save up to 55 000 SEK per year by reduce the amount of unburnt material in the ash with 85 %. It also showed a relation between the high amount of CO in the flus gases and the heat output of the boiler. When the boiler is on maximal operation, the fuel is most likely not fully combusted. That is therefore the reason for the high amount of CO when the boiler is at its maximal operation. The result also showed that the secondary air supply does not have any relation to the CO amount, which it was assumed to have in the first place. The conclusion of the work is that the boiler works well overall, but there are some improvments of the parameters that could be done and further investigated. It is recommended to further look at the relation between the CO and heat output to determine its occurrence and aslso determine the new maximum heat output for the boiler to work in a more stable and environmental way.

Elproduktion är en viktig del i dagens samhälle och hur man producerar elen har blivit en viktig fråga som diskuteras flitigt i Sverige och i omvärlden. I Sverige har elanvändningen och elproduktionen varit i närmaste oförändrad sedan 90-talet. Elanvändningen i Sverige är ca 140 TWh per år och drygt 40 % av detta produceras av kärnkraften. Detta medför att kärnkraften är en viktig del av den Svenska elproduktionen. Kärnkrafts-bolagen som äger kärnkraftverken i Sverige letar alltid efter sätt för att förbättra säkerheten på sina anläggningar samt att genomföra verkningsgradsförbättringar som minskar bränsleanvändningen. Det här arbetet inriktar sig på att öka produktionsförmågan genom att genomföra en verkningsgradsförbättring. Rapporten använder sig av en kvantitativmetod och behandlar vilka förutsättningar samt lösningar det finns till att sänka kylvattentemperaturen vid kärnkraftsanläggningen i Forsmark. Arbetet begränsar sig till att endast ge en överblick för vilka lösningar som finns. Ingen av lösningarna undersökas på djupet med undantag på mammutpumpar. Forsmark kärnkraftsanläggning består utav tre stycken reaktorer och använder tillsammans ca 145 m3/s kylvatten för att kyla ner ångan i turbinkondensatorerna. Att sänka temperaturen på kylvattnet med en grad innebär en verkningsgradsförbättring på 0,444 % vilket är utrett i rapporten. En sådan förbättring innebär att Forsmarks reaktor 3 ökar sin nettoeffekt med 5,25 MW. Att sänka kylvattentemperaturen kan göras på många sätt och i denna rapport ansågs det vara relevant att undersöka lösningar som lyfter upp bottenvatten eller blandar om vattnet ifrån olika nivåer i havet. De lösningarna som undersöktes var mammutpumpar, luftridå en vägg längst ytan, utgrävning av kylvattenkanal, förlängning av existerande kanal, djupvattenintag och strömbildare på botten. Den lösning som ansågs vara den mest attraktiva lösningen var luftridå och det var på grund utav att dess fördelar var många och dess nackdelar inte var alltför stora. De slutsatser som görs i denna rapport kan användas i andra reaktorer runtom i världen som har liknande förutsättningar.

Vårt ständigt ökande energibehov tillsammans med att de fossila bränslelagren sannolikt inte räcker länge till gör att nya och koldioxidneutrala energikällor är viktigare än någonsin. Kraftvärme producerad med biomassa är ett utmärkt alternativ för produktion av grön el och fjärrvärme för att värma våra hem. Idbäckens kraftvärmeverk i centrala Nyköping förser ca 95% av Nyköping med fjärrvärme via kraftvärmepannan panna 3 och de fastbränsleeldade hetvattenpannorna panna 1 och 2. Panna 3 eldas primärt med returträflis och panna 1 och 2 med skogsbränslen. Under en längre tid har panna 3 visat ett lägre utbyte från inköpt bränsle till producerad energi. Förväntat utbyte eller totalverkningsgrad ligger kring 85% exklusive. rökgaskondensering för denna typ av anläggning, det verkliga utbytet ligger kring 76-81% de senaste åren. Detta projekt utfördes på uppdrag av Vattenfall BU Heat Sweden i ett försök att kartlägga vart förlusterna uppstår och bestämma det teoretiska energiutbytet mellan inköptbränsle och producerad energi. Därför har verkningsgrad för panna 3 och tillhörande ångsystem utvärderats för att säkerställa att förlusterna inte uppstår på anläggningen. Efter detta har förluster som inte kan förklaras med pannans och ångsystemets verkningsgrad försökt kartläggas. Dessa förluster utanför anläggningen har misstänkts bero på nedbrytning av bränslet under lagring vilket orsakar förluster av torrsubstans och därav brännbart material.  Pannans verkningsgrad har studerats under perioden Januari 2020 till och med Mars 2020 för att få en uppfattning om pannans prestanda den senaste tiden. Pannans verkningsgrad bestämdes till 88,2% under perioden, ångsystemets verkniningsgrad bestämdes till 95,3% under samma period. Kombinerat ger det en totalverkningsgrad på 84,0% vilket ligger i linje med det förväntade. Det teoretiska energiutbytet, vad kvoten mellan producerad energi och tillfört bränsle borde vara utifrån bestämda förluster ligger ca 2%-enheter högre på 86,1% under motsvarande period. Det saknas alltså flera %-enheter ner till det verkliga utbytet på 76-81%. Tre specifika driftfall har också studerats under låg, medel och hög last för att se när anläggningen är som mest effektiv. Utredningen visar att pannan och ångsystem är som mest effektiv vid hög last då trenden är att totalverkninggraden ökar med ökad last. De kvarstående förlusterna har inte kunnat kartläggas till fullo. En massbalans avseende aska in till, och ut från anläggningen har gjorts. En stor skillnad har noterats där aska ut från anläggningen är ca dubbelt så stor som den förväntade, vilket kan bero på att askhalten i inkommande bränsle är högre än vad bränsleanalyserna indikerar. Ett försök att kartlägga lagringsförluster har gjorts genom att jämföra inköpt bränsle med vad som faktiskt vägts in vid anläggningen där en viss skillnad har identifierats. Stora skillnader i enstaka bränsleleveranser gör det svårt att dra någon slutsats av detta men visar på osäkerheterna som finns kring bestämning av inköpt energi. En känslighetsanalys gjordes där det konstaterades att en felaktig bestämning av bränslets vikt utgör den känsligaste variabeln vid bestämning av det faktiska energiutbytet. En utökad provtagning har gjorts på ett bränsle som lagrats ca 7 veckor innan förbränning. Proverna visar på viss nedbrytning och försämring av bränslekvaliteten genom en ökad fukt- och askhalt samt att värmevärdet minskat under lagringen, vilket kan vara en del av orsaken till det låga utbytet de senaste åren. Fler provtagningar bör göras före och efter lagring av bränslet för att få ett större underlag till vad som händer med bränslet under lagring då detta inte är helt klarlagt för returträ. Detta tillsammans med att följa upp skillnaderna mellan köpt bränsle och invägt på Idbäcken så kan kanske det låga energiutbytet förklaras.

Det här examensarbetet behandlar frågeställningen hur en testrigg kan utformas för att testa planetväxlar avsedda för industrirobotar. Ett sekundärt mål för testriggen är att i så stor utsträckning som möjligt vara modulär för att kunna testa olika storlekar av planetväxlar i samma testrigg. Arbetet presenterar en testrigg för att undersöka växlarnas enskilda egenskaper så som lost motion, hysteres, vridglapp, böj- och vridstyvhet samt verkningsgrad och livslängd. Slutligen genomförs beräkningar och konstruktion av det framtagna konceptet. Slutsatsen av arbetet är att det sannolikt går att tillverka en modulär testrigg som klarar av att testa samtliga egenskaper hos planetväxlar.

Syftet med detta examensarbete var att bestämma enhetstider som används för prissättning och produktionsplanering av ytterväggar vid LB-Hus AB. Syftet var också att utforma en standard för kommande tidmätningar vid förtaget. Som hjälpmedel vid tidmätningarna har programvaran Umt-Plus använts. För att underlätta vid kommande mätningar vid företaget har enklare instruktioner för de vanligaste funktionerna i programmet tagits fram och arbetsgången noggrant dokumenterats. Under genomförandet av tidmätningarna har produktionsprocessen granskats och de problem som har uppmärksammats är bl a. oklarheter i ritningsunderlagen som snabbt orsakar störningar i produktionen och att de beredningsmissar som förekommer ofta resulterar i onödigt dubbelarbete. De uppmätta enhetstiderna stämmer väl överens med de tider som i dagsläget används av företaget. Dock har bara en linje undersökts och vidare undersökningar bör göras vid de andra linjerna för att med säkerhet kunna bekräfta de tider som används. Vid studien har verkningsgraden vid linjen uppmätts till 74 % och det är lägre än vad LB-Hus AB använder sig av vid sin kalkylering. Skillnaden mellan verklig verkningsgrad och den antagna kan vara en orsak till att det i nuläget behövs en hel del övertid för att hinna med den produktion som läggs ut i fabriken.

Gryta Avfallsstation har stora markytor som kan utnyttjas. På den ytan befinner sig byggnader och en deponi som är sluttäckt enligt nya krav. Bolaget har också en stor intern el- och värmeförbrukning. Det finns ett behov av att minska andelen av den inköpta elen. Endast elbehovet tas upp i denna uppsats. En av möjligheterna är att introducera förnyelsebara energikällor på deponins yta som idag inte används. Genom denna lösning skulle man kunna kombinera elproduktion med miljövänlig markanvändning. VafabMiljö kan minska miljöbelastningen genom att bygga upp ett system som inte skadar miljön. Det är möjligt att använda sol eller vindkraft på Gryta Avfallsstation. Examensarbetet undersöker ekonomiska och tekniska aspekter med att bygga solceller på anläggningen. Vindkraftdelen kommer som tillägg till detta examensarbete. Lämpliga platser där man kan bygga solceller undersöks. Det är taken som lutar mot söder, väster och öster där man kan lägga solceller i första hand. När det gäller deponin är det den södra och mellersta delen som analyserats. Som slutsats kan man konstatera att den bästa lösningen är att bygga solceller utan stativ på taken. På Grytas deponi borde man däremot använda stativ för att optimera solcellernas lutning samt få upp solcellerna från marken. När man använder ett stativ blir systemet dyrare. Man kan inte heller bygga på hela den tillgängliga arean pga. skuggan som bildas bakom solcellerna vilket orsakar att man behöver lämna ett avstånd mellan solcellerna. Ekonomiberäkningarna har visat att investeringen är billigast om elcertifikat och ekonomiskt stöd beviljas men det kan vara svårt att få bidrag.

<p>Syftet med detta examensarbete var att bestämma enhetstider som används för prissättning och produktionsplanering av ytterväggar vid LB-Hus AB. Syftet var också att utforma en standard för kommande tidmätningar vid förtaget.</p><p>Som hjälpmedel vid tidmätningarna har programvaran Umt-Plus använts. För att underlätta vid kommande mätningar vid företaget har enklare instruktioner för de vanligaste funktionerna i programmet tagits fram och arbetsgången noggrant dokumenterats.</p><p>Under genomförandet av tidmätningarna har produktionsprocessen granskats och de problem som har uppmärksammats är bl a. oklarheter i ritningsunderlagen som snabbt orsakar störningar i produktionen och att de beredningsmissar som förekommer ofta resulterar i onödigt dubbelarbete.</p><p>De uppmätta enhetstiderna stämmer väl överens med de tider som i dagsläget används av företaget. Dock har bara en linje undersökts och vidare undersökningar bör göras vid de andra linjerna för att med säkerhet kunna bekräfta de tider som används. Vid studien har verkningsgraden vid linjen uppmätts till 74 % och det är lägre än vad LB-Hus AB använder sig av vid sin kalkylering. Skillnaden mellan verklig verkningsgrad och den antagna kan vara en orsak till att det i nuläget behövs en hel del övertid för att hinna med den produktion som läggs ut i fabriken.</p>

Stockholm Exergi har under flera år arbetat aktivt med prediktiv analys för att identifiera avvikelser och problem i deras processer. Det har identifierats att övervakningen av organisationens ångturbiner kan utvecklas för att få en bättre bild gällande den övergripande statusen för turbinerna. Detta omfattar att arbeta prediktivt genom att stärka Stockholm Exergis övervakningsförmåga. Att stärka övervakningsförmågan kan resultera i ekonomiska fördelar då både drift samt underhållsarbete kan effektiviseras. Detta examensarbete syftar till att ta fram en modell för att beräkna verkningsgraden med målet att kunna detektera förändringar i en ångturbins prestanda över tid. Till examensarbetet har ångturbin G2, placerad i Brista, valts ut för att utföra en fallstudie på samt undersöka implementeringsmöjligheter. För att etablera val av beräkningsmetod, har relevant termodynamisk litteratur undersökts samt två prestandarapporter från väletablerade företag analyserats. Den isentropiska metoden valdes för att beräkna verkningsgraden då stabiliteten denna metod erbjuder, minimerar felkällor samt genererar korrekt trend i förhållande till den verkliga effektiviteten. Data från acceptanstestet av G2, från 2014, har jämförts med data från Stockholm Exergis övervakningssystem under samma tidsperiod. Detta utfördes för att etablera differensen i data, som mäts enligt standarder för ett acceptanstest, samt med vad Stockholm Exergis egna system mäter. Totalt utfördes fyra tester, vid olika laster, där den isentropiska verkningsgraden jämfördes och den kunde bestämmas med en differens på 0,3-2% mot acceptanstestet. En modell skapades, baserat på etablerad beräkningsmetodik, samt kopplad till Stockholm Exergis övervakningssystem. Modellen gör det möjligt för användaren att beräkna den isentropiska verkningsgraden för turbin G2 givet ett specificerat tidsintervall. För att utvärdera hur prestandan förändrats sen turbinen först togs i bruk, utfördes tre tester; 2017, 2018 och 2019. Testet för år 2017 uppfyllde samtliga normer för att vara jämförbart mot acceptanstestet år 2014. Därav kan en minskning i den isentropiska verkningsgraden på 2% påvisas under denna period.

This disquisition aims for the study of turbulence intensity influence over the power performance of different sizes of turbines with the intent to validate a hypothesis. The hypothesis formulated for the analysis is the relationship between the rotor diameter (turbine size) and turbulence intensity. The hypothetical relationship is that the smaller turbines tend to experience more influence on the power performance from the turbulence in comparison with larger ones. For this examination, three different wind turbines of models Vestas V90, V100, V126 were chosen from three Swedish wind farms. The power performance of turbines at various levels of turbulence intensity were analyzed and the power deviation from the mean value due to influence of turbulence were assessed. The power deviation values of different turbines were compared at same level of wind speeds and also the power coefficients at same level of tip speed ratios were compared to validate the hypothesis. It was observed that the hypothesis seemed to appear true as higher influence on power curves were observed on V90 compared to others. Nevertheless, there were some obscene results which might be due to several factors such as influence of variation in hub height, site and inadequacy of data. / Detta examensarbete syftar till att studera hur ett vindkraftverks storlek påverkar inflytande från turbulens på effektuttaget. Hypotesen är att vindkraftverk med mindre rotordiameter påverkas mer av turbulens än de större. Tre vindkraftverksmodeller (Vestas V90, V100 och V126) från svenska vindkraftsparker valdes ut. De olika modellernas effektuttag för olika grader av turbulens analyserades och avvikelsen från effektmedelvärdet jämfördes. Effektavvikelserna samt verkningsgradsavvikelsen  för de olika vindkraftverksmodellerna jämfördes vid samma vindhastighet respektive löptal för att kunna testa hypotesen. Hypotesen styrks då den mista modellen (Vestas V90) påverkas mest av turbulens. Resultatet har dock troligtvis påverkats av andra faktorer såsom tornhöjd, terräng och en begränsad mängd data.