Optimering av hydraulaggregat

Hydraulaggregat

Före åtgärd

Tre separata hydraulaggregat, två i varmslipen och ett i kallvalsverket, försörjer olika processer med hydraulkraft. Aggregaten i varmslipen, med fem pumpar vardera, har en installerad motoreffekt på 480 kW och aggregatet i kallvalsverket, fem pumpar, har en installerad effekt på 275 kW.
 

Åtgärd

Efter en installation av ackumulatorer och ventiler lyckades aggregatens installerade effekt i varmslipen minska från 480 kW till 135 kW och aggregatet i kallvalsverket minska från 275 kW till 110 kW.
 

Resultat

Åtgärderna medför att motorerna utnyttjas effektivare med en minskad tomgång som resultat. Elanvändningen till aggregaten i varmslipen minskade med cirka 750 MWh/år och aggregatet i kallvalsverket minskade elanvändningen med cirka 360 MWh/år.
 

Lönsamhet

En minskad elanvändning på 1110 MWh/år. Investeringen i varmslipen beräknas återbetala sig efter ett år och investeringen i kallvalsverket beräknas återbetala sig inom sex månader.

Ackumulatorer

Kontakt: Outokumpu Stainless

Energieffektivisering i kylvattensystem

Sänkning av kylvattentrycket vintertid
 

Beskrivning

Kylvattnet ut från en stor pumpstation hade ett tryck på 4,5 bar. Stationen var utrustad med sju pumpar med en sammanlagd installerad effekt på 1950 kW. Mätningar och analyser visade att det är möjligt att sänka trycket på kylvattnet under perioder när kylvatten har en temperatur under 10 °C, dvs. under cirka 6 månader per år.
 

Åtgärd 

Börvärdet för trycket ändrades till 3,8 bar vid kylvattentemperaturer under 10 °C och 4,5 bar vid vattentemperaturer över 10 °C.
 

Resultat

Elanvändningen i pumpstationen minskade med 10 % under perioden med sänkt börvärde. Detta medförde minskad elkostnad med 130 000 kronor per år.
 

Lönsamhet

Payoff-tiden var mindre än en månad. Diagrammet nedan visar hur effektbehovet beror av kylvattenflödet. Under mätperioden har olika kombinationer av pumpar körts. Som synes minskar eleffekten med cirka 220 kW vid en trycksänkning från 4,55 till 3,8 bar. Sänkning av kylvattentrycket vintertid.

Totala eleffektbehovet för pumpdrift vid olika trycknivåer

Kontakt: SSAB i Borlänge

Förändrat driftsätt av kylvattensystem

Beskrivning

För kylning av trådvalsverket, vid Fagersta Stainless AB i Fagersta kördes ett kylvatten med tillhörande reningsanläggning kontinuerligt vid trycket 5,4 bar. I systemet finns två s.k. filterpumpar som är varvtalsreglerade. Den ena körs vid konstant varv och den andra regleras så att trycket i utgående ledning är konstant. Dessutom finns en reservpump. Kylvattenflödets storlek beror av produktionen i verket och varierade mellan 150 m³/h när produktionen stod stilla och 700 m³/h vid full produktion.
 

Åtgärd

Driftsättet i reningsverk och filterpumpar har ändrats så att under alla stopp stängs ena pumpen av och den andra varvas ner så att trycket i systemet minskas till 3,8 bar.
 

Resultat

Denna förändring av driftsättet har minskat elenergin till systemet med 210 MWh.
 

Lönsamhet

Elenergin värderas till 0,5 kr/kWh vilket gör att besparingen är cirka 100 000 kr/år. Inga investeringar har gjorts utan endast en analys av driftsättet och nya driftinstruktioner till driftpersonalen. Payoff-tiden blir någon vecka.

Filterpumparna

Kontakt: Fagersta Stainless AB

Minskad varmhållning av bad där trådringar doppas

Beskrivning

Hos Fagersta Stainless AB i Fagersta finns bad där trådringar doppas för att skapa rätta förutsättningar för tråddragningen. Ett av baden (vikafil), som har en temperatur på 80 °C, används en gång per vecka under cirka tre timmar. Badet varmhölls tills nästa användning. Behållaren för badet är gjord av oisolerad plåt och har lock. Värmningen sker genom att ånga får kondensera i badet.
 

Åtgärd

Efter användningen stängs nu ångtillförseln och badet får svalna ner till cirka 20 °C vilket tar ungefär 40 timmar. Cirka fyra timmar före nästa användning öppnas ångtillförseln och badet värms till 80 °C.
 

Resultat

Avsvalning och uppvärmning i stället för varmhållning hela tiden har minskat ångtillförseln med 60 MWh. Ångan produceras i el-ångpannor.
 

Lönsamhet

Elenergin värderas till 0,5 kr/kWh vilket gör att besparingen är 30 000 kronor per år. Inga investeringar har gjorts utan endast en analys av driftsättet och nya instruktioner till driftpersonalen. Payoff-tiden blir någon vecka.

Vikafilbadet

Kontakt: Fagersta Stainless AB

Varvtalsreglering av rökgasfläktar

Beskrivning

I järnpulververket i Höganäs används rökgasfläktar för att hålla ett lämpligt undertryck i glödgningsugnarna så att rökgaserna evakueras. De två fläktarna som installerades 1971 var remdrivna och undertrycket reglerades manuellt med ledskenespjäll. I slutet av 1990-talet varvades fläktarna upp för att öka kapaciteten. Detta medförde att de två 130 kW elmotorerna måste bytas ut mot två 160 kW motorer.
 

Åtgärd

I samband med ombyggnader av kanalsystemet under 2005, som en del i ett spillvärmeprojekt, byttes de äldre fläktarna ut mot nya effektivare fläktar med direktdrift (160 kW motorer) och varvtalsreglering. Samtidigt installerades också en tredje fläkt, som reservfläkt, för ökad driftssäkerhet.
 

Resultat

Vid samma undertryck är eleffekten cirka 50 % lägre än med de gamla fläktarna. Den kontinuerliga och snabbare tryckregleringen gör det även möjligt att köra systemet med mindre säkerhetsmarginal på undertrycket. Detta minskade eleffekten med ytterligare ca. 20 %. Dvs. eleffekten har minskat med cirka 65 %. Nu är uttagen eleffekt från nätet 2 · 50 kW jämfört med 2 · 150 kW tidigare. Elanvändningen har minskat med cirka 1200 MWh/år, dvs. ungefär 0,5 miljoner kronor per år.
 

Lönsamhet

Projektet genomfördes som en nödvändig del av ett spillvärmeprojekt. Elkostnadsminskningen blev avsevärt större än förväntat och motsvarar en payoff-tid på cirka 3,5 år för fläktar och frekvensomriktare.
 

Kommentarer

Några faktorer som bidrar till minskningen av eleffekten är högre verkningsgrad på nya fläktarna, bättre reglering med varvtalsregleringen, direktdrift i stället för remdrift, strömningstekniskt bättre utformat kanalsystem m.m.

Fotografierna nedan visar fläktarna vid monteringen.

Kontakt: Höganäs AB                  

Ändrad styrning av en glödskals-spolningspump

Beskrivning

Före förparet i varmbandverket, hos Outokumpu i Avesta, används vatten med ett tryck på 100 bar för att spola bort glödskal från ämnen innan de går in förparet. Spolningen sker under cirka 5-15 sekunder per ämne. Vatten tas från älvvattensystemet och har ett ingående tryck, strax före högtryckspumpen, på cirka fem bar. Pumpmotorn är utrustad med frekvensomriktare men kördes vid 2500 varv per minut. Pumpen har en märkeffekt på 355 kW. Tillfälliga mätningar och loggningar under en veckas tid visade dels att pumpen var i drift kontinuerligt med ett genomsnittligt effektuttag på cirka 115 kW, dels att cirka 80 % av det trycksatta vattnet leddes till avlopp (via en ledning eftersom pumpen måste ha ett kylflöde för att inte börja koka när ingen glödskalsspolning sker) och 20 % användes vid glödskalsspolningen.
 

Åtgärd

Styrsystemet programmerades om så att pumpen startade strax innan ämnen kom fram till glödskalsspolningen och stängdes av efter glödskalsspolningen. En backventil byttes eftersom dess funktion bedömdes som osäker.
 

Resultat

Elanvändningen i pumpdriften minskade med cirka 80 %, vilket motsvarade cirka 200 000 kronor per år. Den förkortade drifttiden minskade underhållet på pumpen med uppskattningsvis 150 000 kronor per år. Det reaktiva effektuttaget minskade också.
 

Lönsamhet

Payoff-tiden var cirka 0,3 år.

Kontakt: Outokumpu, Avesta

Sänkt tryck i älvvattensystemet

Före åtgärd

En ny pumpstation för älvvatten, ÄPS, togs i drift under sommaren 2008. Den är utrustad med fyra identiska varvtalsreglerade pumpar. Den installerade motoreffekten är 4 · 802 kW. Pumpstationen har reglerats så att trycket på älvvattnet ut till nätet varit 5 bar.
 

Åtgärd

Trycket på utgående vatten har successivt sänkts till 3,4 bar genom att minska varvtalet på pumpar i drift. Det lägre trycket räcker för att kyla processerna när älvvattnet har låg temperatur, dvs. under hösten, vintern och våren. Under några sommarveckor när vattnet i älven är varmt och produktionen körs kan trycket behöva ökas något.

Åtgärder som varit nödvändiga för att kunna hålla trycket på 3,4 bar har varit:

• Ändring i PLC-program så att ventil SV 107 stänger/öppnar långsammare. Detta för att inte stora uttag av älvvatten ska ge upphov till snabba trycksänkningar i älvvattensystemet
  

• Ändrad tidskonstant, från fem sekunder till 20 för diesel 1, så att inte dieseldrivna pumpar startar vid korta trycksänkningar i älvvattensystemet. Presso-stater kalibrerade vid starttryck 2,5 bar för diesel 1 och 2,0 bar för diesel 2

Åtgärderna har inte krävt några investeringar utan endast mantid för mätningar, analyser och modifiering av styrprogram.
 

Resultat

Mätningar och analyser av tryck, flöden, varvtal och eleffekt till pumparna i ÄPS har visat att trycksänkningen lett till 185 kW lägre effektförbrukning i pumparna vid oförändrat älvvattenflöde ut på nätet. 
Elkostnadsbesparing: 185 kW · 8000 h/år · 0,6 kr/kWh = 890 000 kr/år.

Dessutom har driftförhållandena för pumparna förbättrats vilket leder till minskat slitage i pumparna.
 

Lönsamhet

Åtgärden omfattar endast ändringar i styrprogram. Mycket hög lönsamhet cirka 0,9 miljoner kronor per år.

Pumparna i älvvattenpumpstationen, ÄPS

Kontakt: Energi- och media, SSAB, Borlänge