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
Utredning och effektivisering av Gruvöns sekundärvärmesystem på barrsulfatlinjen: En studie med målet att möjliggöra en ökad fjärrvärmeleverans
Karlstad University, Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013).
2015 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 15 credits / 22,5 HE creditsStudent thesisAlternative title
Investigation and efficiency of Gruvöns secondary heating system at the softwood line : A study with the goal to enable an increased delivery of district heating (Swedish)
Abstract [sv]

Fjärrvärme är idag den vanligaste formen av fastighetsuppvärmning i Sverige. Förutom värmeanläggningar som byggts just för ändamålet att leverera fjärrvärme har pappers- och massaindustrin blivit en betydande aktör på marknaden i de orter där industrin finns. BillerudKorsnäs massa- och pappersbruk på Gruvön i Grums kommun levererar fjärrvärme till kommunen och till det intilliggande sågverket.

 

Syftet med projektet är att genom kartläggning av Gruvöns sekundärvärmesystem på barrsulfatlinjen belysa effektiviseringsmöjligheter med en ökad fjärrvärmeleverans som följd.  

Målet är att upprätta en simuleringsmodell i programmet Wingems och med hjälp av den se vad dessa effektiviseringsmöjligheter kan leda till i form av ökad fjärrvärmeleverans.

 

Metoden i arbetet har utgått från att kartlägga energiflöden till två vattencisterner på barrsulfatlinjens sekundärvärmesystem. Driftdata för vattenflöden i sekundärvärmesystemet har inhämtats i form av flödesstorlek och temperatur, vilka har legat till grund för en simuleringsmodell i Wingems.

 

Sekundärvärmesystemet på barrsulfatlinjen består av en ljumvatten-cistern, en hetvatten-cistern och ett antal värmeväxlare och kondensorer.

Ett av de identifierade problemenen med systemet är att temperaturen i ljumvatten-cistern är högre än den borde. Anledningen till detta är ett vattenflöde från en värmeväxlare som kyler svartlut och leds in till cisternen. Vattenflödet håller en temperatur mellan 70-75°C. Huvudkonsumenten till cisternen är en förindunstare som förses med kylvatten. Temperaturen på vattnet bör ligga på 23°C. Vid en lägre temperatur skickas hetvatten från lövsulfatlinjen att värma vattnet till 23°C, på vägen passerar hetvattnet två värmeväxlare som överför energi till fjärrvärmenätet. Med en högre temperatur i cisternen krävs ett mindre flöde att förvärma kylvattnet, vilket leder till en minskad effekt ut på fjärrvärmenätet.

 

Resultatet visar att genom omledning av kylvattenflödet från svartlutkylaren till hetvatten-cistern på barrsulfatlinjen kan effektöverföringen till fjärrvärmenätet öka med 3,1 MW. En alternativ lösning skulle kunna vara att kyla svartluten med 74°C vatten från hetvatten-cisternen på barrsulfatlinjen. Kylvattnet kan sedan ledas in tillbaka till hetvatten-cisternen, svartlutkylaren skulle då bli en betydande energiproducent till systemet. Simuleringar visar att denna åtgärd skulle kunna ge en potentiell ökad effektöverföring till fjärrvärmenätet med 9 MW.

Abstract [en]

District heating is the most common form of house heating in Sweden today. Apart from heating plants that has been built to the purpose, the paper and pulp industry has become a significant contributor. BillerudKorsnäs paper and pulp mill at Gruvön in Grums municipality delivers district heating both to the residents in Grums and the nearby sawmill.

 

However it has been observed that the amount of energy transferred to the district heating network has been reduced after several redevelopments and new installations at the mill. The purpose with this report is through mapping of the mills secondary heating system find efficiency opportunities that will lead to an increased delivery of district heating. The goal is to develop a simulation model with the software Wingems and with the model make simulations to see the amount of increased district heating the efficiency opportunities may lead to.

 

To achieve this, the method has been to map the energy flow to and from two water tanks in the secondary heating system in the mills softwood line. Input data for streams in the secondary heating system has been gathered, and these have then been used to construct the simulation model.

 

The part of the secondary heating system that is located at the mills softwood line consists of one lukewarm water tank, one tank that contains hot water and several heat exchangers and condensers. One of the identified problems with the system is that the temperature in the lukewarm water tank is higher than it should be. The main consumer of the water tank is a pre-evaporator that is using water at the temperature of 23°C to condense some of the flash steam it produces. If the temperature of the water in the tank is below 23°C, hot water from the hardwood line is being pumped to heat the water to the pre-evaporator. The hot water passes two heat exchangers that transfer some of the energy to the district heating system. A higher temperature of the water in the lukewarm tank leads therefore to a smaller flow through the heat exchangers that in turn leads to a lower delivery of district heating.

 

The reason to the higher temperature in the lukewarm tank is a heat exchanger that cools black liquor from the pre-evaporator. The heated water used to cool the black liquor has a temperature between 70°C to 75°C. This water is being led to the lukewarm tank and is the main reason that the temperature in the tank is higher than designed. The results show that a rerouting of the heat exchangers cooling water to the tank containing hot water could lead to a 3,1 MW increased power transfer to the district heating network. Redesigning the heat exchanger to use water from the hot water tank to cool the black liquor and then lead the even hotter water back to the tank could lead to a 9 MW increased power transfer. 

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 29 p.
Keyword [en]
Secondary heating system, district heating, efficiency
Keyword [sv]
Gruvön, sekundärvärmesystem, fjärrvärme, effektivisering
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-36344OAI: oai:DiVA.org:kau-36344DiVA: diva2:821121
External cooperation
BillerudKorsnäs Gruvön
Educational program
Bachelor of Science in Enviromental and Energy Engineering, 180 hp
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-07-01 Created: 2015-06-11 Last updated: 2015-07-01Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Utredning och effektivisering av Gruvöns sekundärvärmesystem på barrsulfatkokeriet(3692 kB)140 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3692 kBChecksum SHA-512
f3cbefd2b4b5639c7d412fa00d3276947ef9951b7c518dc123d619415f43d9e4683941fbec954c464cca9c3091c3fa6c03ec740b8566446b39b008b4df8b809a
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Skoglund, Daniel
By organisation
Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013)
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 140 downloads
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
Total: 136 hits
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