Lämpöenergiataseen määrittely ja laskenta metsäteollisuuden tehdasintegraatissa

Abstract

Tämä diplomityö käsittelee metsäteollisuuden tehdasintegraatin lämpöenergiatasetta. Energiataseesta rajattiin ulkopuolelle sähköntuotanto sekä -kulutus ja sekundääriset lämmönlähteet. Työn tavoitteena oli luoda uusi raportointityökalu tuotetulle sekä kulutetulle lämpöenergialle. Työ on toteutettu UPM Kymin tehdasintegraatissa.

Työn teoriaosuudessa käsiteltiin sellutehtaan prosesseja, sellutehtaalla sijaitsevia kattiloita, höyrynjakelua ja lauhteenpalautusta kohdetehtaalla sekä aiheeseen liittyviä termodynamiikan yhtälöitä. Laskennallisessa osuudessa määritettiin lämpöenergiatase tehtaan järjestelmään, jolla on tarkoitus korvata nykyinen lämpöenergian raportointityökalu. Energiataseen lisäksi energiatehokkuuden mittareita, kuten ominaislämpökulutus sekä lauhteenpalautusprosentti määritetään osasto- ja tehdaskohtaisesti ja näiden pohjalta pohditaan nykyisen tehtaan energiatehokkuutta.

Tulokset esitellään sekä analysoidaan ja näiden pohjalta tehdään johtopäätökset. Tehty energiatase todetaan oikeintehdyksi ja kelvolliseksi korvaamaan nykyisen raportointityökalun sellutehtaalla. Energiatehokkuuden todetaan olevan pääosin hyvällä tasolla laskettujen tulosten perusteella. Kuitulinjojen todetaan omaavan suurin energiansäästöpotentiaali, vaikka prosessiteknisten asioiden todetaan vaikuttavan kuitulinjojen energiatehokkuuteen negatiivisesti.

This Master’s Thesis investigates the heat energy balance of a forest industry mill integrate. Electricity balance and secondary heat sources were excluded from this thesis. Aim of the thesis was to create a new reporting tool for heat produced and consumed in the mill integrate. The thesis was done at UPM Kymi mill integrate.

In theoretical part of thesis, pulp mill process, boiler theory, steam distribution, condensate return, and thermodynamic equations were discussed. The energy balance was calculated in the mill’s own system which will replace existing heat energy reporting tool. In addition to energy balance, energy efficiency values such as specific heat consumption and condensate return percentages were calculated for every pulp mill department and for the whole pulp mill. Analyzing these values, the mill energy efficiency was evaluated.

Results are presented and analyzed and based on the analysis, conclusions were made. Calculations were estimated to be correct and created energy balance is eligible to be used as a reporting tool in the future. Energy efficiency was evaluated to be at a satisfactory level based on calculations. Fiberline was evaluated to have the largest energy saving potential even though process-related reasons affect fiberline energy efficiency negatively.