AmbiSteam‑ånglösningen möjliggör att lågtempererade spillvärmeflöden kan utnyttjas som en del av bioindustrins befintliga ångsystem. Den värmepumpsbaserade lösningen minskar bränsleförbrukningen, sänker utsläppen och förbättrar anläggningens energieffektivitet.
Lågtempererad spillvärme hamnar ofta i skymundan i energisystemet
Bioindustrins energisystem har traditionellt optimerats kring högtemperaturprocesser och förbränningsbaserad ångproduktion.
De kontinuerliga processerna i fabrikerna kräver stora och stabila ångflöden, vilket gör ångproduktionens driftsäkerhet och körbarhet till centrala utgångspunkter i energianläggningens design.
Trots att branschen redan i stor utsträckning utnyttjar värmeåtervinning, uppstår systembegränsningar särskilt när spillvärmeflöden ligger på låg temperatur.
Direkta värmeöverföringslösningar kan bara ta tillvara en del av värmen som uppstår i processen. Därefter faller temperaturen till en nivå som inte längre har någon direkt användning i ång- eller processystemen.
”Dagens direktbaserade värmeåtervinningsmetoder kan typiskt ta vara på endast några tiotal procent av värmeinnehållet. Resten går förlorad”, säger Calefas Sales Manager Lari Heinonen.
Enligt Heinonen ligger här ett betydande energieffektiviseringspotential.
”Ett effektivare utnyttjande av lågtempererade spillvärmeflöden erbjuder en stor möjlighet att förbättra anläggningens energieffektivitet”, konstaterar han.
Temperaturerna avgör nyttjandegraden
Temperaturnivån på spillvärme från industriella processer varierar stort. Vid högre temperaturer kan värmen fortfarande överföras direkt till andra processer eller för förvärmning. Däremot skapas ofta ett blint område vid cirka 40–60 °C: mängden av värme är stor, men temperaturen är för låg för att kunna återföras till processen.
Just här förändrar ångvärmepumpstekniken logiken i energisystemet. AmbiSteam höjer temperaturen på lågtempererad spillvärme tillbaka till en nivå där den kan integreras i fabrikens ångsystem.
”Att utnyttja lågtempererade spillvärmeflöden är en av de största ännu delvis outnyttjade energieffektiviseringsmöjligheterna inom bioindustrin”, säger Heinonen.
AmbiSteam som en del av det befintliga ångsystemet
AmbiSteam bygger på Calefas SteamLevel®‑ångvärmepumpsteknologi, utvecklad specifikt för integrering i industriella ångsystem. Lösningen kompletterar bioindustrins ångproduktion genom att utnyttja processernas tidigare outnyttjade värmeflöden.
I AmbiSteam‑lösningen:
- lågtempererad spillvärme (t.ex. 40–70 °C) samlas in
- temperaturen höjs med hjälp av värmepumpen och vid behov ett integrerat MVR‑system
- den producerade ångan körs i fabrikens befintliga ångnätverk
AmbiSteam‑anläggningen kan producera processtång på över 5 bar, som kan användas direkt i industriprocesser utan behov av ändringar i slutanvändningen.
Fråga våra experter om AmbiSteam!
I stora fabriker kan ångbehovet uppgå till tiotals megawatt. Exempelvis förbrukar en enskild pappers‑ och kartongmaskin värme på flera tiotals megawatt.
”AmbiSteam integreras som en del av det befintliga energisystemet och producerar den ånga som processerna behöver mer energieffektivt än tidigare”, säger Heinonen.
Exempel: Värmebalans i torksektionen hos en kartongmaskin
- Produktion: 50 t/h
- Avdunstat vatten i torksektion: 15 kg H₂O/s
- Specifik ångförbrukning per avdunstat vatten: 1,2 kg ånga/kg H₂O
- Ångförbrukning: 18 kg ånga/s
- Ångeffekt: 41 MW
- Verkningsgrad värmeåtervinning: 30 %
- Värmeeffekt ut: 28 MW
- Årlig värmeenergi ut (8000 h/a): 226 800 MWh/a
- Värmepris: 50 €/MWh
- Kostnad för bortkastad energi: 11 M€/a
AmbiSteams roll i stora ångsystem
Det bästa teknisk‑ekonomiska resultatet nås när värmeåtervinningsprojektet planeras med hänsyn till de kringliggande processerna, deras temperaturer och energibalans.
Eftersom värmepumpens verkningsgrad beror på temperaturdifferensen mellan spillvärmen och den producerade värmen, är integreringen i systemet avgörande.
Den högsta verkningsgraden uppnås när värmepumpsystemet, utöver ångproduktion, används även för lägre temperaturbehov exempelvis processvatten eller tilluft för torkprocesser.
Spillvärmens temperatur (vätska), °C | 50 | 60 |
|---|---|---|
COP (ånga +140 °C; 2,6 bar(g) + uppvärmning) | 3,3 | 4,1 |
Elpris, €/MWh | 60 | 60 |
Värmeenergipris med värmepump €/MWh | 18 | 15 |
COP (ånga +160 °C; 5,2 bar(g) + uppvärmning) | 2,9 | 3,6 |
Elpris, €/MWh | 60 | 60 |
Värmeenergipris med värmepump €/MWh | 20 | 16 |
”Ju högre ångtryck som krävs, desto mer elförbrukning. Vi analyserar alltid fallspecifikt hur vi bäst optimerar värmepumpsystemet för ångproduktion. Spillvärmebaserad ånga är dock nästan alltid betydligt billigare än förbränningsbaserad ånga”, säger Heinonen.
Calefas första industriella ångvärmepump tas i drift i en skogsindustrifabrik i april. Lösningen bygger på den avancerade SteamLevel®‑teknologin och producerar ånga direkt till kundens ånglinje.
Bioindustrins energibalans i förändring
Tidigare energisjälvförsörjande system granskas nu i ett nytt ljus när nya användningsområden hittas för biomassefraktioner som lignin. Detta öppnar fler möjligheter för spillvärmelösningar såsom AmbiSteam.
Inom massaindustrin skulle till exempel CO₂‑infångning eller vidareförädling av lignin förändra fabriksenergisystemen betydligt.
”CO₂‑infångning skulle öka både värme‑ och kylbehov samt användningen av lågtrycksånga. Dessa behov kan hanteras effektivt med AmbiSteam” Heinonen konstaterar.
AmbiSteam erbjuder ett sätt att återföra lågtempererad värme från bioindustrins processer tillbaka i form av ånga även i framtiden. Därmed balanseras föränderliga energibalanser utan behov av ökad förbränningsbaserad produktion.
En lösning för att utveckla ångproduktionen i bioindustrin
Vill du utvärdera hur AmbiSteam kan stödja anläggningens energibalans och optimera ångproduktionen nu och i framtiden?
Utforska AmbiSteam‑lösningen och tala med våra experter om en inledande kartläggning.
Kontakt:
Lari Heinonen
Sales manager
+358 40 523 8591
lari.heinonen@calefa.fi