Alrec-talteenottoprosessin nuohouksen optimointi

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää Kaskisten Metsä Boardin Alrec-talteenottoprosessin nuohouksen optimoinnin mahdollisuus uudella järjestelmällä. Talteenottoprosessin tuottamasta höyrystä lähes 30 % kulutetaan nuohouksessa. Uuden järjestelmän tavoitteena oli saavuttaa energiasäästöjä tai tehostaa lämpöpintojen puhtaana pysymistä.

Uusi järjestelmä asennettiin yhteen nuohoimeen ekonomaiserissa ja nuohous säädettiin yhdensuuntaiseksi. Vaikutuksia seurattiin nuohoimen toiminta-alueelta ja seurattaviksi prosessiarvoiksi valittiin lämpötila, paine, höyry- ja savukaasuvirtaus. Mittaustuloksien pohjalta laskettiin höyrymäärä, siirtyvä ja vapautuva lämpöteho sekä nuohouksen kuluttama energiamäärä tutkittavan nuohoimen alueelta. Tuloksia käsiteltiin prosessin analysointityökalun avulla.

Nuohoushöyryn vähentäminen ei vaikuttanut merkittävästi kattilan prosessiarvoihin tutkimusjakson aikana. Tuloksien perusteella yhdensuuntainen nuohous on riittävän tehokas tuotannon ylläpitämiseksi. Uudella järjestelmällä yksi nuohoin käytti 17 % tuotetusta höyrystä yhden nuohouskerran aikana. Yhden nuohoimen käyttämä energiamäärä vähentyi keskimäärin 50 % ja yhdellä nuohoimella saavutetaan lähes 1 000 MWh energiasäästö vuoden 335 tuotantopäivän aikana.

Uudella järjestelmällä on saavutettavissa huomattavia energiasäästöjä ilman tuotannon heikentymistä. Lämpöpintojen puhtaana pysymisen tehostaminen ei yhdellä nuohoimella toteutunut, mutta uuden järjestelmän päivittäminen koko nuohousjärjestelmään mahdollistaa erilaisia nuohouksen ajotapoja. Tutkimuksen tuloksien perusteella nuohouksen optimointi kannattaa aloittaa kriittisten nuohouskohteiden kartoittamisella ja nuohoussekvenssin päivittämisellä.

The purpose of this thesis was to find out whether it is possible to optimize soot blowing in Alrec recovery process with a new system in Metsä Board Kaskinen. Almost 30% of the steam generated by the recovery process is consumed by the soot blowing. The aim of the new system was to achieve energy savings or to increase the efficiency of keeping heating surfaces clean.

The new system was placed in one soot blower in the economizer and the soot blowing was carried out in one direction. The effects were monitored from the soot blower’s operating range and the temperature, pressure, steam and flue gas flow were selected as the process values to be monitored. The amount of steam and energy used by soot blowing, the transferred and the released heat output were calculated from on the measured results. The results were examined using a process analysis tool.

The reduction of soot blowing steam did not affect the boiler operation values significantly. Based on the results, one-way cleaning is efficient enough to maintain regular production. With the new system, one soot blower used 17% of the steam produced during one soot blowing event. The amount of energy used by one soot blower was reduced by an average of 50%, and with one soot blower savings of almost 1,000 MWh are achieved during the 335 production days of the year.

The new system can achieve significant energy savings without decreasing production capacity. Improving the cleanliness of heating surfaces was not achieved with one soot blower. Upgrading the entire soot blowing system allows for a variety of soot blowing modes that could enhance the cleanliness of heating surfaces. Based on the results of the study, the optimization of soot blowing should start with the survey of critical soot blowing sites and updating of the soot blowing sequence.