Ångbesparingsåtgärder för ångsotning i en sodapanna : Effekter på elgenerering och driftparametrar på grund av minskad ångsotningsmängd i en sodapanna

Sammanfattning: I detta arbete har effekterna av en reducerad sotångsmängd i sodapannan för BillerudKorsnäs bruk i Skärblacka undersökts. Det har undersökts om HISS-sotning vilket minskar mängden sotånga kan driftsättas och vad detta kan få för konsekvenser. HISS-sotning minskar ångmängden genom att kraftigt strypa ångflödet när lansen dras ut ur pannan. Detta har tidigare använts på sodapannan, men då fanns det stora beläggningsproblem i sodapannan så minskad sotånga var ej prioritet. Detta var innan en stor renovering av sodapannan, därav har förutsättningarna ändrats, vilket gör att HISS-sotning kan vara attraktivt igen. På bruket finns en ångturbin där högtrycksånga kan ledas igenom. I ångturbinen finns det ett uttag för att ta sotånga direkt ur turbinen, detta är i dagsläget trasigt och sotångan tas direkt från högtrycksnätet.   Syftet med detta arbete är att undersöka brukets möjlighet att öka sin produktion av el och papper genom att få tillgång till mer ånga på grund av ångbesparningar. Målen med arbetet är att undersöka hur en minskad mängd sotånga skulle påverka olika driftparametrar i sodapannan. Det ska även undersökas hur beläggningsbilden ser ut i dagsläget, vilka åtgärder som krävs för att kunna implementera HISS-sotning samt var det bör implementeras, hur mycket sotånga som kan sparas in och beräkna elgenereringen till följd av en implementering av HISS-sotning.   Data om de olika driftparametrarna och övriga flöden som krävs i beräkningarna togs från BillerudKorsnäs datorsystem Winmops för att beräknas och sammanställas i excel. Genom att granska hur differentialtryck och värmeöverföring över alla tubpaket i sodapannan reagerar på olika lastförändringar i sodapannan och intervjuer med produktionsledare kan det dras slutsatser om beläggningsgraden i dagsläget i pannan. Genom intervjuer med produktionsledare, underhållspersonal och granskning av driftparametrar undersöktes det vilka åtgärder som krävs för att köra igång HISS-sotning och var det kan köras igång. För att undersöka effekterna av vad minskad sotånga skulle innebära för systemet simulerades det hur olika värmeöverföring, differentialtryck och utgående rökgastemperatur skulle förändras över ekonomiser 3&4. Det beräknas även det extra fläktarbetet som tillkommer med ökat differentialtryck. För att beräkna hur mycket ånga som sparas in användes information från en annan sodapanna som har HISS-sotning. Elgenereringsvinsten beräknades på tre fall. För första fallet körs sotånga endast genom turbinen, andra fallet endast HISS-sotning och tredje fallet sotånga genom turbinen kombinerat med HISS-sotning.      Beräkningarna och simuleringarna visade att differentialtrycksökningens påverkan på utgående rökgastemperatur gav en ökning på ungefär 10˚C vid värsta beläggningsfall. Beläggningsbilden i dagsläget visade sig från driftparametrarna och intervjuerna var låg. Det krävs besiktning på samtliga sotare innan HISS-sotning kan implementeras. De individuella sotarnas ångförbrukning var ungefär lika förutom på två sotare som är placerade på ett känt problemområde. Den extra elåtgången i rökgasfläktarna var i förhållande till elgenereringen i samtliga fall väldigt låg. Elgenereringen för första fallet blev 886 MWh/månad, andra fallet 422 MWh/månad och tredje fallet 1288 MWh/månad.   Sammantaget bör HISS-sotning kunna köras i sodapannan utan driftstörningar. Det bör göras kostnadskalkyler på om elgenereringsvinsten överväger investering av HISS-sotningsutrustning. Sotångsuttaget i turbinen bör repareras så snart som möjligt då det finns stor el vinst i detta. Om inte HISS-sotningsutrustning överväger el vinsten bör nuvarande sotningsprogram programmeras om för att minska dess sotångförbrukning.