Soodakattilan energiatehokkuuden ja -taseen laskenta

Abstract

Tämä diplomityö on tehty UPM-Kymmene Oy:n Tervasaaren tehtaalle. Työn tavoitteena oli määrittää soodakattilan energiatase. Määritellyn taseen avulla voitiin tutkia kattilan energiatehokkuutta.

Soodakattilan savukaasupuolen ja vesihöyrypiirin energiataseet mallinnettiin taulukkolaskentaohjelmaan. Lähtöarvojen selvittämiseksi suoritettiin yksi mittausjakso. Laskettujen savukaasupuolen ja vesihöyrypiirin tasetulosten ero oli vain 0,4 % hyödyksi saatavien lämpöenergioiden suhteen. Savukaasupuolen energiataseessa käytettiin polttoaineiden tehollisia lämpöarvoja. Lisäksi lipeän määritettyä tehollista lämpöarvoa korjattiin erillisellä kertoimella.

Kattilan energiatehokkuuden tarkasteluun valittiin muuttujiksi poltettavan lipeän laatu ja lipeän kuiva-aine sekä nuohoushöyrymäärä ja ilmakerroin. Lasketuista tuloksista voitiin havaita, että siirryttäessä nykyisestä polttolipeän poltosta pelkään sulfaattipohjaisen lipeän polttoon, saavutetaan säästöjä 2,33…3,10 milj.€/a. Myös nuohoushöyrymäärän ja ilmakertoimen muutoksilla todettiin saavutettavan säästöjä.

This thesis has been done for UPM-Kymmene Ltd. at Tervasaari. The goal was to define the energy balance of the recovery boiler. It was possible to study the energy efficiency of the boiler with the help of a defined energy balance.

For the energy balance calculations, the flue gas side and the water-steam circulation side of the boiler were modelled into the Excel-program. Calculation values were acquired during one measurement period. The calculated temporary energy balances for the flue gas side and the water-steam side differed form each other about 0.4 % when we compare the energy amounts to the steam production. We used the net heating values of the fuels in the calculation of the flue gas energy balance. In addition, the analyzed net heating value of the liquor was recalculated with a special factor.

When the energy efficiency of the recovery boiler was researched, the variables chosen included a sort of liquor, the dry solid content of liquor, the air ratio and the amount of sootblowing steam. Based on the results, it is possible to save about 2.33…3.10 m€/a by changing the currently used liquor to a sulphate based liquor in the boiler. Some savings could also be achieved by changing the amount of sootblowing steam and the air ratio.