Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Ångbesparingsåtgärder för ångsotning i en sodapanna: Effekter på elgenerering och driftparametrar på grund av minskad ångsotningsmängd i en sodapanna
Karlstad University, Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013).
2018 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 15 credits / 22,5 HE creditsStudent thesisAlternative title
Steam saving measures for steam soot blowing in a kraft recovery boiler : The effects on electricity generation and operating parameters due to reduced soot blowing steam in a kraft recovery boiler (English)
Abstract [sv]

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.

Abstract [en]

This report studies the effects of reduced sootblowing steam in the recovery boiler at BillerudKorsnäs mill in Skärblacka. It has been investigated if HISS-sooting which reduces the amount of sootblowing steam can be taking into operation in the recovery boiler and what consequences will occur because of this. HISS-sooting decreases steam usage by reducing the steam flow when the lance leaves the recovery boiler.  It has been used previously in the recovery boiler, but then there were big fouling problems on in the recovery boiler and reduced soot blowing steam was not prioritized. This however was before a big renovation of the recovery boiler, therefore the conditions have changed, which can make HISS-sooting attractive again. On the mill there is a steam turbine where the high pressure steam can go through. In the steam turbine there is a outlet which soot blowing steam can be extracted from, however today this outlet is broken and the soot blowing steam is taken directly from the high pressure steam net.

 

The purpose of this report is to investigate the mills possibility to increase their production of electricity and paper through acess to mores team because of steam savings. The objective with this work is to investigate how a reduced amount of steam for soot blowing would affect different operational parameters. It shall also look into how the fouling situation in the recovery boiler is today, what steps is necessary to bring HISS-sooting in operation and also where it could be implemented, how much the steam savings are and calculate the electricity generation that occurs with HISS-sooting.

 

Data about the different operational parameters and different types of flows which are necessary for the calculations and the compilations is extracted from BillerudKorsnäs system Winmops and are compiled and calculated in excel. With investigation of how differentialpressure and heat transfer for different tube packages in the recovery boiler react to variations in the load on the recovery boiler, interviews with production managers and steam consumption for each individual sootblower a conclusion about the fouling in the boiler today could be made. Through interviews with production manangers, the maintenance manager and analysis of operational parameteres could the question of what steps need to be taken to get HISS-sooting into operation again and where be answered. To investigate the effects on system due to less steam for soot blowing a calculation and simulation for heat transfer, differential pressure and exhaust flue gas temperature were made for an economizer 3&4.

A calculation of extra flue gas fan work due to the rise in differentialpressure was made. To calculate how much the steam savings could be information from another recovery boiler who use HISS-sooting was used. The electricity generation was calculated for three cases, first with soot blowing steam through the turbine, second with only HISS-sooting, and the third HISS-sooting and soot blowing steam through the turbine.

 

The calculations and simulations showed that the effect of increased differentialpressure on the economizer increased outgoing flue gas temperature in the worst fouling case with roughly 10˚C. The interviews and examination of the different operational parameters showed that the fouling situation in the recovery boiler today is low. To get HISS-sooting operational again each soot blower need to be inspected. Each individual steam soot blowers steam consumption was approximately the same, except for two who were located in known problematic fouling areas. The extra electricity needed for the flue gas fans due to higher differentialpressure was in all cases very low when compared to the electricity generation. The electricity generation was for the first case 422 MWh/month, second 866 MWh/month and the third 1288 MWh/month.

Altogether could HISS-sooting operate in the recovery boiler without operational disturbances. Calculations should be made on the investment cost for HISS-sooting equipment to see if the electricity generation makes up for it. The outtake for soot blowing steam should be repaired as soon as possible. If HISS-sooting is not economically feasible, reprogramming on the current sooting system should be made for a less steam consuming soot blowing. 

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 74
Keywords [sv]
Sodapanna, ångsotning, beläggningar
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-68553OAI: oai:DiVA.org:kau-68553DiVA, id: diva2:1232543
External cooperation
BillerudKorsnäs
Educational program
Bachelor of Science in Enviromental and Energy Engineering, 180 hp
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-07-12 Created: 2018-07-11 Last updated: 2018-07-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2222 kB)0 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2222 kBChecksum SHA-512
6804d0b677c110a8686e5acc967a2c9116ef6e83c6dc622f64821cd0cf0c28d2e90b99168c4de990e4d1f1c730f3659891f5cfad894929c3871b5f19bbe1315a
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013)
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf