6 Diskussion
6.2.5 Undvika nivå-‐ras i hetvatten-‐cisternen
6.2.4 Utnyttjande av kondensat
Pumpen som sköter nivåhållningen från SK1 till hetvatten-‐cisternen upptäcktes kunna sjunka plötsligt i tryck. Anledningen till detta tros vara ett flöde som går till mixeriet från samma ledning som nivåhållningen till hetvatten-‐cisternen på SK2. Detta flöde kan öka väldigt hastigt från ca 5 𝑚!/ℎ ända upp till 180 𝑚!/ℎ för att sedan sjunka lika fort igen. När detta sker finns en misstanke att pumpen ej klarar av att nivåhålla cisternen om en flingtorklinje skulle stängas av. Flödet går till en bakvatten-‐cistern på mixeriet, vattnet i denna cistern används för rengöring av två stycken filter i mixeriet. Detta sker automatiskt när filtren blivit igensatta, med ett intervall på ca två gånger på tre timmar. Då bakvatten-‐
cisternen endast är på 5 𝑚! krävs ett stort hetvattenflöde till cisternen för att förse filtren med vatten.
Det tillgängliga kondensatet skulle kunna användas till Press 7 som simuleringen visar. Alternativt kan det användas till att rengöra filtren i mixeriet. Då
kondensatet inte räcker till båda dessa bör därför en avvägning göras mellan alternativen. Installationskostnaderna skulle bli mindre om kondensatet utnyttjas i mixeriet då det geografiskt ligger närmre kondensattanken och befintliga ledningar redan finns.
6.2.5 Undvika nivå-‐ras i hetvatten-‐cisternen
Det upptäcktes att innan revisionsstoppet år 2014 nivåhölls hetvatten-‐cisternen mot 80 % för att efter nivåhållas mot 70 % utan någon egentlig klar anledning. Skulle cisternen nivåhållas mot 80 % som innan stoppet skulle tiden öka innan cisternen når ner till 30 % och fabriksvatten går in.
Vid upptäckten av att nivåregleringen i tanken ändrats från 80 % till 70 % efter revisionsstoppet år 2014 togs kontakt med driften på SK2. Regleringen ändrades till att återigen nivåhålla mot 80 %. Då denna åtgärd endast förlänger tiden innan nivån i cisternen når 30 % har den antagligen ingen stor effekt för
systemet, även om det vissa gånger kan motverka att nivån i cisternen når ner till 30 %. Detta gjordes i början av april 2015 och på grund av revisionsstoppet vecka 16 och de driftstörningar som det medför att starta upp fabriken igen är det för tidigt att dra några slutsatser om vad konsekvenserna blivit. Även om ett samband kan ses mellan nivåsänkningen i cisternen och när en eller båda
flingtorkslinjerna stängs av är det sannolikt beroende av de andra förbrukarna till cisternen också. Vid jämförelse mellan hur systemet såg ut tidigare år har producenter till hetvatten-‐cisternen minskat. Tvättvätskekylaren var tidigare en större producent än den är idag med ett flöde på ca 80 𝑚!/ℎ in till cisternen. Även detta påverkar balansen i cisternen. Då modellen som byggdes för arbetet inte är dynamisk är det svårt att använda den till att just simulera hur nivån i cisternen beter sig.
6.3 Val av systemgräns och referensperiod
Anledningen till att systemgränsen har satts som den gjort är helt och hållet beroende på tiden som är avsatt för examensarbetet. Hela
sekundärvärmesystemet på bruket är sammankopplat och en utökad
systemgräns skulle troligtvis leda till en bättre bild av hur systemet fungerar och är reglerat med fler identifierade effektiviseringsmöjligheter till följd.
Referensperioden är vald efter den tid på året då leverans av fjärrvärme är aktuell och sattes att sluta den 31:e januari då arbetet med att samla in indata påbörjades tidigt i processen. Önskvärt skulle ha varit att referensperioden även skulle ha innefattat februari och mars då dessa månader också är relevanta för fjärrvärmeleverans. En utökad referensperiod hade lett till riktigare
medelvärden för systemet. Ett alternativ skulle ha varit att valt en
referensperiod från tidigare år, detta skulle dock leda till icke-‐representativa data till följd av de tillbyggnader och ombyggnationer som skett på bruket.
6.4 Indata
Den största delen av insamlade indata är timmedelvärden hämtade från
Winmops under referensperioden. Då kompletterande data har behövts göras i form av mätningar har dessa uppmätts momentant vid upprepade tillfällen. Dessa värden är oftast uppmätta efter referensperioden och har en större osäkerhet kring sig än de data som noggrant finns loggade i Winmops. Vid uppmätning av temperatur på flöden har en temperaturmätare använts på utsidan av röret fluiden strömmar i. Temperaturen som uppmäts är med säkerhet lite lägre än den faktiska temperaturen på fluiden i röret då förluster i form av konvektion och strålning sker till omgivningen. I de fall indata behövts räknats fram som i fallen med svartlutkylaren och NS tvättlutkylaren har
förenklingen gjorts att värmeöverföringen mellan fluiderna sker förlustfritt och att fluidegenskaperna är konstanta.
6.5 Modell
Modellen är starkt beroende av indata på de flöden som går in i systemet. För att använda modellen till att simulera hur sekundärvärmesystemet påverkas vid olika driftfall krävs en del arbete med att ta fram indata till modellen. En önskan hade varit att utvidga modellen till att anpassa indata för flöden efter
Försök gjordes att ta fram dessa för svartlutkylaren men det visade sig vara problematiskt på grund av dess ålder. Leverantören av värmeväxlaren kontaktades men även de hade svårt att få fram data på den.
7. Förslag till fortsatt arbete
• En utökad, dynamisk modell där de olika flödena anpassas efter hur produktionen på bruket varierar.
• Se till möjligheterna att även leda om vattenledningarna från
svaggaskondenskylaren och efterkondensorn då dessa bidrar med en temperaturökning i ljumvatten-‐cisternen.
• Fördjupning om varför nivå-‐rasen i hetvatten-‐cisternen sker.
8.Slutsats
Den enklaste effektiviseringsåtgärden för att öka effektöverföringen till fjärrvärmenätet är att leda om kylvattenflödet från ljumvatten-‐cisternen till hetvatten-‐cisternen, detta leder till en ökad effektöverföring till fjärrvärmenätet med 3,1 MW. Denna åtgärd genomfördes också under revisionsstoppet. Den åtgärd som skulle innebära den största ökningen av överförd effekt till
fjärrvärmenätet är att kyla svartluten med vatten från hetvatten-‐cisternen för att sedan leda tillbaka kylvattnet till cisternen. Den potentiella effektöverföringen ökar då med 9 MW. Problemet med de hastiga nivåsänkningarna i hetvatten-‐ cisternen bör studeras djupare då det troligen är en kombination av olika faktorer som påverkar. Klart är dock att det är starkt kopplat till driften av flingtorkarna.
9. Referenser
Andersson, L, F & Bergquist, A-‐K (2013). Effekter av miljöpolitiska styrmedel i
skogsindustrin. Stockholm: Tillväxtanalys. Tillgänglig:
http://www.tillvaxtanalys.se/download/18.32fe391442ad9e964477/13927274 58042/Effekten+av+miljöpolitiska+styrmedel+i+skogsindustrin.pdf
[2015-‐05-‐15]
BillerudKorsnäs (2013). Miljöredovisning, Gruvön 2013. Grums: BillerudKorsnäs, Gruvön. Tillgänglig:
http://billerudkorsnas.se/hallbarhet/rapporter/miljorapporter/ [2015-‐05-‐13]
Energimarknadsinspektionen (2015). Fjärrvärmekollen, Grums. [Elektronisk]. Tillgänglig:
http://ei.se/sv/start-‐fjarrvarmekollen/foretag/varmevarden-‐ab/grums/ [2015-‐05-‐13]
Kassberg, M. (1998). Massa och papper – en grundbok. Markaryd: Skogsindustrins utbildning.
Nygaard, J. (1986). Energikompendium för massa-‐ och pappersindustrin. Markaryd: Sveriges skogsindustriförbund.
Svensk fjärrvärme (2015). Om fjärrvärme. [Elektronisk]. Tillgänglig:
http://www.svenskfjarrvarme.se/fjarrvarme/ [2015-‐05-‐13].
Öster, M. (2002) Åtgärder för att på ett systemriktigt sätt förbättra förvärmningen av spädvatten vid Gruvöns bruk. Göteborg: Chalmers University of Technology
Bilaga A
Wingems-‐modell
Nedan följer en beskrivning av parametrar som är lagrade i STORE-‐blocken:
Block 15, indata
B15:1 Flöde in till Lockman [m3/h] B15:2 Temperatur in till Lockman [°C]
B15:3 Rent kondensat som ersätter hetvatten till press 7 [m3/h] B15:4 Fabriksvatten temperatur [°C]
B15:5 Flöde hetvatten till flingtork [°C]
B15:6 Flöde kylvatten till tvättvätskekylare X004 [m3/h] B15:7 Flöde kylvatten till terpentinkondenskylare [m3/h] B15:8 Flöde hetvatten till sandfilter [m3/h]
B15:9 Flöde hetvatten till Press 7 [m3/h] B15:10 Flöde hetvatten till Press 23 [m3/h] B15:11 Flöde SK1 till mixeri [m3/h]
B15:13 Temperatur ut från 291X001 [°C]
B15:14 Registrerat flöde till efterkondensor/svaggaskylare [m3/h] B15:15 Andel av B15:14 som går till svaggaskylare [%]
B15:16 Börtemperatur på hetvatten-‐cistern [°C]
Block 32, indata svartlutkylare 421X905 B32:1 CP svartlut [KJ/kg*K]
B32:2 Densitet svartlut [kg/m3]
B32:3 Temperatur på svartlut in till svartlutkylare 421X905 [°C] B32:4 Temperatur på svartlut ut ur svartlutkylare 421X905 [°C] B32:5 Flöde svartlut genom svartlutkylare [m3/h]
B32:6 Effekt svartlutkylare [MW]
B32:7 temp vatten ut ur svartlutkylare [°C]
B31:8 Temperatur på fabriksvatten in till svartlutkylare [°C] B31:9 Vattenflöde genom svartlutkylare [m3/h]
Block 31, indata tvättlutkylare R910.101 B31:1 CP tvättlut [KJ/kg*K]
B31:2 Densitet tvättlut [kg/m3]
B31:3 Temperatur på tvättlut in till tvättlutkylare R910.101 [°C] B31:4 Temperatur på tvättlut ut ur tvättlutkylare R910.101 [°C] B31:5 Flöde tvättlut genom tvättlutkylare [m3/h]
B31:6 Effekt tvättlutkylare [MW]
Beräkningar
Nedan redogörs de beräkningar som används i olika strömmar och block som reglerar modellen. S följt av en siffra syftar till ett flöde i modellen, exempelvis S4. B följt av en siffra syftar till ett block i modellen, exempelvis B15. Vidare hänvisas till olika parametrar för ett flöde, de är flödesstorlek och temperatur. 1 betyder flödesstorlek och 3 betyder temperatur. Exempelvis S4:3 hänvisar till flöde nummer fyras temperatur medan S2:1 hänvisar till flöde nummer tvås flödesstorlek. Se bifogad bild över modellen på nästa sida för orientering. S30:1=(B15:1+S36:1)-‐(S52:1+S3:1+S56:1+S2:1) S43:1=(S20:1+S21:1+S22:1+S32:1+S44:1+S45:1)-‐(S24:1+S2:1+S30:1+S56:1) S50:1=if(S1:3<B15:2,((S31:1*B15:2-‐S1:1*S1:3)/(S55:3)+B15:6),B15:6) B25:4 (vattentemp ut från VVX)= (((S20:1+S21:1+S22:1+S32:1+S11:1+S23:1+S26:1)*B15:16)-‐ (S12:1*S12*3+S51:1*S51:3+S16:1*S16:3))/(S13:1)