Utökad spillvärmebaserad fjärrvärmeproduktion vid Smurfit
Kappa Kraftliner Piteå
FjärrvärmeSpillvärmeöverskottsvärmeöverskottsenergiRestvärmeSekundärvärme pappersmassa massafabrik sulfatfabrik
Smurfit Kappa Kraftliner Piteå är en av Europas största kraftlinerproducenter med en fabrik centralt belägen i Piteå stad. Sedan 1978 finns vid fabriken också ett system för att ta tillvara spillvärme från olika processer för fjärrvärmeändamål. I dagsläget förser Smurfit Kappa årligen Piteå stads fjärrvärmenät med nästan hela dess behov (ca 90 %). Pite Energi AB, som ansvarar för fjärrvärmen i Piteå, bygger nu systematiskt ut nätet varför det finns behov av utökade leveranser från Smurfit Kappa. Detta examensarbete har genomförts för att undersöka möjligheterna att utöka de spillvärmebaserade fjärrvärmeleveranserna från Smurfit Kappa Kraftliner Piteå till Piteå stads fjärrvärmenät. Syftet med arbetet är att presentera vilka potentiella värmekällor som är de bäst lämpade för en lönsam fjärrvärmeproduktion samt hur dessa kan placeras in och tas i drift i det befintliga systemet. För att kunna leverera relevanta resultat har examensarbetet verkställts på plats hos Smurfit Kappa Kraftliner Piteå, i nära kontakt med på plats initierad personal. Då Smurfit Kappas system för fjärrvärmeproduktion i jämförelse med ett ?traditionellt? värmeverk, är långt mer komplicerat och svårt att förutsäga, har störst vikt i arbetet lagts på de termodynamiska aspekterna av olika driftsscenarion. Detta för att kunna få fram realistiska prognoser för möjliga kvantiteter nyttiggjord energi. Utav studerade objekt visar det sig att en rökgaseconomizer till biopannan samt en trimkondensor (nr. 05454) vid Indunstning 3 är de mest lovande källorna. Inplaceringsförslag för dessa finns i form av förenklade flödesscheman som figurerna 5.1 och 5.2. De olika figurerna visar inplacering av båda de nämnda källorna respektive inplacering av endast en rökgaseconomizer. Trimkondensorn visar sig kunna leverera upp till ca 4 MW och rökgaseconomizern ca 3-5 MW. Prognoser för utfall av nyttiggjorda energikvantiteter har gjorts för åren 2008 t.o.m. 2013. För rökgaseconomizern går dessa utfall från ca 18,9 GWh (2008) till ca 19,8 GWh (2013) under perioden och för trimkondensorn från ca 13,4 GWh till ca 15,6 GWh. Genomsnittliga besparingar/inkomster till följd av minskat primärvärmeanvändande blir för motsvarande tidsperiod ca 4,6 MSEK/år vid inplacering av båda källorna och ca 2,2 MSEK/år med bara en rökgaseconomizer. Kortaste pay-off-tiden, 2,8 år, fås vid inplacering av båda objekten, att jämföra med 5,2 år vid inplacering av enbart rökgaseconomizern. De långa pay-off-tiderna beror på den oväntat kostsamma rördragningen till rökgaseconomizern. Något som vittnar om att man bör söka lika mycket efter källor som kan kopplas in till en låg kostnad som det letas efter stora tillgängliga effekter. Genom att fundera över de båda beräknade pay-off-tiderna kan man lätt inse att det är trimkondensorns bidrag som drar ned pay-off-tiden i studien med båda objekt. Ensam inplacering av trimkondensorn måste således ge en ytterliggare kortare pay-off-tid. Detta är förutsatt att utnyttjandet av trimkondensorn i ett sådant fall skulle bli åtminstone i närheten av lika stort som i den studien som gjorts här. Alternativ som skulle behöva studeras fortsatt är ensam inplacering av trimkondensorn. En sådan studie skulle behöva innefatta en verifiering av tillgänglig effekt samt analys av eventuella vinster i form av den ökade effektivitet i kokerikondensorerna som borde kunna erhållas i och med lägre kylflödestemperaturer till dessa. Det faktum att den största delen av Piteås fjärrvärmebehov även i framtiden kan täckas av de befintliga källorna gör dock att det troligen är mycket svårt att hitta tillräckigt lönsamma investeringar. I alla fall så länge det inte är större skillnad i vinstgenerering mellan primär- och sekundärvärmeproduktion.