Utsug, filtrering och återföring av varm luft tillbaka till valsverket hos Outokumpu Stainless i Degerfors

Beskrivning

I valsverket i Degerfors finns ett förpar och färdigpar 2 och 3. Förparet har sedan tio år utsug och luften går via kassettfilter ut i det fria. Färdigparen saknade dammutsugningsutrustning vilket gjorde att stofthalten i lokalluften var 10-14 mg/m³ med övervägande delen metalloxider från valsningen. Personalen hade tydliga obehag av stoftet i luftvägarnas slemhinnor. Undertrycket i lokalen gjorde att utomhusluft tillfördes okontrollerat. Vintertid var temperaturen i lokalen mycket ojämnt – för varmt på några platser och för kallt på alldeles för många platser.
 

Åtgärd

Färdigparen 2 och 3 försågs under år 2006 med utsugningssystem bestående av huvar, luftkanaler och LJSK Sintercompact kassettfilter. Stoftinnehållet i luften efter filtret är nästan inte mätbar (<0,1 mg/m³) och därför återförs den filtrerade luften tillbaka till lokalen direkt, utan värmeväxling. Vintertid återförs hela luftflödet på 60 000 m³/h. Filtret är placerat i en tillbyggnad med en golvyta på cirka 35 m² och höjden sju meter.
 

Resultat

Stofthalten i lokalen har nu reducerats till 2-3 mg/m³ tack vare att huvarna effektivt fångar stoftet från själva valsningen och att luften som återförs är så ren. Resterande stofthalt i lokalluften beror främst på andra föroreningskällor i produktionen. Arbetsmiljön har blivit avsevärt bättre pga. mindre stoft i luften och högre och jämnare temperatur i lokalen vintertid.
 

Lönsamhet

Det går inte att i kronor värdera en avsevärt bättre arbetsmiljö. Investeringskostnaden begränsas genom att inget värmeåtervinningssystem behöver installeras. Personalen i valsverket och företagsledningen är mycket nöjda med installationen.

Utsug vid valspar

Underdel av filtret (under installation)

Det fortsatta arbetet

Det upplevdes att lokalen blev lite för varm ibland. Då förlängde man återluftröret till valsverket och ledde ett delflöde in till avdelningen bredvid. Den lokalen värms med oljeeldade varmluftspannor som fick lite hjälp.

Just nu håller man på med en liknande installation med ett stoftutsug efter en kallplaningsmaskin där man också tar tillbaka all luftvolym på samma sätt. Man har även vid nybyggnation av ställverk byggt så att spillvärmen från ställverken leds in i produktionslokaler under vintertid, och i ett fall tar man även tillbaka spillvärmen från transformatorer.

Kontakt: Outokumpu Stainless AB, Degerfors

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                  

Värmeåtervinning från trådkylningsbad

Beskrivning

Hos Fagersta Stainless AB i Fagersta tas trådringar på cirka två ton per styck. in i en ouppvärmd beredningshall. Efter beredningen värms ringarna till cirka 400 °C i elektriska ugnar i saltbadsanläggningen och kyls därefter i ett vattenbad på 13 m³. Tråden får genom värmningen och kylningen önskade egenskaper. Vattenbadet har en temperatur på cirka 70 °C. Om det blir varmare kyls det med kylvatten. Vattnet i badet rörs om genom att tryckluft blåses i badet.
 

Åtgärd

Ett värmeåtervinningssystem har installerats. Det pumpar varmt vatten från badet till en värmeväxlare, som värmer ett sekundärsystem, och åter till badet. Värmen i sekundärsystemet används dels för att ersätta fjärrvärme för uppvärmning av ventilationsluft i närliggande hallar och kontorslokaler, dels för att värma själva beredningshallen med hjälp av ett nytt rörsystem med aerotemprar (se fotografi nedan). Uppvärmningen av beredningshallen gör att trådringarna nu alltid har en temperatur på cirka 20 °C när de placeras i torkugnen. Förut kunde temperaturen på trådringarna vara många minusgrader under vintern. Omrörningen i vattenbadet sker nu genom att vattnet i badet pumpas till värmeväxlaren och åter till badet. Tryckluften för omrörningen behövs inte längre och har tagits bort.
 

Resultat

Värmen som återvinns från badet är cirka 200 MWh/år. Eltillförseln till torkugnen har minskat med cirka 100 MWh/år. Minskningen av elenergin till kompressorerna är cirka 49 MWh/år.
 

Lönsamhet

Värmen och elenergin värderas till 0,5 kr/kWh vilket gör att besparingen är 175 000 kronor. Investeringarna för åtgärderna uppgår till 300 000 kronor vilket ger en payoff-tid på 1,7 år. Dessutom har arbetsmiljön i beredningshallen blivit avsevärt bättre.

Beredningshallen med trådringar och aerotemprar på väggen

Kontakt: Fagersta Stainless 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

Ändrat driftsätt i torkugn

Beskrivning 

Hos Fagersta Stainless AB i Fagersta finns en elektriskt värmd torkugn. Ugnen ser ut som en stor låda med lock på. I ugnen finns fläktar för att få ugnsluften att cirkulera. I ugnen torkas och förvärms trådringar före doppning i saltbaden. Vid byte av trådringar i ugnen öppnas locket, torra varma ringar lyfts ut, nya ringar sätts in och locket läggs på igen.
 

Åtgärd

Man har ändrat driftsättet så att en stund innan trådringarna i ugnen ska bytas stängs värmeelementen och fläktar. Locket öppnas, byte av ringar sker och därefter sätts värmeelementen och fläktar på igen.
 

Resultat

Denna enkla förändring av driftsättet har minskat elenergin till värmeelement och fläktar med 48 MWh.
 

Lönsamhet

Elenergin värderas till 0,5 kr/kWh vilket gör att besparingen är 24 000 kronor per år. Inga investeringar har gjorts utan endast en analys av driftsättet och nya instruktioner till driftpersonalen. Payoff-tiden blir någon vecka.

Trådringar på väg ner i torkugnen

Kontakt: Fagersta Stainless AB

Energiåtervinning från avdragsånga

Före åtgärd

Vid beredning av matarvatten, högst upp i ångdomen, används ånga för att koka bort syret ur vattnet. Ångan, tillsammans med syret, leds ut ”över tak” på Energicentral 1. Detta innebär en stor energiförlust.
 

Åtgärd

I ångledningen upp mot taket har en strypskiva och några ventiler monterats. På detta sätt kan praktiskt taget all ånga ledas ner till en värmeväxlare som förvärmer matarvatten innan det strömmar in i ångdomen.
 

Resultat

Ångförlusten över tak minskade kraftigt och nästan all energi i avdragsångan används för förvärmningen. Åtgärden resulterade i minskade ångförluster med motsvarande en miljon kronor per år.
 

Lönsamhet

Kostnaden för åtgärderna i rörsystemet uppgick till cirka 20 000 kronor. Åtgärden har en mycket hög lönsamhet. Återbetalningstid cirka sju dagar.

Strypskiva och ventiler för energiåtervinning från avdragsånga

Kontakt: SSAB Borlänge

Förändring av driftsätt när regenereringen stoppas

Före åtgärd

Varje gång regenereringsanläggningen stoppas måste man köra s.k. vattendrift i fyra timmar för att få ner syrakoncentrationen i ledningarna. Detta dels för att förhindra kristallisering i ledningar, dels för att kunna göra ingrepp på ledningarna t.ex. rengöring. Vattendriften innebär att man kör in spolvatten som kommer från spolzonen där band spolas rena efter betningen. Eftersom spolvattnet innehåller en del klorider måste vattenkörningen pågå i fyra timmar innan kloridkoncentration i ledningar blivit tillräckligt låg. Under vattendriften förbrukas gasol för cirka 3500 kronor per timme.
 

Efter åtgärd

Älvvatten används nu istället för spolvatten. Detta har medfört att vattenkörningstiden minskat med en timme per stopp eftersom älvvattnet inte innehåller några klorider.
 

Resultat

Vid normal körning stoppas regenereringen två gånger i veckan dvs. totalt minskar tiden med vattenkörning två timmar per vecka.

Besparingen blir: 2 h/v · 49 v/år · 3500 kr/h =  343 000 kr/år.
 

Lönsamhet

Kostnaden för att koppla in älvvatten till regenereringen uppgick till cirka 50 000 kronor inklusive en enkel omprogrammering av styrsystemet. Kostnaden för älvvattnet som förbrukas vid vattenkörningen är 84 kronor per år. Det betyder att payoff-tiden för åtgärden är cirka sju veckor.

Kontakt: SSAB-Borlänge, Avd VSEE

HT systemet: nya ventiler

Före åtgärd

Högtryckssystemet (HT) i varmvalsverket trycksätter vatten till 160 bar med nio stycken HT-pumpar. Vattnet används för att spola bort glödskal från ämnesytor. Det måste alltid finnas ett visst flöde genom pumparna för att de inte ska haverera. Det finns därför speciella ventiler som ska leda vatten från HT-pumparna till avlopp när ingen spolning av ämnen sker. De gamla defekta ventilerna släppte vatten till avlopp även när ämnen spolades.
 

Efter åtgärd

Nya ventilerna stänger vattenflödet till avlopp när spolning av ämnen sker. Detta minskar vattenflödet genom pumparna. Detta gjorde det möjligt att minska antalet pumpar i drift från sju till sex stycken
 

Resultat

Eleffekten till HT-systemet minskade med cirka 430 kW vilket betyder minskade elkostnader med 1,7 miljoner kronor per år.
 

Lönsamhet

Inköp och byte av nio ventiler kostade cirka 0,6 miljoner kronor.
Payoff-tiden blev 0,6/1,7 = 0,35 år

En av HT-pumparna. Den nya ventilen är markerad.

Kontakt: SSAB, Borlänge

Inköp av vattenkylare

Före åtgärd

På grund av långa vattenledningar inne i fabriken var man tvungen att spola länge innan det kom kallt vatten i kranen. Därför stod kranen på dygnet runt året om för att få kallt vatten.
 

Efter åtgärd

Efter installation av vattenkylare så kunde man följaktligen stänga av den öppna kranen.
 

Resultat

Ständig tillgång till riktigt kallt vatten.
 

Lönsamhet

Flödet på den öppna kranen var 1,5 liter/minut vilket är 786 m³/år
Vi betalar idag 8 kr/m³ för Borlängevatten 786 m³/år · 8 = 6288 kr/år
Inköp av kylmaskin cirka 8000 kronor
Driftkostnaderna för kylmaskinen är cirka 210 kronor per år.
Med beräknad åtgång 10 liter per dygn så hamnar vattenkostnaden på cirka 30 kronor per år

Återbetalningstid 1,3 år

Kontakt: VSEE, SSAB-Borlänge

Konvertering från olja och gasol till flytande naturgas

Före åtgärd

Uddeholms AB nyttjade år 2011 totalt 8600 kbm olja och 6800 ton gasol för värmebehandling och värmning av produkter i 30-talet ugnar.
 

Åtgärd

Under en treårsperiod, 2011-2013, konverteras olje- och gasolberoendet till flytande naturgas (LNG). I maj 2012 startades den första ugnen och 2014 är alla ugnar konverterade.
 

Resultat

Genom konverteringen kombinerat med andra energieffektiviseringsåtgärder blev energibesparingen 25 GWh. Utsläppet av koldioxid minskas med 25 %. Stoftuppsläpp och svavelutsläpp från ugnarna har upphört helt. Naturgasprojektet har också minskat verksamhetens totala utsläpp av NOx med 50 %, främst beroende på modernisering av ugnar.
 

Lönsamhet

Energieffektiviteten höjs med moderniserade ugnar samtidigt som LNG är mer energieffektivt. Utsläppen av koldioxid minskar vilket minskar köp av utsläppsrätter.
Investeringen har en payoff-tid på fyra år.

Kontakt: Uddeholms AB

Ny belysning i produktionshallen

Före åtgärd

Belysningsanläggningen på Boxholm Stål bedömdes vara i behov av upprustning. Förångningen av emulsionerna vid tillverkning av kalldraget stångstål skapar en oljedimma som fastnar bl.a. på armaturerna i lokalen. Detta sänker effektivitetsgraden på belysningsanläggningen. Den ursprungliga anläggningen var utrustad med armaturer bestyckade med högtrycksnatrium (HPS) som har en gultonad färg samt låg färgåtergivningsförmåga.

Energiförbrukning innan åtgärd:

Energiåtgång innan bytet 72,22 kW · 225 dagar · 24 timmar = 389 988 kWh
 

Åtgärd

En ny anläggning utformades baserad på industriarmaturer och keramisk metallhalogen (CDM).

Energiförbrukning efter åtgärd:

Energiåtgång efter bytet: 55,04 kW · 255 dagar · 24 timmar = 297 216 kWh
 

Resultat

Besparing: 92 772 kWh vilket motsvarar cirka 24 %. Projektet har mottagits mycket väl av personalen och har påverkat både personalen och produktionen positivt. Tid för rengöring av armaturen har förkortats avsevärt.
 

Lönsamhet

Energikostnaden för belysningsanläggningen har minskats.

Ny belysning

Kontakt: Boxholm Stål AB

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

Utsug valsverk

Bakgrund

En utredning visade att utsuget till valsverk 205 var kraftigt överdimensionerat. Den påvisade även brister ur brandsäkerhetssynpunkt.
 

Före åtgärd

Utsuget som installerades 1961 hade tre utsugspunkter i by 91537, med skorsten i by 91605. Skedde ingen filtrering av oljerökgaserna på de 20 000 m³/h som ventilerades ut . Rökgaskanalen gick dessutom från en brandcell till en annan, utan brandspjäll där emellan. Ingen ny luft tillfördes heller by 91537 för att kompensera den utsugna luften.
 

Energibesparingsförslag

• Stäng av och ta bort det gamla utsuget
• Ersätt det med ett nytt aggregat med varmluftåtergivning och filterrening som är anpassat till ett valsverk
• Koppla utsuget vid oljereningen i källaren till samma aggregat
• Koppla även till smutstanken som idag saknar utsug till samma aggregat
• Lämna utrymmeskapacitet i det nya aggregatet för att suga cirka 4 000 m³/h i källaren för att inte förvärra miljön i källaren
   

Utförd åtgärd

Ett nytt utsug enligt ovan föreslagna punkter köptes in och monterades i by 91537 (bild 1). En ny rökgaskanal drogs i källaren. Oljeröken filtreras nu och sedan återförs luften till samma lokal igen (bild 2), medan oljan självdräneras från filtren och leds via ett rör till en tank i källaren (bild 4). Utsug vid båda spilltankarna i källaren har också anslutits till filtret (bild 3 & 4).
Den gamla rökgaskanalen som gick genom väggen till by 91605 har pluggats (bild 5).

Ett nytt utsug köptes in och monterades

Oljeröken filtreras nu och sedan återförs luften till samma lokal igen

Oljan självdräneras från filtren och leds via ett rör till en tank i källaren. Utsug vid båda spilltankarna i källaren har också anslutits till filtret

Efter åtgärd

Idag sugs 4000 m³/ h vid valsverket och 3000 m³/ h ut vid varje tank i källaren. Luften i valslokalen har blivit betydligt bättre efter installation. I källaren har utsugspunkterna placerats i anslutning till tankarna utan att montera anslutningsanordningar för att på så sätt försöka få bättre omrörning på luften i källaren totalt.
 

Eventuella åtgärder

• Eftersom man nu inte släpper ut luften utanför byggnaden så har man inga utsläpp till atmosfären.
• Man har inga värmeförluster (förutom sommartid).
• Brandcellen har åter säkerställts.
   

Eventuella nackdelar   

• Vid ett fläkthaveri finns ingen back-up för att skicka ut rökgaserna ur lokalen (saknades även tidigare)
   

Sammanfattning

Genom åtgärden har kostnaderna inte bara minskats genom att spara energi, utan synergieffekter i form av bättre arbetsmiljö samt bättre brandskydd har erhållits.
Fastän luften återförs till samma lokal uppstår en värmeförlust. Detta beror på att överskottet inte kan  tas tillvara på under sommartid utan då ventileras värmen ut via takutsuget.

Energibesparing kWh               950 454 kWh/år
Energibesparing kr                   475 227 kr/år
Investeringskostnad                 1 000 000 kronor
Payoff-tid                                   25 månader

Kontakt: Sandvik Materials Technology