Ylijäämälämmön käytön tehostaminen tehdasintegraatissa

Abstract

Työn tarkoituksena oli tehdä toimintakuvaus Metsä Fibren ja Äänevoiman välisen höyryverkon uudelle säätöventtiilille. Säätöventtiili on tarkoitus asentaa nykyisen väliventtiilin ohituslinjaan. Säätöventtiilin tarkoituksena on hyödyntää sellutehtaan ylijäämähöyry mahdollisemman tehokkaasti ja näin säästää kiinteän polttoaineen kustannuksia. Hyödyntämällä kaikki ylijäämähöyry ajamalla minimikuormaa biokattilalla, voidaan saavuttaa merkittäviä kustannussäästöjä kiinteän polttoaineen kustannuksissa.

Olemassa olevan väliventtiilin ajettavuus automaatilla ei ole luotettava ja sen säätö on karkea. Säätöventtiiin täytyy toimintakuvauksen mukaisesti ottaa huomioon automaattiajolla, että kartonkitehtaalle menevän höyryn lämpötilan täytyy pysyä vaaditulla tasolla eivätkä matalapainetukin varoventtiilit saa avautua. Säätöventtiilin on sulkeuduttava sekä soodakattilan että biokattilan alasajotilanteissa. Ei myöskään ole järkevää ajaa ylijäämähöyryä biokattilan apulauhduttimeen. Säätöventtiili voi avautua, mikäli soodakattilan apulauhduttimeen on virtausta. Säätöventtiilille on asetettava virtausrajoitus, joka estää venttiilin liian suuren äkillisen avautumisen, joka voisi heilauttaa molempien kattiloiden kuormaa.

Säätöventtiilin asennus sekä ohituslinjan rakentaminen vaatii höyrykatkon ja näin ollen kaikkien höyrynkuluttajien täytyy pysäyttää prosessinsa. Tähän ei vuoden 2014 vuosihuoltoseisokin aikana ollut mahdollisuutta ja venttiiliä ei saatu asennettua. Uusi ajankohta asennukselle on vielä auki. Kun venttiili saadaan asennettua, voidaan toimintakuvauksen mukainen säätöpiiri toteuttaa ja sen testaaminen voidaan aloittaa.

Subject of this thesis was to write functional description for control valve in steam network between Metsä Fibre and Äänevoima. Control valve is purpose to install in by pass line replacing the current intermediate valve. The aim for control valve is to exploit the surplus steam coming from the pulp mill as effectively as possible. This way it is possible to de-crease the amount of cost in solid fuel. Effective use of surplus steam by operating biofuel boiler as low load as possible can achieve significant savings in solid fuel.

Current intermediate valve is not possible to operate automatically because its adjustment range is too rough. New control valve needs to take into account that steam temperature going to board mill needs to maintain certain level. Safety valves in biofuel boiler’s low-pressure manifold shouldn’t be open. Control valve has to close in case of recovery boiler or biofuel boiler is shutdown. It is also not cost-effective to drive steam into biofuel boiler’s condenser. Control valve can be opened when there is steam flow in to recovery boiler’s condenser. Flow restriction has to be setted so control valve cannot open too quickly and cause problem in recovery boiler or biofuel boiler.

Installing the control valve and by pass line requires steam break and all steam users’ needs to shut down their processes. During the year 2014 biofuel boilers maintenance shutdown it wasn’t possible to install the control valve. New time for installing is not yet to known. When control valve is installed can control circuit executed according to functional description.