1. No category

Lunds universitet
Projektering
Integrering av svartlutsindunstning och
fjärrvärmenätverk på Södra Cell i Mörrum
Anton Johansson, Jonny Karlsson, Mattias Ljungberg & Karl Moritz
6-17-2015
Sammanfattning
Projektets syfte var att designa en indunstaranläggning där flertalet ångavdrag skall värma upp ett
fjärrvärmenät. Förstudien ledde till tre alternativ på medströms-motströms-anläggningar med
tvångscirkulation. Ingående procesström har en torrhalt på 16 % och den slutliga produkten skall ha
78 % torrhalt. I simuleringen visades att en andel ånga från indunstare 3 till 6 behövs användas för att
behålla temperaturskillnaden i värmeväxlarna mot fjärrvärmenätet samt att effektiviteten av
indunstaranläggningen inte påverkades allt för mycket. Fjärrvärmenätet kan värmas upp från 40°C till
95°C med ett maximalt flöde på 391 kg/s, vilket innebär en maximal effekt på 90 MW. Parametern
som ändrades märkbart när fjärrvärmenätet kopplades in var ingående primärånga.
Utöver 7 indunstareffekter, finns det fyra stycken värmeväxlare för fjärrvärmevärmenätet, fem
stycken flashkärl för att utnyttja kondensat samt en totalkondensor med en kondensatpump efter
sista effekten för att hålla trycket i anläggningen. En del av strömmen mellan 3:e sista och näst sista
effekten förs in i en lignoboost-anläggning där ligninet i strömmen plockas ut och därmed minskar
torrhalten. Då anläggningen består av indunstare med tvångscirkulation behövs pumpar, en för varje
effekt. Det behövs också en för kylvattnet till totalkondensorn, en för kondensatet i totalkondensorn
samt en för kondensatet från indunstarna. Detta ger totalt 10 större pumpar i den nya anläggningen.
Denna anläggning har en kapacitet på 700 ton avdunstat vatten per timme. Den skall också kunna
klara en ökning till 900 ton avdunstat vatten per timme. Detta leder till höga kostnader vad gäller
investering. Extrapolering av prisdiagram har utnyttjats då storlekar som krävs i denna fabrik inte är
inom något standardområde. Detta gör att de presenterade priserna blir grovt uppskattade. Om man
diskuterat priser med företagen som säljer indunstarna, pumparna och värmeväxlarna så hade man
kunnat få en mer pålitlig kostnadsuppskattning. Detta ansågs dock utanför projektet. Den totala
anläggningsinvesteringen är beräknad till 564 miljoner SEK och de rörliga driftskostnaderna till 110
miljoner SEK/år.
Innehåll
Inledning .................................................................................................................................................. 1
Syfte ..................................................................................................................................................... 1
Bakgrund ............................................................................................................................................. 1
Antaganden ......................................................................................................................................... 1
Begränsningar...................................................................................................................................... 2
Teori......................................................................................................................................................... 2
Materialbalanser ................................................................................................................................. 2
Energibalanser ..................................................................................................................................... 2
Framtagning av värmegenomgångstal, K ............................................................................................ 2
Fjärrvärme ....................................................................................................................................... 2
Effekter ............................................................................................................................................ 3
Anpassning av data, samt funktioner för beräkning av ämnesspecifika storheter ............................. 4
Resultat.................................................................................................................................................... 5
Alternativ 1 .......................................................................................................................................... 5
Processbeskrivning .......................................................................................................................... 5
Alternativ 2 .......................................................................................................................................... 6
Processbeskrivning .......................................................................................................................... 6
Alternativ 3 .......................................................................................................................................... 6
Processbeskrivning .......................................................................................................................... 6
Parametervärden för körning av de olika modellerna ........................................................................ 7
Resultat från alternativ 1..................................................................................................................... 7
Resultat från alternativ 2..................................................................................................................... 8
Resultat från alternativ 3..................................................................................................................... 9
Utbyggnad till 900 ton avdunstat per timme ...................................................................................... 9
Utbyggnad till 900 ton avdunstat per timme för alternativ 1 ......................................................... 9
Utbyggnad till 900 ton avdunstat per timme för alternativ 2 ........................................................... 10
Utbyggnad till 900 ton avdunstat per timme för alternativ 3 ........................................................... 10
Dimensionering ................................................................................................................................. 11
Ansatta värden .............................................................................................................................. 11
Beräkning av längder på värmeväxlartuber .................................................................................. 11
Beräkning av area som värmeväxlarpaketet upptar ..................................................................... 12
Beräkning av diameter på ångrör .................................................................................................. 12
Beräkning av mått på flashtankar ................................................................................................. 12
Footprint av processen .................................................................................................................. 12
Ekonomiberäkningar metod 1 ........................................................................................................... 13
Beräkning av pris för pump till totalkondensor............................................................................. 14
Beräkning av pris för värmeväxlarpump ....................................................................................... 15
Pump för totalt kondensat ............................................................................................................ 15
Värmeväxlare indunstare .............................................................................................................. 16
Beräkning indunstarflashkärl......................................................................................................... 16
Beräkning kondensatflashkärl ....................................................................................................... 17
Beräkning rör ................................................................................................................................. 17
Sammanställning investeringskostnad .......................................................................................... 17
Ekonomiberäkningar metod 2 ........................................................................................................... 17
Indunstare ..................................................................................................................................... 18
Pumpar .......................................................................................................................................... 18
Flash............................................................................................................................................... 18
Värmeväxlare................................................................................................................................. 18
Driftskostnader .............................................................................................................................. 19
Försäljning av fjärrvärme................................................................................................................... 20
Diskussion .............................................................................................................................................. 21
Rekommendation .................................................................................................................................. 22
Beteckningar.......................................................................................................................................... 23
Referenser ........................................................................................................................................... 253
Bilaga 1: Processchema större (4 med, tre mot) ...................................................................................... i
Bilaga 2: Processchema större (3 med, 4 mot).........................................................................................ii
Bilaga 3: Processchema större (5 med, 2 mot)........................................................................................iii
Bilaga 4: Detaljerade resultat alternativ 1............................................................................................... iv
10MW till KEAB.................................................................................................................................... iv
20MW till KEAB.................................................................................................................................... iv
30MW till KEAB.....................................................................................................................................v
40MW till KEAB.....................................................................................................................................v
50MW till KEAB.................................................................................................................................... vi
60MW till KEAB.................................................................................................................................... vi
70MW till KEAB................................................................................................................................... vii
Bilaga 5: Detaljerade resultat alternativ 2............................................................................................. viii
10MW till KEAB.................................................................................................................................. viii
20MW till KEAB.................................................................................................................................. viii
30MW till KEAB.................................................................................................................................... ix
40MW till KEAB.................................................................................................................................... ix
50MW till KEAB.....................................................................................................................................x
60MW till KEAB.....................................................................................................................................x
70MW till KEAB.................................................................................................................................... xi
Bilaga 6: Detaljerade resultat alternativ 3.............................................................................................. xii
10MW till KEAB................................................................................................................................... xii
20MW till KEAB................................................................................................................................... xii
30MW till KEAB.................................................................................................................................. xiii
40MW till KEAB.................................................................................................................................. xiii
50MW till KEAB.................................................................................................................................. xiv
60MW till KEAB.................................................................................................................................. xiv
70MW till KEAB................................................................................................................................... xv
Bilaga 7 – Ulrich data ............................................................................................................................. xvi
Bilaga 8 – Data från simulering............................................................................................................... xx
Alternativ 1 700ton/h ......................................................................................................................... xx
Alternativ 1 900ton/h ........................................................................................................................ xxi
Alternativ 2 700ton/h ....................................................................................................................... xxii
Alternativ 2 900ton/h ...................................................................................................................... xxiii
Alternativ 3 700ton/h ...................................................................................................................... xxiv
Alternativ 3 900ton/h ....................................................................................................................... xxv
Inledning
Syfte
Syftet med detta projekt är att ta fram ett förslag på en ny indunstaranläggning med integrerat
fjärrvärmenätverk. En teknisk och ekonomisk utvärdering av anläggningen skall också utföras.
Projektet involverar design av värmeväxlarutrustning, utvärdering av möjligheten för leverans av
fjärrvärme, samt hur detta ser ut ur en ekonomisk synpunkt. Svartlut ska indunstas från 16 % till 78 %
i torrhalt. Anläggningen ska ha kapaciteten att avdunsta 700 ton ånga per timme, vilket senare ska
kunna skalas upp till 900 ton per timme. Ett fjärrvärmenätverk ska vara integrerat och ska kunna
leverera vatten på minst 85° C. Även ett lignoboostsystem skall vara integrerat. Slutligen ska pumpar,
värmeväxlare, indunstare, flashkärl och rör storleksuppskattas.
Bakgrund
Pappersmassaindustrin är en energiintensiv process. Större delen av den använda energin kan dock
genereras internt genom förbränning av bark och svartlut. De senaste 20 åren har
pappersmassaindustrin effektiviserats, vilket har lett till en möjlighet för export av energi. Den
exporterade energin är antingen elektricitet, som genererats i mottrycksturbiner, eller värmeenergi
till andra industrier och närliggande fjärrvärmenätverk [1].
Södra Cell har länge exporterat både värme och elektricitet. Ett närliggande fjärrvärmenät värms för
nuvarande upp genom användning av mottrycksånga. Nu har Södra Cell beslutat att en ny
indunstaranläggning skall byggas. Genom att integrera indunstningen med fjärrvärmenätverket,
skulle energianvändningen kunna effektiviseras. Det skulle också leda till att exporten av energi med
högt ekonomiskt värde skulle kunna öka [1].
En förstudie gjordes där det undersöktes hur en optimal indunstaranläggning bör byggas. Detta
gjordes genom att se över hur olika anläggningar byggs idag. Det visade sig att den vanligaste typen
av anläggningar för indunstning av svartlut, med Södra Cells krav på torrhalt, är en
sjustegsindunstare, med medströms- och motströmseffekter.
Antaganden
För att göra det möjligt att beskriva systemet matematiskt behöver det göras vissa antaganden.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Överhettning försumbar vid kondensering, då den energimängden är liten i förhållande till
kondenseringsenergin.
Ingen torrsubstans dras med ångan i separatorerna.
Avdrivna ångan består enbart av vatten.
Jämn fördelning av både lut och ånga på tuberna i värmeväxlarpaketen.
Avståndet mellan plattorna i fjärrvärmevärmeväxlarna är mycket kortare än plattornas längd.
Inga energiförluster i systemet.
Inget tryckfall i rör eller värmeväxlare.
Avluftning sker i varje indunstareffekt, med 1 % av gasströmmen.
Stål som värmeväxlarmaterial i alla värmeväxlarna.
Ingen fouling vid beräkning av värmegenomgångstal.
Prandtl-tal under 3400 för beräkning av värmeöverföringstal för svartlut, vilket innebär att
förhållandet mellan kinematisk viskositet och termisk diffusivitet inte överstiger 3400.
Antar stationäritet över anläggningen.
Höjden på flashtankar är tre gånger diametern.
1
För att kunna beräkna kostnader för investeringen i indunstaranläggningen behövs det vissa
antaganden.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Utrustning antas vara i rostfritt stål.
Kostnader för skiftledare och operatörer antas vara oförändrad.
Lagringskostnad anses vara oförändrad.
Mätinstrument och dylikt monteras enligt standard.
Kostnad för laboratoriearbete anses vara oförändrad.
Kostnad för licenser anses vara oförändrad.
Kostnad för administration anses vara oförändrad.
Kostnad för försäljning anses vara oförändrad.
Kostnad för forskning anses vara oförändrad.
Begränsningar
Projektet är begränsat till enbart indunstaranläggningen. Apparatur utanför anläggningen såsom
kompressorer för ånga och pumpar för lut till indunstarna tas ej med i beräkningarna.
Teori
Konstanter är listade under rubriken beteckningar.
För att kunna simulera systemet krävs det material- och energibalanser för de olika effekterna och
värmeväxlarna.
Materialbalanser
Grundekvationen för separationen i effekterna ser ut på följande sätt [2]:
𝐹 =𝐿+𝑉
(1)
𝐹 ∙ 𝑥𝐹 = 𝐿 ∙ 𝑥 + 𝑉 ∙ 𝑦
(2)
𝐹 ∙ 𝑥𝐹 = 𝐿 ∙ 𝑥
(3)
Följande ekvation beskriver enligt teorin komponentbalansen för torrsubstansen [2].
Antagandet att inget av torrsubstansen följer med ångan, gör så att komponentbalansen ovan kan
kortas ner på följande sätt [2].
Energibalanser
Generell energibalans över en effekt [2]:
𝐹 ∙ ℎ𝐹 + 𝑆 ∙ 𝐻𝑆 = 𝐿 ∙ ℎ𝐿 + 𝑉 ∙ 𝐻𝑉 + 𝐾 ∙ ℎ𝐾
(4)
𝑄 = 𝑆 ∙ 𝐻𝑆 − 𝐾 ∙ ℎ𝐾 = 𝐿 ∙ ℎ𝐿 + 𝑉 ∙ 𝐻𝑉 + 𝐹 ∙ ℎ𝐹 = 𝑘𝑡𝑡𝑡 ∙ 𝐴 ∙ (𝑇𝑆 − 𝑇𝐿 )
(5)
Värmeöverföringen som sker i effekternas värmeväxlare kan beskrivas med tre olika ekvationer.
Dessa blir, utan energiförluster, samma värde som här kallas för Q [2].
Framtagning av värmegenomgångstal, K
Fjärrvärme
För att beräkna värmeöverföringstal för värmeväxlarna till fjärrvärmenätet, beräknas Reynolds ut för
vattnet med följande två ekvationer [3]:
𝑅𝑅 =
𝜌∙𝑣∙𝐷ℎ
𝜇
(6)
2
Med Reynolds känt, går det att räkna ut Nusselt-talet, med följande samband. Antagandet att d är
mycket mindre än L gjordes, vilket stämmer väldigt bra för en plattvärmeväxlare [3].
𝑁𝑁 = 0.593 ∙ 𝑅𝑒 0.5
(7)
Genom Nusselts tal går det sedan att lösa ut värmeöverföringstalet hl för vatten till plattan [3].
ℎ𝑙 =
𝑁𝑁∙𝜆
𝐿
(8)
På gassidan av värmeväxlingen sker det kondensation, där värmeöverföringstalet kan beskrivas med
följande samband [2]:
−1/3
ℎ𝑔 = 1.47 ∙ 𝑅𝑒𝐿
∙�
𝜌𝑙 ∙�𝜌𝑙 −𝜌𝑔 �∙𝑔∙𝑘𝑙3
𝜇𝑙2
1/3
�
(9)
De båda värmeöverföringstalen, samt värmeledningstalet, slås sedan samman till ett
värmegenomgångstal, ktot, på följande sätt [3]:
1
𝑘𝑡𝑡𝑡
=
1
ℎ𝑙
𝑏
+ 𝜆𝑗 +
𝑗
1
ℎ𝑔
(10)
Energibalansen i värmeväxlaren kan skrivas på följande tre sätt [3]:
�����𝐿
𝑄 = 𝑤1 ∙ 𝑐𝑝1 ∙ ∆1 = 𝑤2 ∙ 𝑐𝑝2 ∙ ∆2 = 𝑘 ∙ 𝐴 ∙ ∆𝑇
(11)
Överförda energin kan beskrivas som ångans förlust, vattnets uppvärmning, eller med k-värdet,
värmeväxlararean, samt temperaturgradienten.
I en värmeväxlare är temperaturgradienten inte likadan i hela värmeväxlaren. Det går alltså inte att
beskriva skillnaden i temperatur med skillnaden på ångan in och vattnet in. Temperaturgradienten
beskrivs då istället med den logaritmiska medeltemperaturen, ∆𝑇𝐿 , som då tar hänsyn till att
temperaturerna förändras i hela värmeväxlaren [3].
∆𝑇 −∆𝑇
�����
∆𝑇𝐿 = 1 ∆𝑇1 2
𝑙𝑙
Effekter
(12)
∆𝑇2
För att beskriva värmeöverföringstalet, hl, för svartluten, används följande samband [4]:
ℎ𝑙 = 𝐾 ∙ Г𝑃Г ∙ 𝜇 𝑃𝜇
(13)
I sambandet ovan är, K, PГ och Pµ, justerbara parametrar som ansatts [4].
För att sedan beräkna värmeöverföringstalet för ångsidan används ekvation 9,vilket är samma
ekvation som användes för fjärrvärmenätet.
I effekterna består värmeväxlaren av ett tubpaket. Det går inte att beskriva värmegenomgångstalet
på samma sätt som för en plan yta. Detta beror på att ytan inne i tuben inte är samma som på
utsidan. Värmegenomgångstalsberäkningen ovan anpassas då för att ta hänsyn till tubernas geometri
[3].
1
𝑘𝑡𝑡𝑡
𝑑𝑦
= 𝑑 ∙ℎ + 𝑑𝑦 ∙
𝑖
𝑙
𝑑𝑦𝑦
ln
𝑑𝑖𝑖
2∙𝜆𝑗
+
1
ℎ𝑔
(14)
3
Anpassning av data, samt funktioner för beräkning av ämnesspecifika storheter
I modellen som beskriver indunstare, flashar och värmeväxlare, behövs det mycket ämnesspecifik
data, så som specifik värmekapacitet, kokpunktsförhöjningar, viskositeter och dylikt. Data gällande
vatten är vanligt och är därför lätt att hitta samt använda. För svartlut blir det mer bekymmersamt.
För att beräkna viskositeten för svartlut användes följande tre ekvationer [4]:
ln 𝜇 = 𝐴 + 𝐵/𝑇 3
(15)
𝐵 = 𝐵𝐻2 𝑂 + 𝑏1 ∙ 𝑋 + 𝑏2 ∙ 𝑋 2 + 𝑏3 ∙ 𝑋 3
(17)
𝐴 = 𝐴𝐻2 𝑂 + 𝑎1 ∙ 𝑋 + 𝑎2 ∙ 𝑋 2 + 𝑎3 ∙ 𝑋 3
(16)
Konstanterna a1, a2, a3, b1, b2, b3 är specifika för vilket träslag som använts [5]. I denna rapport
används ett medelvärde mellan hardwood och softwood.
Tabell 1. Materialegenskaper för olika träslag
a1
a2
a3
b1
b2
b3
Softwood
9,1578
-56,723
72,66
-42,178*107
335,12*107
-349,23*107
Hardwood
3,3532
3,7654
-2,4907
-5,442*107
21,915*107
17,042*107
Tropical
10,482
-54,046
61,933
-40,165*107
300,55*107
-266,47*107
Att vatten kokar vid 100 grader vid atmosfärstryck är naturligt. Men vid inblandning av t.ex. salter
och dylikt, förändras kokpunkten. För indunstning är detta fenomen viktigt att ta hänsyn till.
Effekterna tappar i temperaturskillnad, när mediet som ska indunstas har en förhöjd kokpunkt [2].
I denna modell används följande ekvationer för att beräkna kokpunkten för en svartlutslösning med
specifik torrhalt [5].
∆𝑇 = 6,173 ∙ 𝑋 − 7,48 ∙ 𝑋 ∙ 𝑋 0,5 + 32,747 ∙ 𝑋 2
∆𝑇𝑝
∆𝑇
(18)
= 1 + 0,6 ∙ (𝑇𝑝 − 373,16)/100
(19)
En annan storhet som beror på svartlutskoncentrationen, är specifika värmekapaciteten. I ekvationen
nedan beskrivs värmekapaciteten som en funktion av torrhalten och temperaturen på luten [5].
cp = 4,216 ∙ (1 − X) + (1,675 + (3,31 ∗ T)/1000) ∙ X + (4,87 − 20 ∙ T/1000) ∙ (1 − X) ∗ X 3
4
(20)
Resultat
Fyra olika alternativ togs fram och simulerades. Det första alternativet som var en sjustegs
motströmsindunstare. Denna modell förkastades direkt, då det inte gick att använda rimliga
värmeväxlarareor. Detta beskrivs djupare under diskussionen. I resten av rapporten kommer de
andra alternativen refereras som alternativ 1-3.
Alternativ 1
Figur 1. Flödesschema över anläggningen
Processbeskrivning
Större bild går att hitta i bilaga 1. Mer detaljerade resultat går att hitta i bilaga 4.
Procesströmmen
Ingående procesström består av tunnlut med 16 % torrhalt. Denna matas in i botten på effekt 4
vilken är den första av 4 stycken medströmsindunstare (effekt 4 till 7). Efter den 7e effekten leds
produktströmmen in i effekt 3, den första av tre motströmsindunstare (effekt 3 till 1). Slutprodukten
består av svartlut, med en torrhalt på 78 %, som senare skall förbrännas i en sodapanna.
Ångsystemet
Direktånga används för att värma den första indunstaren (effekt 1) och dess kondensat leds tillbaks
och återanvänds som matarvatten. Kondensationsenergin värmer upp procesströmmen som i sin tur
innehåller vatten som flashas av. Denna processånga kondenseras i effekt 2 där samma procedur
sker. Detta gäller för samtliga effekter och fungerar tack vare trycksänkningen igenom systemet.
Kondensatsystemet och flashkärlen
Processångan som fås ur varje effekt har antagits fri från föroreningar. Då den kommer innehålla
partiklar av föroreningar kan dessa kondensatströmmar inte blandas med kondensatströmmen i
effekt 1 utan matarvattenrening. Energimässigt används dessa kondensatströmmar till att återfå
omkring 1 % ånga via flashning. Kondensatströmmen från effekt 2 leds in i ett flashkärl tillsammans
med kondensatet från effekt 3. Då flashkärlet har samma tryck som effekt 3 och kondensatet från
effekt 2 har en temperatur motsvarande mättnadstrycket i effekt 1 sker en flashning. Då återfås en
liten del ånga för att öka mängden ingående ånga till effekt 3. 5 stycken flashkärl har använts, se figur
1.
5
Fjärrvärmesystemet
En fjärrvärmeström skall värmas från 40°C till 95°C med hjälp av ångavdrag från
indunstaranläggningen. Dessa avdrag kommer i 4 steg från effekter 3 till 6 och är en andel av
ångströmmen. Var och en av dessa ångavdrag har en egen värmeväxlare för att kondenseras och
därmed värma fjärrvärmeströmmen. Värmeväxlingen i effekt 3 måste ske likt figur 1 då effekt 3 är
den enda som har temperaturer över 95°C av de 4 använda avdragen.
Slutkondensor
Ångströmmen från effekt 7 kondenseras i en totalkondensor där trycket i anläggningen styrs med
hjälp av en kondensatpump.
Lignoboost
Procesströmmen efter effekt 3 har en torrhalt på cirka 30 %. 10 % av denna ström leds iväg till ett
separat steg där allt lignin i strömmen plockas bort, närmare 30 % av torrhalten. Denna ström leds
sedan tillbaka in i procesströmmen och fortsätter till effekt 2.
Alternativ 2
Processbeskrivning
Bild går att se i bilaga 2. Mer detaljerade resultat går att hitta i bilaga 5.
Procesströmmen
Ingående procesström består av tunnlut med 16 % torrhalt. Denna matas in i botten på effekt 5
vilken är den första av 3 stycken medströmsindunstare (effekt 5 till 7). Efter den 7e effekten leds
produktströmmen in i effekt 4, den första av fyra motströmsindunstare (effekt 4 till 1). Slutprodukten
består av svartlut, med en torrhalt på 78 %, som senare skall förbrännas i en sodapanna.
Resterande processbeskrivning är densamma som för alternativ 1.
Alternativ 3
Processbeskrivning
Bild går att se i bilaga 3. Mer detaljerade resultat går att hitta i bilaga 6.
Procesströmmen
Ingående procesström består av tunnlut med 16 % torrhalt. Denna matas in i botten på effekt 3
vilken är den första av 5 stycken medströmsindunstare (effekt 3 till 7). Efter den 7e effekten leds
produktströmmen in i effekt 2, den första av två motströmsindunstare (effekt 2 till 1). Slutprodukten
består av svartlut, med en torrhalt på 78 %, som senare skall förbrännas i en sodapanna.
Resterande processbeskrivning är densamma som för alternativ 1.
6
Parametervärden för körning av de olika modellerna
I tabell 2 nedan, visas parametrarna som skickas in i modellen vid simulering av alla 3 alternativ.
Tabell 2. Modellparametrar
Parameter
Värde
Feed
Storlek
245 kg/s
Koncentration
16 % t.s.
Temperatur
85℃
Färskånga
Tryck
6 bar
Produkt
Koncentration
78 % t.s.
Areor
Effekt 1
6000 𝑚2
Effekt 2
6000 𝑚2
Effekt 3
6000 𝑚2
Effekt 4
8000 𝑚2
Effekt 5
8000 𝑚2
Effekt 6
8000 𝑚2
Effekt 7
8000 𝑚2
Tuber i indunstaren
Ytterdiameter
0,02 𝑚
Tjocklek
0,002 m
Material
Stål 0,5 %C
Längd
10-12 m
Avluftning
1%
Lignoboost
Tagen från ström:
3
Storlek
10 % av strömmen
Ligninmängd i strömmen
30 %
Fjärrvärmenätverk
Temperatur från KEAB
40℃
Temperatur till KEAB
95℃
Värmeväxlare
Area 1
338 𝑚2
Area 2
354 𝑚2
Area 3
218 𝑚2
Area 4
158 𝑚2
Längd på platta
2m
Material
Stål 0,5 %C
Processen simulerades vid olika effektbehov från KEAB.
Resultat från alternativ 1
7
I figur 2 visas den färskånga som krävs vid olika effektbehov från KEAB.
Figur 2. Behov av färskånga som funktion av effektbehov KEAB
Som kan ses i figuren ovan; ökar effektbehovet så ökar färskångan som krävs. Detta är rimligt då den
energin som går åt för att värma upp fjärrvärmevattnet måste ersättas med mer färskånga. Att
behovet bara ökar marginellt med ett ökat effektbehov är också rimligt. Detta är på grund av att de
första två stegen är de effekter där de största koncentrationsökningarna sker. Förändringar i
ångflödena i de senare stegen har därför en relativt liten påverkan på processen.
Ångavdragen ökar med ökat effektbehov vilket är förväntat då det krävs mer energi att värma upp
fjärrvärmevattnet. Att ångavdragen ökar med så mycket är förväntat då energin som finns tillgänglig i
de senare effekterna minskar då ångavdragen tidigare i processen ökar.
Resultat från alternativ 2
Ångkonsumtionen för alternativ 2 visas i figur 3.
Figur 3. Ångkonsumtion vid utbyggnad samt ångavdrag vid olika effektbehov
Som för alternativ 1 ökar Ångkonsumtionen med ett ökat effektbehov. Det krävs dock mindre ånga
med denna konfiguration. Ångavdraget från effekt 3 (av1) ökar snabbare då det finns mindre
tillgänglig energi i processen, på grund av det lägre ångflödet.
8
Resultat från alternativ 3
Ångkonsumtionen för alternativ 3 visas i figur 4.
Figur 4. Ångkonsumtion vid utbyggnad samt ångavdrag vid olika effektbehov
Figur 5. Ångkonsumtion vid utbyggnad samt ångavdrag vid olika effektbehov
Ångkonsumtionen vid denna konfiguration är högre jämfört med de andra två. Detta är förväntat då
fler medströmsindunstare alltid har en sämre ångekonomi då temperaturdifferenserna blir lägre.
Utbyggnad till 900 ton avdunstat per timme
Anläggningen skall enligt plan kunna byggas ut från 700 ton avdunstat per timme till 900 ton per
timme. Detta kommer leda till en ökad ångförbrukning.Utbyggnad till 900 ton avdunstat per timme
för alternativ 1 I figur 5 nedan kan Ångkonsumtionen ses i förhållande till effektbehovet från KEAB.
9
Ångkonsumtionen har ökat med runt 10 kg/s med denna utbyggnad. Detta kommer kräva en ökad
rördiameter. Trycket genom hela processen minskar också och går från ca 2.9 bar till 0.13 bar,
beroende på ångavdrag. Det låga trycket i sista indunstaren beror på att värmeväxlarnaareorna är för
små. Den ökade ångmängden kommer också kräva en ökad storlek på totalkondensor och flashtankar.
Ångavdraget från indunstare 3 (av1) ökar drastiskt i jämförelse med avdragen som finns vid mindre
mängd avdrivet vatten, se figur 5. Detta är på grund av de lägre trycken i hela processen vilket
minskar energimängden i ångan. Detta ökade behov av ånga kan leda till att Södra måste minska
energimängden som kan levereras till KEAB då de senare effekterna blir mindre effektiva.
Utbyggnad till 900 ton avdunstat per timme för alternativ 2
I figur 6 nedan kan ångkonsumtionen ses i
förh
ålla
nde
till
effe
ktb
eho
vet
från
KEA
B.
Figur 6. Ångkonsumtion vid utbyggnad samt ångavdrag vid olika effektbehov
På samma sätt som för alternativ 1 ökar Ångkonsumtionen med runt 10 kg/s. Avdrag från effekt fyra
ökar dock snabbare. Det går att säga att valet av anläggning inte påverkas.
Utbyggnad till 900 ton avdunstat per timme för alternativ 3
figur 7 nedan kan ångkonsumtionen ses i förhållande till effektbehovet från KEAB.
Figur 7. Ångkonsumtion vid utbyggnad samt ångavdrag vid olika effektbehov
10
Ångkonsumtionen ökar som för de andra alternativen. Som föregående alternativ, påverkar detta
inte valet av konfiguration.
Utbyggnad till 900 ton med ökade areor
Då tryckfallet, med de areor som anges i tabell 2, är stort och sluttrycket är mycket lågt behöver
areorna ökas vid utökad kapacitet. En parameter svepning gjordes över areorna för att hitta areor
700𝑡𝑡𝑡
�
ℎ
där 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑖 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 7 �
900𝑡𝑡𝑡
�.
ℎ
= 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑖 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 7 �
Resultatet av denna svepning gav
areorna 8000𝑚2 i effekt 1-3 och 10000𝑚2 i effekt 4-7. I figuren nedan ses ångkonsumptionen och
ångavdraget för alternativ 2 vid en ökning av areorna.
Figur 8 Ångkonsumption och ångavdrag vid ökad area
Figuren visar att vid en area-ökning kan ångavdragen minskas totalt jämfört med om areorna inte
ökas med en kapacitetsökning. Ångkonsumptionen är relativt oförändrad med en ökning på ca.
10kg/s. Minskas senare kapaciteten kommer en tryckökning ske.
Dimensionering
Ansatta värden
Tabell 3. Ansatta värden för dimensionering av värmeväxlare
Hastighet
Ytterdiameter
Innerdiameter
Area indunstare
Antal rör
Avstånd mellan rör
0,5 m/s
0,02 m
0,016 m
6000/8000 m2
10000st
4 mm
Beräkning av längder på värmeväxlartuber
För att beräkna längden på rör som krävs i värmeväxlarpaketen med specifik värmeväxlararea
används ekvation 21.
𝐴𝐴𝑒𝑎 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖
𝑦𝑦𝑦𝑦𝑦𝑦𝑦𝑦𝑦𝑦𝑦𝑦𝑦∗π∗rörlängd
6000 𝑚2
0,02 𝑚∙π∙L
8000 𝑚2
0,02 𝑚∙π∙L
= 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑟ö𝑟
(21)
= 10000 𝑠𝑠 𝐿 => 9,55 𝑚
(22)
= 10000 𝑠𝑠 𝐿 => 12,73 𝑚
(23)
11
Antalet rör sattes till 10000 st., vilket ger en längd på värmeväxlarpaketen på 9,55 respektive 12,73
m.
Beräkning av area som värmeväxlarpaketet upptar
För att beräkna hur stor plats paketet tar, används ekvation 24.
𝑌𝑌𝑌𝑌𝑌𝑌𝑌𝑌𝑌𝑌𝑌𝑌𝑌 + 𝑎𝑎𝑎𝑎å𝑛𝑛 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑟ö𝑟 = 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑛 𝑙ä𝑛𝑛𝑛/𝑟ö𝑟
0,02 𝑚 + 0,004 𝑚 = 0,024 𝑚
𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢
𝑙ä𝑛𝑛𝑛
𝑟ö𝑟
∙ 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑟ö𝑟 = 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑙ä𝑛𝑛𝑛 𝑟ö𝑟𝑟𝑟 𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢
(24)
(25)
(26)
Antar kvadratisk fördelning X∙X m
0,024 𝑚 ∙ 100 𝑠𝑠 = 2,4 𝑚
(27)
Vilket ger ett kvadratiskt paket som är 2,4∙2,4 m
Beräkning av diameter på ångrör
För beräkning av diametern på ångrören utnyttjas allmänna gaslagen, ekvation 28.
𝑃 ∙ 𝑉𝑉 = 𝑛𝑛 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇
(28)
Följande ekvationer användes för att beräkna diametern på alla ångrör. Beräkningarna gjordes i
MATLAB.
𝑚̊
𝑛𝑛 = 𝑀
(29)
𝑑 = �𝐴 ∙ 4/ 𝜋
(31)
𝐴=
𝑉̊
𝑣
(30)
Beräkning av mått på flashtankar
Vid beräkning av flashtankdiametern måste den maximala tillåtna ånghastigheten beräknas. Detta
görs med ekvation 32. K är en empirisk konstant som är specifik för varje typ av flashtank.
Konstanten korreleras grafiskt från en flashtank som är 85 % fylld, med ekvation 33 och 34 [6].
𝑣𝑝𝑝𝑝𝑝 = 𝐾�
𝜌𝐿 −𝜌𝑉
𝜌𝑉
𝐾 = 𝑒 𝑎+𝐵𝐵𝐵𝐹𝑙𝑙 +𝐶(𝑙𝑙𝑓𝑙𝑙 )
𝐹𝑙𝑙 =
𝑊𝑙 𝜌𝐿
�
𝑊𝑣 𝜌𝑉
(32)
2 +𝑑(𝑙𝑙𝐹
𝑙𝑙 )
3 +𝐸(𝑙𝑙𝐹
𝑙𝑙 )
4
(33)
(34)
4
𝑉
𝜋 𝑣𝑝𝑝𝑝𝑝 𝜌𝑣
𝐷=� ⋅
(35)
Sedan kan diametern på flashtanken beräknas med ekvation 35. Höjden på flashtanken är antagen
till 3 gånger diametern. De beräknade storlekarna kan ses i tabell 4, nedan [6].
Footprint av processen
Med dimensioneringarna som gjordes ovan, går det att göra en bedömning på hur processen skulle
se ut. I figur 9 visas en grovt uppskattad ritning över processen.
12
Tunnlut
Flash
1
Ind 1
Ind 2
Ind 3
FjärrVVX 1
Produkt
FjärrVVX 3
Ind 5
Ind 4
FjärrVVX 2
20 meter
Direktånga
Flash
2
FjärrVVX 4
Ind 6
Ind 7
totalkondensor
Flash
3
Flash
4
Flash
5
40 meter
Produ ktström
Ånga
Fjärrvärme
Flash
Figur 9. Footprint
Ekonomiberäkningar metod 1
Beräkning av pris för pump i indunstare
Vid beräkning av pris för pumpar, behövs flödeshastigheten på vätskan. Följande ekvationer används
för att ta fram denna.
𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝑟 2 ∙π∙Antal rör
4
0,0162 ∙π∙10000 st
4
= 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 𝑡𝑡ä𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟
(36)
= 2,01 𝑚2
(37)
𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 𝑡𝑡ä𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 ∙ ℎ𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎ℎ𝑒𝑒 𝑖 𝑟ö𝑟𝑟𝑟 = 𝑓𝑓ö𝑑𝑑𝑑ℎ𝑎𝑎𝑎𝑖𝑖ℎ𝑒𝑒
2,01 𝑚2 ∙ 0,5 𝑚/𝑠 = 1 𝑚3 /𝑠
(38)
(39)
1 m3/s motsvarar cirka 150000 gallons/min, vilket ger priset $100000 med hjälp av extrapolering av
grafen nedan [7].
13
Figur 10. Inköpspris för pump med specifik pumpkapacitet [7]
Beräkning av pris för pump till totalkondensor
På samma sätt som ovan beräknas flödeshastigheten och priset för pumpen från totalkondensorn.
Flöde till totalkondensorn är 13-20 kg/s.
20 kg/s motsvarar 317 gallons/min vilket ger ett pris på $5000 per pump.
Figur 11. Inköpspris för pump med specifik pumpkapacitet [7]
14
Beräkning av pris för värmeväxlarpump
På samma sätt som ovan beräknas flödeshastigheten och priset för pumpen från värmeväxlarna.
305 kg/s motsvarar 4 900 gallons/min vilket ger ett pris på $25000 per pump.
Figur 12. Inköpspris för pump med specifik pumpkapacitet [7]
Pump för totalt kondensat
På samma sätt som ovan beräknas flödeshastigheten och priset för pumpen för totalt kondensat.
194 kg/s motsvarar 2 800 gallons/min vilket ger ett pris på $15000 per pump.
Figur 13. Inköpspris för pump med specifik pumpkapacitet [7]
15
Värmeväxlare indunstare
65 000 sq. ft., priset $700000 per värmeväxlare uppskattas från extrapolering av följande graf [7].
Figur 14. Inköpspris för tubvärmeväxlare med specifik värmeväxlararea [7]
Beräkning indunstarflashkärl
Figur 15. Inköpspris för flashkärl med specifik volym och tryck [7]
Antar att flashkärlet tar upp lika stora yta som värmeväxlarpaketet. Extrapolering används vilket ger
ett pris på $500000 per kärl [7].
16
Beräkning kondensatflashkärl
Tabell 4. Flashkärlens mått baserade på tryck och storlek på flöde
Diameter (m)
1,63
1,65
1,83
1,98
2,13
Volym (m3)
7,95
8,18
10
11,8
13,6
Höjd (m)
4,88
4,96
5,48
5,95
6,40
En medelvolym beräknas: 10,3 m3 vilket motsvarar 2730 gallons. Enligt samma graf som ovan fås
priset $18000 per pump [7].
Beräkning rör
För att beräkna kostnaden för rör samt rördragning antas en påslagsfaktor på 50 procent [7].
Sammanställning investeringskostnad
Tabell 5. Sammanställning av inköpskostnader för processutrustning
Enhet
Storlek
Värmeväxlare(Indunstning) 65 000 sq. ft.
Pumpar(indunstare)
15000
gallon/min
Pumpar(kylvatten)
4900 gallon/min
Pumpar (totalkondensat)
317 gallon/min
Pumpar(kondensat)
2765gallons/min
Värmeväxlare fjärrvärme
Indunstarflashkärl
19000
Kondensatflashkärl
2700
Rör
Totalt
Antal Pris/st
7
14
Total
Kostnad(2002)
$700000 $4900000
$100000 $1400000
Total
Källa
Kostnad(2015)
58600000 SEK [7]
16800000 SEK [7]
1
2
2
4
7
5
$25000
$5000
$15000
$500000
$18000
299000 SEK
120000 SEK
359000 SEK
3710000 SEK
41900000 SEK
1080000 SEK
61400000 SEK
184000000
SEK
$25000
$10000
$30000
$3500000
$90000
Ekonomiberäkningar metod 2
Vid beräkning av gräsrotskapitalet togs priserna från Ulrich kostnadsdatabas. Detta ger priset i USD
från 2004. Utskriften från Ulrich kan ses i bilaga 7 [9].
Vid dessa beräkningar antas internräntan ligga på 10 % och livslängden på anläggningen ansätts till
15 år. Anläggningen antas stå stilla 2 veckor om året. Pumparna antas vara det enda i anläggningen
som drar elektricitet [10].
17
[7]
[7]
[7]
[8]
[7]
[7]
[7]
[7]
Indunstare
Tabell 6 nedan visar priserna för indunstareffekterna minus återcirkulationspumparna [9].
Tabell 6. Priser på indunstareffekter utan pumpar
Area (𝑚2 )
6000
6000
6000
8000
8000
8000
8000
Effekt
1
2
3
4
5
6
7
Tryck (bar)
3,2
1,8
1,1
0,8
0,6
0,5
0,4
Pris ($ 2015)
5040000
5040000
5040000
6450000
6450000
6450000
6450000
Pumpar
För att beräkna priserna för pumparna har pumpkraften beräknats med hjälp av ekvation 40 nedan
[3]. Tabell 7 visar priserna för de olika pumparna [9].
𝑃=𝜂⋅
𝑞𝑞𝑞ℎ
,
3,6⋅106
där 𝜂 = 0,6
(40)
Tabell 7. Priser på pumpar i anläggningen
Pump
Pumpar(kylvatten)
Pumpar
(totalkondensat)
Pumpar(kondensat)
Pumpar (indunstare)
Q (gallons/min)
4900 gallon/min
317 gallon/min
h(m)
30
30
P (kW)
109
6,54
Pris ($ 2015)
142000
42900
2770 gallons/min
15000 gallons/min
30
30
57
316
106000
337000 (7st)
Flash
Priser och dimensioner för flashkärl kan ses i tabell 8 [9].
Tabell 8. Priser på de olika flashkärlen
Flash
Flash 1
Flash 2
Flash 3
Flash 4
Flash 5
Diameter (m)
1,63
1,65
1,83
1,98
2,13
Höjd (m)
4,88
4,96
5,48
5,95
6,40
Tryck (bar)
1,85
1,10
0,83
0,64
0,48
Värmeväxlare
Priserna för fjärrvärmevärmeväxlarna och totalkondensorn kan ses i tabell 9 [9].
Tabell 9. Priser på fjärrvärmeväxlarna och totalkondensorn
Värmeväxlare
Totalkondensor
Fjärrvärme 1
Fjärrvärme 2
Fjärrvärme 3
Fjärrvärme 4
Area (𝑚2 )
500
337
354
218
158
Pris ($ 2015)
210000
106000
110000
76000
60300
18
Pris ($ 2015)
117000
120000
142000
162000
183000
En summering av priserna i tabellerna ovan ger en total modul kostnad på $(2015) 53000000. Med
tilläggen enligt Ulrichmetoden kan det totala gräsrotskapitalet beräknas [9][10]:
Totalt gräsrotskapital: 𝐾$,2015 = $68800000
(41)
𝐾𝑆𝑆𝑆,2015 = 8.19 ⋅ 𝐾$,2015 = 564 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘
(42)
Kostnad i kr (2015)
Driftskostnader
Underhåll och reparationskostnaderna antas vara 2 % av gräsrotskapitalet per år [10].
𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢ℎå𝑙𝑙 𝑜𝑜ℎ 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑎𝑡𝑡𝑡𝑡 = 3,1 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘 ⋅ 2 %/å𝑟 = 11.3 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘/å𝑟
(43)
Reservdelar beräknas från en procentsats av underhållskostnaderna multiplicerat med en faktor 𝑓𝑎
där:
𝑓𝑎 =
𝑋
1−(1+𝑋)−𝑁
= 0,132
(44)
X är internräntan och N är livslängden [10].
𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 = 62 ⋅ 10 % ⋅ 0.132 = 0.15𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘/å𝑟
(45)
Elkostnader
Å𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = (109𝑘𝑘 + 6,54𝑘𝑘 + 57,1𝑘𝑘 + 316,1𝑘𝑘 ⋅ 7) ⋅ 351 ⋅ 24 ≈ 20000𝑀𝑀ℎ
(46)
Elpriset är 320kr/MWh[11]
Å𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = 20000 ⋅ 320 = 6,4 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑘𝑘/å𝑟
(47)
Ångkostnader[11]
Ångkonsumtionen per år förhåller sig till effektbehovet från KEAB som är kopplat direkt till tiden på
året. En andragradsekvation tas fram från figur 2, 3 och 4 för förhållandet mellan ångkonsumtion och
effektbehovet för de olika alternativen.
Alternativ 1:
𝑘𝑘
(48)
𝑘𝑘
(49)
𝑘𝑘
(50)
Å𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 � � = 1,2566 ⋅ 10−9 ⋅ 𝑄(𝑡)2 + 7,2 ⋅ 10−5 ⋅ 𝑄(𝑡) + 39,31
𝑠
Alternativ 2
Å𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 � � = 1,0217 ⋅ 10−9 ⋅ 𝑄(𝑡) + 0,00011122 ⋅ 𝑄(𝑡) + 36,993
𝑠
Alternativ 3
Å𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 � � = 1,231 ⋅ 10−9 ⋅ 𝑄(𝑡) + 5,7658 ⋅ 10−5 ⋅ 𝑄(𝑡) + 41,494
𝑠
För att få den totala ångkonsumtionen integreras denna ekvation och multipliceras med
kondensationsentalpin.
19
8424
𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 å𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛[𝑀𝑀ℎ] = Δ𝐻𝑣𝑣𝑣 ⋅ � 1,2566 ⋅ 10−9 ⋅ 𝑄(𝑡)2 + 7,2 ⋅ 10−5 ⋅ 𝑄(𝑡) + 39,31 𝑑𝑡
0
(51)
Effektbehovet antas öka linjärt från 20 till 50 MW över 12 månader. Detta ger följande ekvation för
effektbehovet vid en viss timme.
𝑄(𝑡) = 3,5613 ⋅ 𝑡 + 20000 [𝑘𝑘]
(52)
Variabelbytet införs i ekvation 51.
8424
𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 å𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 = 2086 ⋅ � 1,2566 ⋅ 10−9 ⋅ (3,5613 ⋅ 𝑡 + 20000) 2 + 7,2 ⋅ 10−5 ⋅ (3,5613 ⋅ 𝑡 + 20000) + 39,31 𝑑𝑡 = 763760𝑀𝑀ℎ
0
(53)
Samma beräkningar utförs för alternativ 2 och 3. I tabell 10 nedan kan den totala Ångkonsumtionen
per år för de olika alternativen ses
Tabell 10. Ångkonsumtion för de olika alternativen
Alternativ 1
764000
Alternativ 2
718000
Alternativ 3
765000
Ångkonsumtion
MWh/år
Priset för 6 bars ånga är 122kr/MWh. I tabell 11 nedan visas driftskostnaderna samt den totala
kostnaden [11].
Tabell 11. Sammanställning av driftskostnader för de olika alternativen
Alternativ
Kostnad
Ånga
El
Underhåll
Reservdelar
Total Kostnad
1
Storlek (Miljoner kr/år)
93,18
6,4
11,28
0,15
110
2
Storlek (Miljoner kr/år)
87,65
6,4
11,28
0,15
105
3
Storlek (Miljoner kr/år)
93,28
6,4
11,28
0,15
111
Försäljning av fjärrvärme
Under året varierar KEABs effektbehov mellan 30 till 70 MW. Vid simuleringen har anläggningen
antagits leverera 20 till 70 MW. För att få den totala energimängden som levereras till nätet
integreras ekvation 52 [11].
8424
𝑄𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 = ∫0
3,5613 ⋅ 𝑡 + 20000 = 295000 𝑀𝑀ℎ
(54)
Med ett pris på 400kr/MWh blir den totala intäkten från indunstaranläggningen 118 miljoner kr/år
Tabell 12 visar netto inkomsten för de olika alternativen.
Tabell 12. Nettoinkomst för de olika alternativen
Alternativ
Netto inkomst
miljoner kr/år
1
8,48
2
12,5
20
3
6,89
Diskussion
När modellen för indunstaranläggningen togs fram var ett av alternativen en sjustegs
motströmsanläggning. Denna modell avfärdades relativt snabbt, då det framkom att den drivande
kraften, som i en indunstaranläggning är temperaturdifferensen i en effekt, inte räckte till. Med en
liten temperaturdifferens behövs det orimligt stora värmeväxlarareor, vilket hade betytt enormt
höga inköpskostnader. Svartlut har en kokpunktsförhöjning på ungefär 20 °C vid 78 % torrsubstans.
Det är denna ökning i kokpunkt, som äter upp temperaturdifferensen över anläggningen. Om
svartluten istället får gå medströms i de sista effekterna och sedan gå motströms vid hög torrhalt,
förbättras ΔT betydligt, vilket leder till mindre areor och då samtidigt mindre kostnad. Anledningen
till ett förbättrat ΔT uppkommer är för att anläggning inte klarar av att bara köra motströms, då det
värmeväxlar för effektivt redan i första värmeväxlaren vilket senare gör att det krävs väldigt stora
värmeväxlarytor. Används istället medströmsindustare vid de första indunstarna så kommer ett
stabilare ΔT hållas eftersom det inte ger lika bra värmeväxling. Då ett stabilare ΔT uppehålls kan
sedan effektivare motströmsvärmeväxlare används för att avdunsta optimal mängd vätska. Totalt
togs 3 olika designförslag fram. Alternativ 1 var 3 motströms- samt 4 medströmsindunstare.
Alternativ 2 var en anläggning med 4 motströms- samt 3 medströmsindunstare. Det sista alternativet
var 2 motströms- samt 5 medströmsindunstare. Vid beräkningar framkommer det att de 3
alternativen är snarlika men alternativ 3 är något mer ekonomisk gynnsamt. Detta beror på att fler
motströmsindunstare ger ett mer energieffektivt system och med fyra stycken så fås fortfarande
tillräckligt bra temperaturdifferens vilket gör att värmeväxlararean ej behöver utökas.
För att tillfredsställa KEABs krav på fjärrvärmevattnet, krävs det en temperatur på minst 85 °C. För att
utnyttja energin från färskångan så mycket som möjligt är det bra att sätta ångavdragen så sent som
möjligt, så att energin får gå igenom så många effekter som möjligt. Med dessa krav, sattes det in
värmeväxlare efter effekt 3-6. Avdraget från effekt 3 kan verka vara dåligt, med tanke på det senare
kravet, men då de andra ångströmmarna inte överstiger temperaturkravet från KEAB, var detta ett
nödvändigt ont.
Lignoboostanläggningen tar 10 % av produkströmmen mellan effekt 3 och 2 för att utvinna all lignin.
Denna strömmens torrhalt ändras då från ca 30 till 20 % då mängden lignin är 30 % av
torrsubstansen. Då denna ström med 20 % torrsubstans sedan blandas med en nio gånger större
ström med 30 % torrsubstans. Detta gör att lignoboostanläggningen inte påverkar behovet av
färskånga särskilt märkbart, då strömmen som går till lignoboostanläggningen är förhållandevis liten.
Beräkningar av investeringskostnader gjordes med 2 olika metoder. Den första metoden var att
uppskatta priser från Kostnadsdataprocessutrurustning2002[3]. Informationen från databladet
krävde extrapolering då informationen inte var tillräckligt. Detta ger en hög osäkerhet kring
beräkningarna. För att beräkna investeringskostnad för flashkärl krävdes en uppskattning av volymen
på flashkärlet. Beräkningar av volym på flashkärlet gjordes, men resultatet blev orimligt stort. Detta
beror troligen på att beräkningarna är baserade på väldigt stora tal vilket ekvationerna inte är
anpassade för. Vid beräkningar av de mindre flashkärlen som används i processen fås rimliga värden,
vilket stödjer denna teori. Då prisdatabladet är från 2002 krävs omberäkning av priset till dagens
värde. För att göra detta används en omvandlingsfaktor mellan 2002 och 2015. Det skall då nämnas
att i verkligheten så har varje apparatur en egen prisutveckling men det beräknades ej. Detta ger en
viss osäkerhet men bör stämma relativt bra överens med verkligheten. En uppskattning gjordes att
rörkostnad + instrumentkostnad ligger på cirka 10 %. Det gjordes genom att kontrollera dagens
rör/instrument kostnader samt materialkostnader för att få en uppskattning. Detta är dock en kraftig
uppskattning där trovärdigheten kan ifrågasättas.
21
Den andra metoden var att uppskatta priser via Ulrich kostnadsdatabas. Problemet med att använda
sig av Ulrich konstadsdatabas är att vid stora apparaturer som ej täcks av databasen så antas det att
flera av samma apparatur används. Det är ej rimligt och ger förmodligen ett högre pris. Priset
omvandlades på samma sätt som ovan och därför gäller samma resonemang som tidigare.
För att få kostnaderna från Ulrich mer rimliga, anpassades indunstarna från tvångscirkulation till
fallfilms. Sedan lades det på en pump till varje indunstare istället. Med denna approximation behöver
Ulrich inte addera flera enhetsoperationer av samma typ, för att väga upp att det inte finns rätt
storlek. Fallfilmsindunstaren kommer att ge information om vad värmeväxlaren och separatorn
kostar och sedan tillkommer kostnaden för pumpen. Detta approximerar kostnaden för en
indunstare med tvångscirkulation i rätt storlek. När denna förändring gjordes, sjönk inköpspriset
betydligt.
Rekommendation
Vi skulle säga att rent designmässigt så är en sjustegsindunstare det som vi rekommenderar till Södra
Cell. Vad gällande siffror kring flöden, temperaturer, storlek och ekonomi finns det väldigt mycket
antagande som gör beräkningarna osäkra. Antaganden tillsammans med väldigt liten erfarenhet gör
så att det generellt ej går att lita på vårt resultat. Vi skulle dock säga att siffrorna ger en fingervisning
på hur det skulle se ut i verkligheten. För att få bättre och säkrare resultat så skulle det krävas
betydligt mer optimering samt mycket kontakt med olika företag för att få erfarenhet inom området.
Det skulle även krävas direkt kontakt med försäljningsföretag av processutrustning för att få förslag
på offerter.
Om ett alternativ skulle rekommenderas så skulle det vara alternativ 2, alltså en anläggning med 4
motströms- och 3 medströmsindunstare. Denna rekommenderas eftersom den är mest
energieffektiv utan någon nödvändighet att förändra värmeväxlarareor. Om anläggningen ska byggas
ut; behövs de ökade areorna som presenterades i resultatet.
22
Beteckningar
F = Feedflöde (kg/s)
Vn = Bortflashad ånga ström n (kg/s)
Ln = Vätskeström/svartlutsström n (kg/s)
S = Ångström (kg/s)
kn = Kondensatström (kg/s)
xF = torrsubstans feed (kg/m3)
x = torrsubstans vätskefas (kg/m3)
y = torrsubstans ångfas (kg/m3)
hn = Entalpiinnehåll vätskeström n (kJ/kg)
Hn = Entalpiinnehåll gasström n (kJ/kg)
Q = Överförd energi (W)
Tn = Temperatur på ström n
ktot = Värmegenomgångstal (W/m2*ΔT)
An = Värmeväxlararea vvx n (m2)
Re = Reynolds tal (-)
Pr = Prandtltalet (-)
Nu = Nusselts tal (-)
ρn = Densitet ström n (kg/m3)
𝑣 = linjär flödeshastighet (m/s)
Dh = hydraulisk diameter (m)
𝜇 = Dynamisk viskositet (kg/m*s)
𝛼 = Värmeöverföringstal (W/m2*ΔT)
l = längd (m)
v = hastighet (m/s)
d = diameter (m)
di = Innerdiameter (m)
dy = Ytterdiameter (m)
r = radie (m)
23
𝜆 = Värmeledningstal (W/m*K)
kl = Värmeledningstal vätska (W/m*K)
g = Gravitationskonstanten (kg*m/s2)
hg = Värmeöverföringstal gassida (W/m2*ΔT)
hl = Värmeöverföringstal vätskesida(W/m2*ΔT)
wn = massflöde ström n (kg/s)
cp = Specifik värmekapacitet ström n (kJ/kg*K)
∆𝑇𝐿 = Logaritmisk medeltemperatur (°C)
bj = Tjocklek värmeväxlarmaterial (m)
P = Tryck (bar)
T = Temperatur (K)
V� = Flödeshastighet (m3/s)
n̊ = molflöde (mol/s)
m̊ = massflöde (kg/s)
R = Gaskonstanten (J/(mol*K))
M = molmassa (kg/mol)
P = Effekt (W)
h = höjd (m)
q = vätskeflöde (m3/s)
𝜂 = mekanisk verkningsgrad (-)
fa = Multipliceringfaktor vid reservdelsberäkning (-)
X = Internränta (-)
N = Antal år (-)
Q(t) = Ångflöde (kg/s)
𝑣𝑝𝑝𝑝𝑝 = tillåten hastighet (m/s)
𝐾 = Empirisk konstant (-)
𝜌𝑙 = Densitet vätska (kg/m3)
𝜌𝑣 = Densitet ånga (kg/m3)
𝑊𝑙 = 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀ö𝑑𝑑 𝑣ä𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑖𝑖 (kg/s)
𝑊𝑣 = 𝑀𝑀𝑀𝑠𝑓𝑓ö𝑑𝑑 å𝑛𝑛𝑛 𝑢𝑢 (kg/s)
𝑉 = 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣ö𝑑𝑑 å𝑛𝑛𝑛 (m3/s)
24
Referenser
[1] Integration of black liquor evaporation with a district heating network, Projektbeskrivning,
Projektering KET050, Lunds Tekniska Högskola, 2015.
[2] Stenström S. (2005). Indunstning; Principer och teknik. Department of Chemical engineering,
Faculty of Engineering, Lund University: Media Tryck.
[3] Alveteg M. (2013). Handbook; Physical properties, correlations and equations in Chemical
Engineering. Department of Chemical engineering, Faculty of Engineering, Lund University: Media
Tryck.
[4] Karlsson E. Gourdon M. Olausson L. Vamling L. (2013). Heat transfer for falling film evaporation of
black liquor up to very high Prandtl numbers. International Journal of Heat and Mass Transfer 65
(2013), 907-918.
[5] Gullichsen J. & Fogelholm C. J. (1999). Chemical Pulping 6B; Papersmaking Science and
Technology. Helsingfors: Fapet Oy.
[6] Wankat, Philip C (2011), Separation Process Engineering 3rd edition, Pearson Education Inc., pp:
48-51
[7] Loh H. P. Lyons J. White C. W. (2002). Process Equipment Cost Estimation. National Energy
Technology Center (2002), 6-31.
[8] Telefonkorrespondens, 2015-04-22, Alumn LTH, Nuvarande anställd på Alfa Laval, Lund.
[9] EconExpert (2004) [Mjukvara], Hämtad från http://www.ulrichvasudesign.com/econ.html
(lösenord krävs), 2015-05-15
[10] Karlsson H. COST ESTIMATION, Föreläsning, Projektering KET050, Lunds Tekniska Högskola,
2015.
[11] Personlig korrespondens, Albin Johansson, Anställd på Södra Cell
25
Bilaga 1: Processchema större (4 med, tre mot)
Figur 16. Processchema för fyra medströms- och tre motströmsindunstare
i
Bilaga 2: Processchema större (3 med, 4 mot)
Figur 17. Processchema för tre medströms- och fyra motströmsindunstare
ii
Bilaga 3: Processchema större (5 med, 2 mot)
Figur 18. Processchema för fem medströms- och 2 motströmsindunstare
iii
Bilaga 4: Detaljerade resultat alternativ 1
10MW till KEAB
I figur 19, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 19. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 10MW effektbehov för alternativ 1
20MW till KEAB
I figur 20, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 20. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 20MW effektbehov för alternativ 1
iv
30MW till KEAB
I figur 21, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 21. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 30MW effektbehov för alternativ 1
40MW till KEAB
I figur 22, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 22. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 40MW effektbehov för alternativ 1
v
50MW till KEAB
I figur 23, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 23. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 50MW effektbehov för alternativ 1
60MW till KEAB
I figur 24, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 24. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 60MW effektbehov för alternativ 1
vi
70MW till KEAB
I figur 25, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 25. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 70MW effektbehov
vii
Bilaga 5: Detaljerade resultat alternativ 2
10MW till KEAB
I figur 26, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 26. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 10MW effektbehov för alternativ 2
20MW till KEAB
I figur 27, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 27. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 20MW effektbehov för alternativ 2
viii
30MW till KEAB
I figur 28, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 28. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 30MW effektbehov för alternativ 2
40MW till KEAB
I figur 29, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 29. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 40MW effektbehov för alternativ 2
ix
50MW till KEAB
I figur 30, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 30. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 50MW effektbehov för alternativ 2
60MW till KEAB
I figur 31, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 31. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 60MW effektbehov för alternativ 2
x
70MW till KEAB
I figur 32, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 32. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 70MW effektbehov för alternativ 2
xi
Bilaga 6: Detaljerade resultat alternativ 3
10MW till KEAB
I figur 33, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 33. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 10MW effektbehov för alternativ 3
20MW till KEAB
I figur 34, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 34. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 20MW effektbehov för alternativ 3
xii
30MW till KEAB
I figur 35, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 35. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 30MW effektbehov för alternativ 3
40MW till KEAB
I figur 36, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 36. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 40MW effektbehov för alternativ 3
xiii
50MW till KEAB
I figur 37, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 37. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 50MW effektbehov för alternativ 3
60MW till KEAB
I figur 38, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 38. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 60MW effektbehov för alternativ 3
xiv
70MW till KEAB
I figur 39, nedan kan olika värden för de 7 effekterna ses.
Figur 39. Sammanställning av värden för de olika effekterna vid 70MW effektbehov för alternativ 3
xv
Bilaga 7 – Ulrich data
Cost Summary
The cost index is 573.0
Evaporators : Rising- and Rising/Falling Film (Tubular)
Total purchased cost = $ 1737475
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 5038678
Evaporators : Rising- and Rising/Falling Film (Tubular)
Total purchased cost = $ 1737475
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 5038678
Evaporators : Rising- and Rising/Falling Film (Tubular)
Total purchased cost = $ 1737475
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 5038678
Evaporators : Rising- and Rising/Falling Film (Tubular)
Total purchased cost = $ 2225824
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 6454890
Evaporators : Rising- and Rising/Falling Film (Tubular)
Total purchased cost = $ 2225824
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 6454890
Evaporators : Rising- and Rising/Falling Film (Tubular)
Total purchased cost = $ 2225824
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 6454890
Evaporators : Rising- and Rising/Falling Film (Tubular)
Total purchased cost = $ 2225824
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 6454890
Pumps : Centrifugal
Purchased cost for one unit = $ 41452
Total purchased cost = $ 82903
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 337303
xvi
Pumps : Centrifugal
Purchased cost for one unit = $ 41452
Total purchased cost = $ 82903
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 337303
Pumps : Centrifugal
Purchased cost for one unit = $ 41452
Total purchased cost = $ 82903
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 337303
Pumps : Centrifugal
Purchased cost for one unit = $ 41452
Total purchased cost = $ 82903
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 337303
Pumps : Centrifugal
Purchased cost for one unit = $ 41452
Total purchased cost = $ 82903
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 337303
Pumps : Centrifugal
Purchased cost for one unit = $ 41452
Total purchased cost = $ 82903
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 337303
Pumps : Centrifugal
Purchased cost for one unit = $ 41452
Total purchased cost = $ 82903
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 337303
Pumps : Centrifugal
Total purchased cost = $ 26102
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 106197
xvii
Pumps : Centrifugal
Total purchased cost = $ 10534
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 42859
Pumps : Centrifugal
Total purchased cost = $ 34958
Material factor = 1.40
Pressure factor = 1.00
The bare module cost (incl. electric motor drive) is = $ 142232
Process Vessels (including towers) : Vertically oriented : No packing or trays
Total purchased cost = $ 27377
Material factor = 1.00
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 117332
Process Vessels (including towers) : Vertically oriented : No packing or trays
Total purchased cost = $ 28009
Material factor = 1.00
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 120039
Process Vessels (including towers) : Vertically oriented : No packing or trays
Total purchased cost = $ 33117
Material factor = 1.00
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 141931
Process Vessels (including towers) : Vertically oriented : No packing or trays
Total purchased cost = $ 37851
Material factor = 1.00
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 162218
Process Vessels (including towers) : Vertically oriented : No packing or trays
Total purchased cost = $ 42775
Material factor = 1.00
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 183322
Heat Exchangers : Shell and Tube : Fixed tube sheet and U-tube
Total purchased cost = $ 51282
Material factor = 1.70
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 209794
xviii
Heat Exchangers : Plate and Spiral : Flat plate (max pressure 27 bara)
Total purchased cost = $ 49844
Material factor = 2.30
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 105545
Heat Exchangers : Plate and Spiral : Flat plate (max pressure 27 bara)
Total purchased cost = $ 51738
Material factor = 2.30
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 109555
Heat Exchangers : Plate and Spiral : Flat plate (max pressure 27 bara)
Total purchased cost = $ 36007
Material factor = 2.30
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 76246
Heat Exchangers : Plate and Spiral : Flat plate (max pressure 27 bara)
Total purchased cost = $ 28486
Material factor = 2.30
Pressure factor = 1.00
The bare module cost is = $ 60318
Total Bare Module Cost = $ 44874300
Contingency and Fee = $ 8077374
Total Module Cost = $ 52951674
Auxiliary Facilities = $ 15885502
Grass Roots Capital = $ 68837176
xix
Bilaga 8 – Data från simulering
Alternativ 1 700ton/h
Tabell 13 Alternativ 1 700ton/h
20MW
47,620100
85,197500
122,197900
0
222,828700
0
198,520400
0
172,947900
0
147,74400
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
C2
C3
C4
C5
C6
C7
S
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
Av1
10MW
47,620100
84,205900
120,282100
0
224,128800
0
200,295400
0
173,349900
0
144,908300
0
36,585800
32,467700
24,626200
20,494900
23,833400
26,945500
28,441600
0,44110
0,32540
0,17460
0,19540
0,22580
0,27010
40,186800
3,2292
1,9412
1,2015
0,90520
0,69630
0,50120
0,33630
0
40MW
47,620100
87,823700
127,258500
0
220,378500
0
196,714500
0
174,901100
0
155,278800
0
40,203600
35,617
28,020400
24,245200
23,664
21,813400
19,622300
0,42290
0,30760
0,17760
0,19900
0,22380
0,25210
44,193300
3,1746
1,8662
1,1235
0,82170
0,62800
0,47220
0,35060
0,035500
50MW
47,620100
89,562300
130,59800
37,577400
33,334400
25,546100
21,795
24,308200
25,572500
25,204
0,43600
0,32030
0,17560
0,19720
0,22630
0,26490
41,281900
3,2149
1,9214
1,1806
0,88030
0,67260
0,48910
0,34020
0
30MW
47,620100
86,274900
124,276400
0
221,384600
0
197,061300
0
173,226300
0
150,830200
0
38,654900
34,273100
26,553800
23,239100
24,323300
23,835
22,396100
0,43050
0,31490
0,17680
0,19860
0,22590
0,25950
42,474400
3,1988
1,8992
1,1575
0,85310
0,64990
0,47950
0,34440
-0,000400
Av2
0,018400
0,060100
0,12150
Av3
0,028900
0,10300
Av4
0,10260
Tw
4
Tw
5
Tw
6
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
219,782200
0
197,104500
0
177,308700
0
160,284900
0
41,942200
37,117800
29,686900
24,841500
22,677700
19,795700
17,023800
0,41470
0,29970
0,17810
0,19860
0,22070
0,24420
46,129300
3,1462
1,8280
1,0845
0,78990
0,60780
0,46600
0,35730
0,089600
60MW
47,620100
91,438700
134,192700
0
219,582700
0
198,086400
0
180,266600
0
165,701400
0
43,818600
38,728300
31,508700
25,041
21,496300
17,819800
14,565200
0,40620
0,29170
0,17820
0,19760
0,21710
0,23620
48,226600
3,1141
1,7854
1,0419
0,75840
0,58870
0,46050
0,36410
0,15610
70MW
47,620100
93,412200
137,962700
0
219,721900
0
199,524900
0
183,631200
0
171,412900
0
45,792100
40,411600
33,450300
24,901800
20,197100
15,893600
12,218300
0,39760
0,28370
0,17810
0,19620
0,21310
0,22830
50,441100
3,0790
1,7395
0,99670
0,72730
0,57040
0,45520
0,37060
0,22920
0,18620
0,24490
0,29620
0,34140
0,17190
0,22900
0,27800
0,32280
0,36600
0,17230
0,22010
0,26320
0,30610
0,35230
0,40470
96,840100
95,836400
93,951900
91,086700
87,740300
84,286900
80,942800
89,639600
86,398200
81,360600
76,369
72,050200
68,435200
65,417800
78,097800
69,293400
62,979300
58,729700
55,740200
53,537300
51,849100
xx
Alternativ 1 900ton/h
Tabell 14 Alternativ 1 900ton/h
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
C2
C3
C4
C5
C6
C7
S
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
Av1
Av2
Av3
Av4
Tw4
Tw5
Tw6
10MW
61,22580
105,6031
148,6040
287,6799
255,7369
218,3146
175,0226
44,37730
38,54280
26,41860
26,83610
31,94300
37,42230
43,29210
0,4522000
0,3386000
0,1749000
0,1968000
0,2305000
0,2875000
49,59260
2,885600
1,550300
0,8452000
0,6072000
0,4226000
0,260
0,1326000
0,0168
0,0176
0,0225
0,0397
86,22190
76,93710
63,79690
20MW
61,22580
106,9158
151,1033
286,7805
254,9397
219,1269
178,7223
45,69000
39,65440
27,61900
27,73550
31,84080
35,81280
40,40470
0,4467000
0,333
0,1755000
0,1974000
0,2297000
0,2816000
51,07710
2,863700
1,524000
0,821
0,5859000
0,4067000
0,2539000
0,1348000
0,0488
0,0550
0,0669
0,0694
84,94040
73,65540
58,18440
30MW
61,22580
108,4654
154,0472
285,9899
254,7385
220,8175
183,0995
47,23970
40,96040
29,05230
28,52610
31,25140
33,92090
37,71800
0,4403000
0,3267000
0,176
0,1975000
0,2279000
0,2748000
52,83480
2,837200
1,492400
0,7924000
0,5623000
0,3912000
0,2488000
0,1374000
0,0927
0,102
0,1051000
0,0881
82,67550
69,34310
54,17820
40MW
61,22580
110,2058
157,3455
285,5209
255,2192
223,2326
188,0277
48,98010
42,41930
30,68220
28,99510
30,30170
31,98660
35,20490
0,4333000
0,3198000
0,1762000
0,1972000
0,2254000
0,2676000
54,81570
2,806700
1,456400
0,7601000
0,5382000
0,3766000
0,2444000
0,1401000
0,1506000
0,1477000
0,1352000
0,1023000
79,71570
65,39400
51,48040
xxi
50MW
61,22580
112,0858
160,8983
285,4159
256,2767
226,1961
193,3643
50,86000
43,98560
32,46600
29,10010
29,13920
30,08060
32,83170
0,4261000
0,3128000
0,1763000
0,1964000
0,2225000
0,2602000
56,96360
2,772900
1,417100
0,7254000
0,5144000
0,363
0,2404000
0,1429000
0,2191000
0,1876000
0,1595000
0,1145000
76,52300
62,09140
49,58210
60MW
61,22580
114,0621
164,6224
285,6331
257,7791
229,5588
198,9894
52,83630
45,62160
34,36700
28,88290
27,85400
28,22030
30,56940
0,4187000
0,3057000
0,1762000
0,1952000
0,2192000
0,2529000
59,23080
2,736600
1,375300
0,6891000
0,491
0,350
0,2366000
0,1456000
0,2932000
0,2218000
0,1803000
0,1259000
73,39370
59,37670
48,18230
70MW
61,22580
116,1026
168,4552
286,1116
259,6142
233,2077
204,8125
54,87680
47,29900
36,35720
28,40440
26,49750
26,40650
28,39530
0,4113000
0,2987000
0,1759000
0,1938000
0,2158000
0,2457000
61,58130
2,698200
1,332000
0,6522000
0,4683000
0,3376000
0,233
0,1482000
0,3691000
0,2512000
0,1988000
0,1372000
70,46580
57,13530
47,10860
Alternativ 2 700ton/h
Tabell 15 Alternativ 2 resultat 700ton/h
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
C2
C3
C4
C5
C6
C7
S
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
Av1
Av2
Av3
Av4
Tw4
Tw5
Tw6
10MW
47,62010
82,46140
116,9171
144,9546
221,7712
195,4337
167,1711
34,84140
30,94810
28,03750
22,21650
22,85250
26,33750
28,26260
0,4504000
0,3348000
0,270
0,1765000
0,2003000
0,2341000
38,26560
3,253000
1,974600
1,247400
0,7924000
0,5939000
0,4313000
0,2928000
-0,00490
0,0179
0,0278
0,0945
93,22430
85,50740
74,69450
20MW
47,62010
83,64370
119,2061
148,1866
221,4152
196,4334
171,2796
36,02360
31,98630
28,98040
23,09310
23,20850
24,98170
25,15380
0,4441000
0,3283000
0,2641000
0,1768000
0,1993000
0,2285000
39,56680
3,237100
1,952200
1,222500
0,771
0,5765000
0,4237000
0,2983000
0,00560
0,0576
0,0986
0,1599000
92,22360
82,53290
66,76310
30MW
47,62010
85,11750
122,0543
152,2260
221,5873
198,4212
176,1414
37,49740
33,27520
30,17160
23,91550
23,03640
23,16610
22,27980
0,4364000
0,3207000
0,2571000
0,1766000
0,1973000
0,2222000
41,19340
3,216100
1,923000
1,190600
0,7462000
0,5596000
0,4185000
0,3051000
0,0280
0,115
0,1655000
0,2064000
90,31260
77,94530
61,07850
40MW
47,62010
86,82220
125,3412
156,9182
222,2142
200,9737
181,3746
39,20220
34,75880
31,57700
24,45640
22,40950
21,24050
19,59910
0,4278000
0,3123000
0,2494000
0,1761000
0,1948000
0,2158000
43,08110
3,190400
1,887700
1,152700
0,7206000
0,5444000
0,415
0,3128000
0,0666
0,1761000
0,221
0,2475000
87,59610
73,45830
57,25000
xxii
50MW
47,62010
88,69800
128,9487
162,1016
223,1268
203,8109
186,7382
41,07800
36,38220
33,15290
24,63670
21,49690
19,31590
17,07260
0,4188000
0,3035000
0,2415000
0,1754000
0,192
0,2096000
45,16600
3,160500
1,847200
1,11
0,6952000
0,5307000
0,4126000
0,3208000
0,1193000
0,2331000
0,2689000
0,2887000
84,48770
69,58960
54,55860
60MW
47,62010
90,69640
132,7808
167,6392
224,2104
206,7842
192,1146
43,07630
38,10100
34,85840
24,47540
20,41330
17,42620
14,66960
0,4095000
0,2948000
0,2335000
0,1746000
0,1893000
0,2037000
47,39590
3,127000
1,802400
1,063900
0,6703000
0,518
0,4107000
0,3289000
0,1819000
0,2846000
0,313
0,3331000
81,31870
66,35660
52,57600
70MW
47,62010
92,78060
136,7658
173,4262
225,3975
209,8173
197,4501
45,16060
39,88220
36,66040
24,02390
19,22620
15,58020
12,36720
0,4003000
0,2862000
0,2257000
0,1736000
0,1865000
0,1982000
49,73140
3,090400
1,754400
1,015400
0,6459000
0,506
0,4089000
0,3368000
0,2499000
0,3316000
0,3557000
0,3836000
78,27180
63,65970
51,05680
Alternativ 2 900ton/h
Tabell 16Alternativ 2 900ton/h
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
C2
C3
C4
C5
C6
C7
S
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
Av1
Av2
Av3
Av4
Tw4
Tw5
Tw6
10MW
61,22580
104,3163
146,1778
179,5345
283,2413
246,2148
202,5701
43,0905
37,4762
33,3567
23,0357
31,2747
37,0265
43,6447
0,457800
0,344300
0,280300
0,177700
0,204400
0,248400
48,1412
2,90660
1,57590
0,880300
0,491200
0,348100
0,214600
0,109400
0,0242000
0,0195000
0,0212000
0,0318000
80,8653
72,2980
59,8815
20MW
61,2258
105,8716
149,1432
183,761
283,4361
247,9971
207,090
44,6458
38,7973
34,6178
23,3290
31,0799
35,4390
40,9071
0,451100
0,337400
0,273800
0,177500
0,202900
0,243000
49,8958
2,88120
1,54510
0,850700
0,474100
0,337400
0,211400
0,112300
0,0618000
0,0599000
0,0614000
0,0572000
79,6275
69,3604
55,2788
30MW
61,2258
107,6398
152,5062
188,5718
284,0361
250,4026
212,0542
46,4140
40,2912
36,0655
23,4825
30,4799
33,6335
38,3483
0,443700
0,33
0,266900
0,177200
0,201000
0,237300
51,8975
2,85140
1,50940
0,816900
0,455700
0,327100
0,209000
0,115400
0,107400
0,110900
0,0955000
0,0733000
77,5212
65,6100
51,9899
40MW
61,2258
109,5707
156,1685
193,8424
284,9308
253,1321
217,1971
48,3449
41,9127
37,6740
23,3546
29,5852
31,7986
35,9351
0,435800
0,322200
0,259600
0,176600
0,198800
0,231700
54,0919
2,81790
1,46970
0,78
0,437300
0,317800
0,207200
0,118800
0,162500
0,161700
0,122500
0,0858000
74,8595
62,2282
49,7780
xxiii
50MW
61,2258
111,6156
160,0354
199,442
285,9984
256,0089
222,3722
50,3899
43,6187
39,4065
22,9302
28,5176
29,9895
33,6367
0,427900
0,314400
0,252300
0,176000
0,196600
0,226300
56,4256
2,78140
1,42700
0,741100
0,419300
0,309100
0,205800
0,122200
0,224600
0,208200
0,144400
0,0968000
72,0484
59,4225
48,2235
60MW
61,2258
113,7371
164,0343
205,2645
287,1646
258,9445
227,5142
52,5113
45,3762
41,2303
22,2497
27,3514
28,2200
31,4303
0,419900
0,306800
0,245200
0,175200
0,194300
0,221200
58,8571
2,74260
1,38230
0,701100
0,401800
0,301000
0,204500
0,125600
0,290500
0,250600
0,163300
0,107200
69,3276
57,1266
47,0781
70MW
61,2258
115,9079
168,1128
211,2324
288,3868
261,8948
232,5953
54,6821
47,1615
43,1196
21,3629
26,1292
26,4920
29,2995
0,412000
0,299300
0,238200
0,174500
0,192100
0,216400
61,3566
2,70190
1,33620
0,660900
0,384900
0,293200
0,203200
0,128900
0,357600
0,289800
0,180200
0,117600
66,8008
55,2358
46,1997
Alternativ 3 700ton/h
Tabell 17 Alterativ 3 700ton/h
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
C2
C3
C4
C5
C6
C7
S
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
Av1
Av2
Av3
Av4
Tw4
Tw5
Tw6
10MW
47,620100
85,936600
225,42830
202,58900
176,84900
148,14680
118,14720
38,316500
28,666200
19,195400
22,839300
25,740
28,702200
29,999600
0,43220
0,17360
0,19320
0,22130
0,26420
0,33130
42,118800
3,20330000
1,87780000
1,3060
1,03530000
0,77940
0,54420
0,34790
0
0,018300
0,029500
0,10120
100,57540
92,625100
79,997600
20MW
47,620100
86,943100
224,22730
200,02540
173,84990
146,68330
120,11420
39,323100
29,567600
20,396400
24,201900
26,175500
27,166600
26,569100
0,42720
0,17460
0,19570
0,22510
0,26680
0,32590
43,234100
3,18790000
1,85820000
1,27780000
0,99980
0,74670
0,52610
0,34870
0
0,059400
0,10330
0,16970
99,347200
89,009900
70,6020000
30MW
47,620100
88,035300
222,91290
197,21990
171,11790
145,86030
122,25250
40,415200
30,549700
21,710800
25,6930000
26,102100
25,257500
23,607800
0,42190
0,17560
0,19850
0,22870
0,26830
0,32020
44,4470000
3,17070000
1,83630000
1,24710000
0,96170
0,71530
0,51100
0,34990
0
0,11970
0,17140
0,21610
97,176300
83,494600
63,881300
40MW
47,620100
89,074900
221,65170
194,57760
168,89100
145,43280
124,29160
41,454800
31,4880000
22,9720000
27,074100
25,686600
23,458200
21,141200
0,41700
0,17660
0,20120
0,23170
0,26910
0,31490
45,604100
3,15370000
1,81490000
1,21770000
0,92610
0,68840
0,49870
0,35100
0,0020000
0,18190
0,22500
0,25300
94,150100
78,136700
59,365500
xxiv
50MW
47,620100
90,715100
219,63680
191,97160
167,37550
146,03290
127,52130
43,0950000
32,980600
24,986900
27,665200
24,596100
21,342500
18,511600
0,40950
0,17820
0,20390
0,23380
0,26800
0,30690
47,434500
3,12610000
1,78020000
1,17130000
0,88310
0,65980
0,48680
0,35360
0,065200
0,23860
0,27150
0,29150
90,398400
73,4140000
56,168100
60MW
47,620100
92,5020000
217,41580
189,62640
166,34180
147,07480
131,04940
44,881900
34,6160000
27,207900
27,789400
23,284600
19,2670000
16,025400
0,40150
0,18000
0,20640
0,23530
0,26610
0,29870
49,435700
3,09480000
1,74120000
1,12090000
0,84050
0,63280
0,47570
0,35640
0,14230
0,28810
0,31350
0,33220
86,5370000
69,468100
53,813400
70MW
47,620100
94,3930000
215,03830
187,52150
165,68390
148,44440
134,79310
46,772900
36,356300
29,585400
27,516700
21,837600
17,239500
13,651200
0,39350
0,18200
0,20870
0,23620
0,26370
0,29040
51,561400
3,06050000
1,69890000
1,06780000
0,79890
0,60710
0,46520
0,35900
0,22510
0,33160
0,35380
0,37780
82,808900
66,181800
52,011600
Alternativ 3 900ton/h
Tabell 18 Alternativ 3 900ton/h
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
C2
C3
C4
C5
C6
C7
S
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
Av1
Av2
Av3
Av4
Tw4
Tw5
Tw6
10MW
61,225800
106,95300
290,29460
260,84940
226,72680
187,40710
142,65660
45,727200
31,423900
24,221400
29,445200
34,122600
39,319700
44,750600
0,44650
0,17330
0,19290
0,22200
0,26850
0,35280
51,163500
2,86170000
1,48760000
0,97380
0,72170
0,49160
0,29310
0,14120
0,0042000
0,017500
0,023400
0,042500
90,728300
80,641200
66,300800
20MW
61,225800
108,07430
288,84480
258,33250
224,23370
186,58140
144,82900
46,848600
32,409800
25,671200
30,512200
34,098800
37,652300
41,752400
0,44190
0,17420
0,19480
0,22440
0,26970
0,34750
52,434500
2,84260000
1,46660000
0,94670
0,69310
0,46960
0,28330
0,14180
0,026100
0,054800
0,069200
0,073200
89,285500
76,968700
59,966100
30MW
61,225800
109,44570
287,05360
255,62110
222,11520
186,45960
147,49330
48,219900
33,622800
27,462400
31,432500
33,505900
35,655600
38,966300
0,43630
0,17530
0,19690
0,22660
0,26990
0,34120
53,992700
2,81880000
1,44040000
0,91370
0,66100
0,44780
0,27460
0,14270
0,063000
0,10210
0,10840
0,091900
86,7450000
72,108500
55,448200
40MW
61,225800
111,02110
284,97360
253,01260
220,52440
186,92430
150,56250
49,795300
35,024600
29,542400
31,9610000
32,488100
33,600200
36,361700
0,43020
0,17660
0,19890
0,22820
0,26920
0,33420
55,788400
2,79090000
1,4100
0,87610
0,62800
0,42710
0,26680
0,14380
0,11710
0,14810
0,13880
0,10570
83,402800
67,640700
52,404400
xxv
50MW
61,225800
112,74810
282,66800
250,62010
219,40440
187,83790
153,93640
51,522400
36,570200
31,8480000
32,047900
31,215700
31,566600
33,901400
0,42360
0,17800
0,20080
0,22940
0,26790
0,32690
57,763600
2,75960000
1,37610000
0,83540
0,59530
0,40770
0,25950
0,14500
0,18320
0,18830
0,16300
0,11730
79,780300
63,900500
50,263400
60MW
61,225800
114,58200
280,19270
248,44970
218,65640
189,08160
157,52850
53,356200
38,220600
34,323300
31,7430000
29,793200
29,574800
31,553200
0,41680
0,17960
0,20250
0,23010
0,26610
0,31950
59,868800
2,72570000
1,33960000
0,79290
0,56340
0,38930
0,25270
0,14620
0,25500
0,22250
0,18340
0,12790
76,222100
60,827800
48,686800
70MW
61,225800
116,48850
277,59090
246,47170
218,19130
190,56480
161,27280
55,262700
39,946100
36,925100
31,119200
28,280400
27,626500
29,2920000
0,41000
0,18130
0,20420
0,23060
0,26410
0,31200
62,0660000
2,68980000
1,30130000
0,74950
0,53250
0,37170
0,24610
0,14730
0,32780
0,25200
0,20150
0,13830
72,891600
58,294700
47,480200