Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Småskalig elproduktion i Arvika
Karlstad University, Division for Engineering Sciences, Physics and Mathematics.
Karlstad University, Division for Engineering Sciences, Physics and Mathematics.
2006 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 15 points / 22,5 hpStudent thesis
Abstract [en]

Arvika Fjärrvärme AB, a district heating company from Arvika, today cover 74 % of their total energy production with biofuel wich runs a 16 MW bioler giving process water at saturated liquid state.

In recent years Vaporel AB has introduced a new tecnique that gives an external generation of steam after boilers. The concept is built on an adiabatic pressure drop of the saturated liquid in a so called Flashbox which makes a small part of the liquid to evaporate. The generated steam is lead into a turbine where electricity is in a conventional manner.

The purpose with this rapport was to do a basic study for the specific system at Arvika where it’s possible to see the potential production of electricity that follows an installation of a flasbox.

The final goal was to introduce an economic analysis of a flashox installation at given conditions.

To reach our goals we have created a model in Excel where we used the given conditions at Arvika Fjärrvärme to do our calculations. The model has been tested at three different states, of process water returning to potboiler, to be able to decide the optimal operation for the system at present.

The studies have resulted in a pressure of the processwater at 14,5 bar (at) and a pressuredrop to 9,5 bar (at) in the flashbox. The condenser pressure is set to 0,5 bar (at) what is equal to 81 ˚C. Energy to the district heating net is produced in the condenser and heat exchanger.

The result of our calculations clearly shows that to reach the highest turbine-efficiency as possible and gain the largest profit the highest process-waterflow possible should be used.

That means 70 kg/s after present conditions.

At the highest boiler efficiency the turbine will produce 694 kW. At this state the water that returns to the boiler will be at temperature 148 ˚C (14, 5 bar).

Totally during a year the production of electric energy could reach 2, 47 GWh/year. The energy used by the pumps will increase with 0,21 GWh over the year at that state.

Included all economic factors this will generate a profit of 0, 97 million (SEK)/year.

To make an installation of a flashbox system more profitable an increased generation of electricity have to be made. This could be done by an installation of new pumps to be able to run the process-water at a larger flow to increase the amount of steam made in the flashbox.

Abstract [sv]

Arvika fjärrvärme producerar idag 74% av sitt värmeunderlag via en hetvattenpanna som drivs med biobränsle och har en maxeffekt på 16 MW.

På senare år har företaget Vaporel AB introducerat en ny teknik på marknaden som ger en extern ångproduktion efter hetvattenpannor.

Konceptet är byggt på en trycksänkning som medför att delar av det mättade vattnet förångas efter att ha letts in i en så kallad flashbox. Efter flashboxen äntrar ångan en turbin där el produceras på konventionellt vis.

Syftet med denna rapport har varit att ta fram en grundläggande studie för Arvikas specifika system där det är möjligt att se den potentiella elproduktionen vid en flashboxinstallation.

Det slutgiltiga målet med rapporten har varit att kunna presentera en lönsamhetsbedömning för en flashboxinstallation vid givna driftfall.

För att kunna uppfylla uppsatta mål har en Excelmodell konstruerats där beräkningar utförts efter givna förutsättningar, detta utefter tre olika driftfall för att kunna fastställa den mest optimala driften för systemet i dagsläget.

Studierna har lett fram till att vi har kunnat fastställa ett maximalt tryck efter pannan på 14,5 bar (at) samt en trycksänkning över flashboxen till 9,5 bar. Kondensortryck efter turbinen har satts till 0,5 bar(a) vilket ger en kondensations temperatur motsvarande 81 ˚C. Energi till att värma fjärrvärmevattnet tas via kondensorn samt en värmeväxlare.

Resultatet av våra beräkningar visar tydligt att vi för att nå en så hög turbineffekt som möjligt och därmed en större lönsamhet skall ha ett så högt processvattenflöde som tillåts, enligt dagens förutsättningar 70 l/s.

Vid högsta panneffekten kommer turbinen att ge 694 kW, enligt Excelmodellen, vid en returtemperatur till pannan satt till 148 ˚C.

Sammanlagt under året, med Arvikas varaktighetsdiagram som grund, kommer vi att kunna producera 2,47 GWh el/år varav pumparna kommer att kräva 0,21 GWh el extra per år.

Med alla ekonomiska faktorer inräknade så kommer detta att ge en vinstkalkyl på 0,97 miljoner /år.

För att kunna göra dessa installationer lönsamma krävs att vi ökar elproduktionen och därmed den årliga vinsten, detta skulle kunna göras i och med installation av nya pumpar för att uppnå ett större flöde i pannkretsen.

Vidare bör en studie göras för att bedöma lönsamheten gällande en ombyggnad av rökgaskondenseringen för att kunna klara en större effekt och därmed kunna använda högre returtemperaturer till biopannan. Detta skulle generera ett högre genomsnittligt flöde över året.

Place, publisher, year, edition, pages
2006. , p. 32
Keywords [en]
flashbox, district heating, electric power production
Keywords [sv]
Elproduktion, fjärrvärme, flashbox
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-417OAI: oai:DiVA.org:kau-417DiVA, id: diva2:6071
Presentation
2006-06-03
Uppsok
teknik
Supervisors
Examiners
Available from: 2006-09-26 Created: 2006-09-26

Open Access in DiVA

fulltext(939 kB)1226 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 939 kBChecksum SHA-1
07bfe6127a5125454a22a2c5b7b01459db4948d552fc23c0a49f929cc50ad3d8bf66bc52
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Division for Engineering Sciences, Physics and Mathematics
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1226 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 752 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf