5.2 Effekter av spetsning
5.2.2 Förslag 3: Spets av fjärrvärmevattnet med ångkondensor
5.3.1.2 Förslag 2
Rörlängden för kopplingen före värmeväxlare 822A och 822B är uppskattad till totalt 320m.
Detta innebär en rörkostnad på totalt 800 000kr.
Den tillförda effekten av spetsningen omvandlat till oljeförbrukning i panna 3, som har den högre verkningsgraden på ca 84 %, motsvarar en minskad kostnad på ca 3 710 000 kr/år d.v.s. ca 452 m3/år.
Detta ger en total engångskostnad på 1 690 000kr och en årlig besparing på 3 710 000kr/år.
Det betyder en återbetalningstid i form av minskad oljeanvändning på ca 6 månader.
34 5.3.2 Förslag 3: Spets med ångkondensor
Vid detta förslag så används antingen en tub- eller plattkondensor. Här antas samma
maximala effektuttag d.v.s. 10MW och kostnaderna uppskattas på samma sätt till 510 000kr för en tubkondensor och 280 000kr en plattkondensor. En tubkondensor kan vara att föredra då denna är mindre känslig för läckage jämfört med en plattkondensor.
Rördragningen här är uppskattad till totalt 260m varav 130m är av fjärrvärmetyp och 130m är ångledningar. Kostnaden för en isolerad ångledning är uppskattad till 2000kr/meter(Stig-Olov Lundström, Personlig kommunikation). Totala kostanden för detta blir ca 585 000kr.
Kostnaden för en pump för bortförsel av kondens har inte kunnat tas fram.
Minskningen av kylning i svavelsyrakretsens nödkylare motsvarar sett till oljeanvändning en minskad kostnad på ca 4 508 000 kr/år d.v.s. ca 550 m3/år.
Detta ger en engångskostnad på ca 1 100 000kr plus kostnaden för pump och en årlig besparing på ca 4 508 000 kr/år plus energikostnad för pump. Det ger en beräknad återbetalningstid i form av minskad oljeanvändning på ca 3 månader.
5.3.3 Ekonomisk jämförelse
För en sammanställning av de ekonomiska aspekterna som tagits fram se tabell 1.
Tabell 1: Ekonomisk jämförelse för förslagen.
Förslag 1 2 3
35
6 SLUTSATS/ANALYS OCH DISKUSSION
I det här avsnittet tas slutsatser, diskussioner och fortsatta arbeten upp. Se figur 5, 7 och 8 för förslagens kopplingspunkter.
6.1 FÖRSLAG 1: SPETS EFTER 822A OCH 822B MED HJÄLP AV SKORSTENSVÄRME
Detta förslag är det bästa ur ett ekonomiskt perspektiv. Det genererar efter sex månader höga besparingar pga. minskat oljeanvändande. Detta förslag ger den högsta beräknade
besparingskostnaden av alternativen. Dock så är detta beräknat utan driftkostnader för pumpar.
6.2 FÖRSLAG 2: SPETS FÖRE 822A OCH 822B MED SKORSTENSVÄRME
Detta förslag är det minst gynnsamma alternativet ur ekonomiskt perspektiv då det kommer återbetala sig efter 6 månader för att sedan ge det lägsta sparandet i form av minskat
oljeanvändande.
Vid en jämförelse av temperaturen på flödena efter värmeväxlare 822A och 822B i mellankretsen kan en viss höjning av temperaturen ut från dessa ses. De kraftiga
förändringarna i temperatur under perioden augusti till september beror på att värmeväxlarna 822A och 822B inte var vid drift, så dessa värden bör förbi ses.
Värmetillförseln som förslag 2 ger på fjärrvärmenätet är mindre än förslag 1. Detta grundar sig i att denna är kopplad innan korsningen i svavelsyrans mellankrets, se figur 5 och 7. Det betyder att den fulla tillförseln av skorstensvärme som detta förslag ger inte flödar till värmeväxlare 822A och 822B. Grovt sagt kan man säga att bara hälften av ursprungliga värmen flödar till dessa växlare. På så sätt blir effekten bara 4071 MWh per år ut på fjärrvärmenätet.
En grundligare utredning om värmeutbytet i värmeväxlare 822A och 822B bör göras för att få en mer exakt värmemängd.
En av felfaktorerna till det missvisande resultatet härstammar från det antagande som gjorts.
Antagandet baserades på värden år 2014 och under några veckor i augusti då det inte levererades fjärrvärme från dessa växlare.
6.3 FÖRSLAG 3: SPETS MED ÅNGKONDENSOR EFTER 822A OCH 822B.
Detta förslag anses vara det näst bästa alternativet ur ekonomiskt perspektiv trots sin ca 3 månader långa återbetalningstid samt minsta rörledningskostnad.
En grundligare utredning behöver dock göras på detta förslag då beräkningarna är gjorda efter ordinarie examensarbetes läsperiod då missförstånd angående vad detta förslag skulle innefatta uppstått under ordinarie arbetstid.
36 6.4 ÖVRIGT
Slutligen, efter en analys av fjärrvärmepumparnas pumpkurvor samt flöden under året kan det konstateras att pumparna stundvis ligger på högt varvtal och att högre volymflöden genom dessa kan resultera i sämre verkningsgrad.
Med den högre temperaturen på fjärrvärmevattnet, tack vare spetsning, kan dock samma effekt fortfarande uppnås med ett sänkt massflöde. Beräkningar på denna balans är dock inte gjorda i brist av tid.
Vid tillämpningen av värmeväxlare, kondensorer och rör i förslagen har inga friktion- och stötförluster tagits hänsyn till. I verkligheten kan dessa påverka flöden negativt och för mer exakta siffror bör detta utredas.
En grundligare utredning för slamtorkens användande bör göras då togs i produktion först i juni 2014.
Bristen av tid och bristande kunskap om avgränsningar har kraftigt reducerat djupet och bredden på utredningen. Ytterligare utökad utredning bör göras för mer exakta resultat av spetsningsförslagen.
Detta arbete ger dock tydliga signaler att oljeanvändandet skulle kunna minskas, fjärrvärmevattnets temperatur kan ökas och i samma veva spara in pengar åt företaget samtidigt som miljön inte påverkas lika mycket som tidigare.
37
7 REFERENSER
7.1 TRYCKTA KÄLLOR
Alvarez, H. 2006. Energiteknik. D. 1.(3.uppl.); Lund: Studentlitteratur Alvarez, H. 2006. Energiteknik. D. 2.(3.uppl.); Lund: Studentlitteratur
Alvarez, H., Elovsson, S. 1996. Energiteknik: formler och tabeller.(2.uppl.); Lund:
Studentlitteratur (Boliden, 2012)
7.2 MUNTLIGA KÄLLOR
Lars-Arne Eliasson, C A MÖRCK AB, samtal 2015
Andreas Johansson, Utvecklingsingenjör, Boliden AB, samtal 2015 Stig-Olov Lundström, Tryckkärlssamordnare, Boliden AB, samtal 2015 Peter Olsson, Avdelningschef, Boliden AB, samtal 2015
7.3 INTRANÄTET, INTERNT BOLIDEN New Boliden – Energi- och mediarapport 2014 New Boliden – Energikartläggning 2013 New Boliden – Fakta
New Boliden – Rönnskär driftdata IM dump 2014 7.4 ÖVRIGA KÄLLOR
Sundin, Emil., Kafaliev, Christoffer., A.muneem, Aqil., Rikberg, Heidi.2015. Utredning av spetskondensor på svavelsyraverket på Boliden Rönnskär. LTU Skellefteå.
8 BILAGOR
8.1 PROCESSER ÅNGA
Här presenteras de detaljerade dygnsvärden för producenter och användare av ånga.
8.1.1 Oljepanna 1 och 3
För översiktlig bild av ångproduktionen i panna 1, i MWh per dygn, se figur 39. Den totala ångproduktionen för panna 1 under 2014 uppgick till 3838MWh.
Figur 39: Ångproduktionen per dygn i oljepanna 1 under året.
För översiktlig bild av ångproduktionen i panna 3, i MWh per dygn, se figur 40. Den totala ångproduktionen för panna 3 under 2014 uppgick till 14898 MWh.
Figur 40: Ångproduktionen per dygn i oljepanna 3 under året.
8.1.2 Fumingverket
För översiktlig bild av ångproduktionen på fumingverket, i MWh per timme, se figur 41. För ånganvändandet för fumingens sotblåsare se figur 42. Timvärden valdes här då dygnsvärden ej gick att hitta. Den totala ångproduktionen för fumingverket uppgick till 211769 MWh och totala användandet uppgick till 23464 MWh under 2014.
Figur 41: Fumingverkets ångproduktion per timma under året.
Figur 42: Fumingverkets sotblåsares ånganvändande per timma under året.
8.1.3 Turbin
För en översiktlig bild av ånganvändandet för turbinen, i MWh per dygn, se figur 43. Den totala ånganvändningen för turbinen under 2014 uppgick till 3429 MWh.
Figur 43: Turbinens ånganvändande för varje dag under året.
8.1.4 Blykaldo
Blykaldo är både en ångproducent och ångkonsument. För en översiktlig bild av
produktionen och användandet, i MWh per dygn och MWh per timma, se figur 44 och 45.
Den totala produktionen under 2014 uppgick till 15903 MWh och användandet till 2639 MWh.
Figur 44: Ångproduktionen per dygn som blykaldo står för.
Figur 45: Ånganvändningen per timme som blykaldo står för.
8.1.5 E-kaldo
E-kaldo är både en producent och konsument av ånga. Konsumtionen uppstår i verkets kvicksilverfilter samt för varmhållning av ugn. Produktionen, i MWh per dygn, kan ses i figur 46 och uppgick 2014 till 57992 MWh. Konsumtionen för kvicksilverfilter ses i figur 47 och totala användandet under 2014 uppgick till 15268 MWh. Konsumtionen för
varmhållningen ses i figur 48 och uppgick för 2014 till 6310 MWh.
Figur 46: Producerade energimängden som E-kaldo står för varje dygn under 2014.
Figur 47: Använda energimängden som kvicksilverfiltret står för varje dygn under 2014.
Figur 48: Använda energimängden som varmhållningen står för varje dygn under 2014.
8.1.6 Slamtorken
Slamtorken tog i drift juni 2014. Dess ånganvändande, i MWh per dygn, ses i figur 49. Den totala användningen 2014 uppgick till 1788MWh.
Figur 49: Slamtorkens ångförbrukning per dygn under sitt första år.
8.1.7 Flashugn
Flashugnen producerar en omfattande mängd ånga, men en stor del av denna ånga använder den själv. Den producerade ångan, i MWh per dygn, ses i figur 50 och konsumtionen ses i figur 51. Den totala produktionen 2014 uppgick till 128322 MWh och användandet 63376 MWh.
Figur 50: Ångproduktionen per dygn för flashugnen under 2014.
Figur 51: Ånganvändningen per dygn för flashugnen under 2014.
8.1.8 Konverterhallen
Den totala ångproduktionen, i MWh per dygn, för konverterhallens tre ugnar ses i figur 52.
Den årliga produktionen av ånga under 2014 för konverterugnarna uppgick till 49809 MWh.
Figur 52: Konverterhallens ångproduktion per dygn under 2014.
8.1.9 Ädelmetallverket
För en översikt av ädelmetalverkets ånganvändning, i MWh per timme, se figur 53. Det årliga användandet uppgick till 3643 MWh.
Figur 53: Ånganvändandet per timma i ädelmetallverkets processer.
8.1.10 Elektrolysen
För en översikt av elektrolysens ånganvändning, i MWh per timme, se figur 54. Det årliga användandet uppgick till 70679 MWh.
Figur 54: Ånganvändandet per timma i elektrolysen.
8.1.11 Elektrisk smältugn/”Hyttan”
För den ångmängd som ”Hyttan” använder, i MWh per dygn, se figur 55. Det årliga användandet 2014 uppgick till 12662 MWh.
Figur 55: Ånganvändandet per dygn i elektriska smältugnen.
8.1.12 Matarvatten
Användandet av ånga för matarvattnet, i MWh per dygn, ses i figur 56.
Figur 56: Matarvattnets ånganvändande per dygn.
8.1.13 SD5/Svaveldioxid
Den mängd ånga, i MWh per dygn, som svaveldioxidverket använder från ångnätet ses i figur 57. Den årliga förbrukningen 2014 uppgick till 3919 MWh.
Figur 57: Användningen av ånga per dygn för svaveldioxidverket.
8.1.14 Kondensorer
För användandet av ånga, i MWh per dygn, för kondensor 851 se figur 58. Den totala användningen 2014 uppgick till 90928 MWh.
Figur 58: Användandet av ånga per dygn för kondensor 851.
För användandet av ånga, i MWh per dygn, för kondensor 852 se figur 59. Den totala användningen 2014 uppgick till 39413 MWh.
Figur 59: Användandet av ånga per dygn för kondensor 852.
För användandet av ånga, i MWh per dygn, för kondensor 816 se figur 60. Den totala användningen 2014 uppgick till 5892 MWh.
Figur 60: Användandet av ånga per dygn för kondensor 816.
8.1.15 Friblåsning
För användandet av ånga i form av friblåsning d.v.s. utsläpp i fria luften se figur 61.
Observera att detta är snittenergimängden för varje dag baserat på månadsvärden, de verkliga dygnsenergimängden kan se annars ut. Den totala friblåsningen 2014 uppgick till 2035 MWh.
Figur 61: Mängden friblåsning av ånga under 2014.
8.2 PROCESSER FJÄRRVÄRME 8.2.1 SD5/svavelsyran
För fjärrvärmeproduktionen från SD5/svavelsyrakretsen, i MWh per dygn, se figur 62.
Den totala produktionen för 2014 uppgick till 34910 MWh. Nollvärdena under perioden augusti till början av oktober är inte normala värden, under denna period låg dessa värmeväxlare nere för bl.a. underhåll.
Figur 62: Variationen på värme till fjärrvärmenätet under 2014.
8.2.2 Fumingverket
För fjärrvärmeproduktionen för fumingverket, i MW per timme, se figur 63. Timvärden valdes här då dygnvärden ej gick att hitta. Den totala produktionen för 2014 uppgick till 27144 MWh.
Figur 63: Fumingverkets fjärrvärmeproduktion per timma under året.
8.2.3 Kondensorer
För produktionen av fjärrvärme, i MWh per dygn, för kondensor 851 se figur 64. Den totala produktionen 2014 uppgick till 90928 MWh.
Figur 64: Produktionen av fjärrvärme per dygn för kondensor 851.
För produktionen av fjärrvärme, i MWh per dygn, för kondensor 852 se figur 65. Den totala produktionen 2014 uppgick till 39413 MWh.
Figur 65: Produktionen av fjärrvärme per dygn för kondensor 852.
För produktionen av fjärrvärme, i MWh per dygn, för kondensor 816 se figur 66. Den totala produktionen 2014 uppgick till 5892 MWh.
Figur 66: Produktionen av fjärrvärme per dygn för kondensor 816.
8.2.4 Kylare
För användandet av fjärrvärme i form av kylning, i MWh per dygn, för kylare 857 se figur 67. Det totala användandet 2014 uppgick till 38194 MWh.
Figur 67: Användandet per dygn i form av kylning för kylare 857.
För användandet av fjärrvärme i form av kylning, i MWh per dygn, för kylare 858 se figur 68. Det totala användandet 2014 uppgick till 18746 MWh.
Figur 68: Användandet per dygn i form av kylning för kylare 858.
8.2.5 Fjärrvärmeackumulatortank
För en översiktlig bild av hur effekten, i MW, i ackumulatortanken svänger under året se figur 69. Maxeffekten för tanken är 50MW.
Figur 69: Effektmängden i fjärrvärmeackumulatortanken.
8.2.6 Fjärrvärme levererad av pump 818A och 818B
För den totala energimängden för fjärrvärmen, i MWh per dygn, som användarna Rönnskär Öst-Syd samt kondensat- och spädvatten förvärmningen nyttjar se figur 70. Den totala energimängden uppgick till ca 71000MWh.
Figur 70: Nyttjad energimängd för fjärrvärmen per dygn under året för Rönnskär Öst-Syd samt kondensat- och spädvatten förvärmningen.
8.2.7 Fjärrvärmeanvändarna Rönnskär Väst samt Skelleftehamn och Ursviken.
För den totala energimängden för fjärrvärmen, i MWh per dygn, som användarna Rönnskär Väst samt Skelleftehamn och Ursviken nyttjar se figur 71. Den totala energimängden uppgick till ca 67900MWh.
Figur 71: Nyttjad energimängden för fjärrvärmen per dygn under året för Rönnskär Väst samt Skelleftehamn och Ursviken.