Energianalys av målningsprocess för storskalig fordonsproduktion : En fallstudie på Scania CV i Oskarshamn

Sammanfattning: Syftet med detta examensarbete är att utföra en energikartläggning på ett måleri för lastbilshytter för att undersöka åtgärder för en minskad energianvändning samt studera den internationella litteraturen inom energieffektivisering av målningsprocesser för att få en överblick på området. Energikartläggningen ska svara på frågan hur energianvändningen ser ut i nuläget. Åtgärderna som grundar sig från kartläggningen ska svara på frågan hur processparametrar kan förändras samt vilka tekniska aktiviteter och lösningar som kan implementeras för en lägre energianvändning. Energikartläggningen utförs på grundmålningsprocessen på Scania i Oskarshamn. Grundmålningsprocessen avgränsas till pulvermålningsprocessen som består av pulvermålning, pulverhärdugn och kylning.  Målningsprocessen lyfts ofta fram som den mest energiintensiva processen för fordonsindustrin. Denna process har höga krav på ventilationssystem och härdning för att säkerställa rätt kvalité. Ventilationssystemet på Scania Oskarshamn består av en luftförsörjningsenhet (ASU) och en återcirkulationsenhet (RAU). Luften från ASU levereras till en pulverbox där hytterna målas med ett pulver. Luften cirkulerar sedan i pulverboxen samtidigt som ny luft tillsätts. Eftersom luftbehandling i litteraturen lyfts fram som en stor energianvändare är detta ett område som är relevant att kartlägga.  Energikartläggningen bestod av tre huvuddelar. Första delen innebar identifiering av relevanta processer och mätpunkter. Detta steg innehöll rundvandringar, genomgång av teknisk dokumentation och samtal med produktionsnära personal. Vid mätpunkterna användes strömtänger som loggade strömmen under en veckas tid. Energianvändningen för ugnen har beräknats via uppskattning av produktionsnära personal. Mätdata sammanställdes sedan i en energibalans för pulverprocessen. Andra huvuddelen handlade om att analysera energianvändningen för att ta fram åtgärdsförslag. I detta steg användes mjukvaran IDA-ICE för att modellera pulverboxen med tillförande RAU och simulera elenergianvändningen. Sista huvuddelen innebar framtagande av åtgärdsförslag för att minska energianvändningen i pulverprocessen.  Resultatet av kartläggningen visar att olja, som används till pulverhärdugnen, är den största energianvändaren med 4 800 MWh per år. Processventilationen, med el och värme inräknad, står för cirka 4 400 MWh per år. Av den el som totalt tillförs hela grundmåleriet stod fläktar i ventilationssystemet för pulverprocessen för 37% av användningen, varav 21% stod RAU för.   Störst fokus inom forskningen är på modellering eller undersökning av ny teknik. Åtgärderna som lyfts fram i litteraturen handlar mestadels om produktionsplanering, att optimera produktionsschemat för att minimera energianvändningen. Åtgärder inom HVAC är också vanligt, där stor del av forskningen handlade om värmeväxling samt optimala processparametrar.  För att minska energianvändningen med 20 MWh per år för pulverboxen kan förändring av avstängning- och påslagningsprocessen genomföras för att undvika att fläktarna går upp i varv. Genom att stänga av RAU när förebyggande underhållsstopp görs kan energibesparingar göras upp till 130 MWh per år. En värmeväxlare med en antagen verkningsgrad på 60% kan implementeras i ugnens frånluft för att göra besparing på nästan 500 MWh per år. Detta åtgärdsförslag har en approximerad återbetalningstid på 2,6 år. På grund av att pulver kan följa med frånluften till ugnen kan värmeväxlaren sättas igen och på så sätt kan stora underhållskostnader uppstå. Värmeväxling av rökgaser från brännarna har inte lika stor energibesparingspotential som värmeväxling av ugnens frånluft. Genom värmeväxling av rökgaserna har en energibesparingspotential, vid 60% verkningsgrad, beräknats till 70 MWh per år för den större brännaren och 30 MWh per år för den mindre brännaren.