Bristande verkningsgrad som här är fallet med SP6 är varken ekonomiskt eller
hållbarhetsmässigt fördelaktigt. Den låga utgående ångtemperaturen orsakar förlust av elproduktion och i sin tur självförsörjningsgraden i Skutskärsbruk. Även fast sodapannans huvudsakliga syfte är att omvandla svartluten till grönlut kan man ändå betrakta den minskade verkningsgraden som ett bränsleslöseri. Delar av den högvärdiga värmeenergin i rökgaserna som i normala fall skulle överföras till ångan i större utsträckning går nu istället förlorad. För att applicera detta problem till de globala hållbarhetsmålen kan man koppla detta problem till målen ”hållbar energi för alla”, ”hållbar industri” samt ”hållbar konsumtion och produktion”.
Eftersom Skutskärsbruk har till 99 % en fossilfri produktion kan man betrakta den relativt hållbar. Energin som produceras i turbin bidrar till hållbar energi i samhället, tappar vi verkningsgraden i SP6 blir denna energiproduktion lidande. Detsamma gäller för målet
”hållbar industri” desto mer energi vi kan producera i turbin desto mer självförsörjande blir Skutskärsbruk och därav en mer hållbar industri. Gällande ”hållbar konsumtion och
produktion” är Skutskärsbruk högst delaktigt både vad det gäller konsumtion och produktion.
Hållbar konsumtion innebär att man bland annat inte ska slösa på resurser. Drar man det lite hårt kan man säga att vi slösar bort delar av energin som vi i grunden har köpt in i form av biobränsle till bruket.
Vid en första anblick kan 3 respektive 7 miljoner kronor om året, som var de beräknade förluster i elproduktion, kännas stora. Då elpriset för året 2020 var förutspått att bli väldigt lågt känns det mer rimligt att använda elpriset för 2019 vid senare jämförelser eller
bedömningar. Som sagt anses 7 miljoner kronor vara en stor summa pengar i många sammanhang, men tittar vi inom industrin kan denna summa uppfattas som tämligen liten.
Sett till skutskärsbruks omsättning år 2018 skulle dessa 7 miljoner motsvara endast 0,35 % av det årets omsättning om 2 miljarder kronor. Däremot sett till summan som Skutskärsbruk lade på inköp av el senaste året motsvarar 7 miljoner en väsentligt större procentandel, omkring 10
%. Tittar man dessutom på hur länge detta problem har fått pågå blir summan ganska snabbt mer betydelsefull. Vad utredningen visar har detta problem pågått längre än vad sparad mätdata kan visa och dessutom längre än vad flera processoperatörer kan minnas. Sett till den förlorade elproduktionen under en 10-årsperiod eller 20-årsperiod skulle kanske en
investering i en åtgärd vara desto mer iögonfallande. Gällande denna beräkning har
antagningen gjorts att den minskade energin i utgående ånga skulle kunna nyttjas till fullo i
34 turbinen under alla drifttimmar, alltså har inte övriga driftstörningar som orsakar
elproduktionen tagits i beaktning.
Första orsaken som utreddes gällande SP6 låga utgående ångtemperatur var lasten på pannan.
SP6 byggdes för en kapacitet om 600 tTS/24h vid 72 % torrhalt på svartluten. En ombyggnation ägde rum 1996 varav kapaciteten höjdes till 800 tTS/24h. Gällande
ombyggnationen blev det aldrig färdigställt för att kunna gå upp i last på SP6. Med det sagt ligger SP6 kvar vid en kapacitet på 600 tTS/24h vilket är den kapacitet som utredningen hänvisar till. Överslagsberäkningen kring vilken last vi ligger och kör på SP6 vid normaldrift resulterade i 635 tTS/24h. Då driften på en sodapanna varierar mycket kan vi med säkerhet inte säga att vi alltid ligger i detta område på lasten. Däremot motsvarar denna
överslagsberäkning ett normalfall vilket innebär att till stor del är det denna last SP6 har.
Då vi levererar önskad ångmängd och vi ligger och kör med rätt last på SP6 ledde utredningen vidare kring vad bristerna finns vid värmeöverföringen. Eftersom vi inte har problem att nå ångbildningsvärmen i ångdomen före överhettaren och de facto att överhettaren har ansvaret för att överhetta ångan till rätt sluttemperatur har fokus i utredningen hamnat på överhettaren.
Första misstanken kring överhettaren var att den värmeöverförande ytan inte var tillräcklig.
För att undersöka detta utfördes jämförelser med SP7. Förhållandet värmeöverförande yta kontra lastkapacitet jämfördes mellan SP6 och SP7. En överslagsberäkning kring vilket k-värde överhettaren på SP6 och SP7 utfördes och jämfördes med varandra. För SP6 blev förhållandet ungefär 2 m2/tTS och för SP7 ungefär 1,6 m2/tTS. Utifrån detta kan vi se att SP6 överhettare inte är under dimensionerad i jämförelse med SP7. Gällande k-värdet utfördes beräkningen vid verkligt driftfall för både SP6 och SP7 varvid för SP6 beräknades även k-värdet vid det förväntade driftfallet. Vid det verkliga driftfallet visar det sig att SP6 överhettare får ett högre k-värde än vad SP7 överhettare får. Däremot vid det förväntade driftfallet skulle k-värdet för SP6 överhettare hamna något lägre än SP7 överhettare. Dessa beräkningar antyder att överhettaren på SP6 inte är underdimensionerad.
Vidare undersöktes orsaker till att överhettaren skulle tappat kapacitet. Första orsaken som studerades var försmuttsning av överhettaren vilket är ett område som belyses i
litteraturstudien som ett högst angeläget problem vid bristande värmeöverföring för en överhettare. Att utföra en grundlig utredning kring försmuttsning av överhettare är ytterst svårt och tidskrävande utan CFD-modelleringsprogram. I detta fall användes WinMops för att analysera trendkurvor för den utgåendeångtemperaturen över tid. Det som framgår ur
35 analysen är att temperaturen på utgåendeånga är som högst efter ett stopp och sedan sjunker den med tiden. Detta skulle kunna antyda på försmuttsning av överhettaren eftersom vid stoppet rengörs pannan och bör vara som renast efter ett stopp. Med tiden sedan bygger försmutsningen på vilket kan orsaka temperaturtappet vi ser i trendkurvan.
Litteraturstudien visade på att försmutsning av överhettaren bidrar till sämre värmeöverföring, där sotning är viktigt för att motverka detta. Med avseende på detta utfördes jämförelser kring sotningen på båda sodapannorna för att se hur de skiljer sig åt. Sotningen är relevant för att dels få bort försmutsning och även motverka att vi får försmutsning av överhettaren och andra värmeöverförande ytor. Gällande sotningen undersöktes förhållandet mellan sotånga och utgående ångflöde samt förhållandet mellan sotånga och lastkapacitet omräknat i tTS/h.
Resultatet visade att vid båda förhållandena ligger SP6 lägre än SP7 i mängden sotånga. Detta skulle kunna vara en anledning till att det finns större potential till försmutsning i SP6 än i SP7. Däremot gällande sotning är det mycket andra aspekter som spelar stor roll så som antal sotblåsare, deras placering, vinkel osv. vilket inte har beaktats i denna undersökning.
En intressant iakttagelse är hur tertiärluftflödet påverkar utgående ångtemperaturen i SP6.
Genom att plotta tertiärluftflödet och utgående ångtemperaturen kunde en tydlig trend ses att temperaturen på utgående ånga ökade när tertiärluften ströps. Anledningen till detta är troligtvis för att det inte finns någon luftförvärmning på tertiärluften till skillnad från primär-och sekundärluften. Även på SP7 finns det ingen förvärmning på luften som tillförs högre upp i pannan. Anledningen till att SP6 påverkas så mycket av den icke förvärmda tertiärluften kan bero på att den är så pass mycket mindre än SP7 vilket gör att den blir mer känslig. Vid genomförandet av testet kring tertiärluften nådde utgående ångtemperaturen 420 °C vilket är en tydlig förbättring gentemot tidigare temperaturer på 400 °C. Det är intressant hur
tertiärluften påverkar ångtemperaturen negativt eftersom när vi tillför mer luft i pannan bör det medföra att förbränningen blir bättre och därav åstadkomma en högre temperatur. I detta fall blir det tvärtom och en anledning till det skulle kunna vara att tertiärluften är för. Vid utredning kring luft/lut kvoter i WinMops syns det att SP6 har en betydligt högre kvot än vad SP7 har. Med avseende på hur SP6 påverkas av den ouppvärmda tertiärluften och den högre lufttillförseln skulle en investering i en luftförvärmare kunna göra stor nytta.
Ångkylaren som till synes ser ut att ”läcka” vid normaldrift är också en orsak till att utgående ångtemperaturen blir lidande. Ångkylaren ska kyla ångan om den överstiger 450 °C, och inte som i detta fall ligga och kyla när vi inte når upp i rätt temperatur. Efter diskussion med
36 processoperatörer påvisas att regelbundet underhåll utförs på ångkylaren, men risken finns att den inte håller riktigt tätt. Gällande ångkylaren känns det som en grundlig genomgång och ett läckagetest skulle vara lönsam även fast det bara tycks se ut som små temperaturförluster som orsakas av den. Något som inte har utretts i denna studie men som känns nämnvärt är att SP6 är utrustad med en vattenscreen. Vattenscreen, som benämns i kapitlet om ång- och
vattensystemet, är fördelaktigt då den skyddar överhettaren men den minskar även överhettarens effektivitet eftersom screen kyler rökgaserna.
Utredningen som utförts över Skutskärsbruks sodapanna är en grov utredning om tänkbara eller icke tänkbara orsaker till problemet. Att utföra en grundlig analys av en hel sodapanna är ett jättejobb och inget man utför under ett grundläggande examensarbete. Även att bara utföra en grundlig utredning av överhettaren är ett stort arbete och något man i regel inte ger sig på utan att ha tillgång till modelleringsprogram. Skulle det vara relevant för Skutskärsbruk att utreda problemet vidare skulle jag rekommendera att utföra en CFD-modellering över
exempelvis överhettaren, liknande som studerats i litteraturstudien. Gällande denna studie har överslagsberäkningar utförts varvid man måste ha i åtanke att mätfel är vanligt inom en gammal industri, samt att driften varierar från dag till dag. Därav bör man se beräkningarna som just överslagsberäkningar och inte stirra sig blind på dem. Personligen är jag väldigt nyfiken över vad det är exakt som har hänt med SP6 vilket vi ännu inte kan avgöra konkret.
Det finns saker som orsakar problematiken som utretts i studien men det vi inte vet är om SP6 någonsin har levererat ånga vid 450°C.
37