Energi- och spillvärmekartläggning samt återvinning av spillvärme i gjuteriverksamhet

• Main Author: Lövenhamn, Amanda
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Karlstads universitet, Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap (from 2013) 2014
• Subjects: Energi; spillvärme; Gjuteri
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kau:diva-33530

Energianvändningen i världen ökar på grund av ökad befolkningstillväxt och industrialisering. En av de viktigaste nycklarna för att bromsa den rådande utvecklingen är att genomföra energieffektivisering, främst inom industrisektorn där det ofta finns outnyttjad energi som skulle kunna återanvändas med hjälp av ny teknik.Valmet AB är ett företag som nyligen köpt ett gjuteri av ett konkursdrabbat företag. Köpet var tvunget då deras verksamhet är beroende av unika delar som gjuteriet producerar. Valmet AB, som profilerar sig som ett företag med energi- och miljöfrågor i fokus, vill undersöka om den nya verksamheten går att energieffektivisera.Smältning av metall är energikrävande och därför har gjuteriet ett stort energibehov smtidigt har de flera processer som genererar spillvärme. Första delen av arbetet syftar till att visa hur mycket och vilken sorts energi som gjuteriet använder samt hur elbehovet fördelas mellan olika processer. I andra delen kartläggs gjuteriets spillvärmeflöden och i sista delen behandlas olika fall av värmeåtervinning utav spillvärme.Energikartläggningen visade att gjuteriet använder flera olika energislag men att el är det dominerande. Av det totala energibehovet är 81 % el, vilket är ungefär samma resultat som har erhållits i tidigare kartläggningar som gjorts hos andra gjuterier i Sverige. Smältugnarna har det största elbehovet vilket också har pekats ut som den mest elkrävande processen i tidigare arbeten.Spillvärmekartläggningen påvisar tre intressanta spillvärmeflöden. Det ena är ett spillvattenflöde från ugnarnas kylsystem och de andra två är de luftflöden som värms upp då gods och sand svalnar. Det flöde som valdes att gå vidare med var kylvattenflödena från smältugnarna. Temperaturen på returvattnet från ugnarna varierar mellan 25 och 0°C. Den låga temperaturen gör att det betraktas som lågvärdig spillvärme. Med denna spillvärme kan vatten som har en lägre temperatur förvärma exempelvis duschvatten och radiatorvatten. Förvärmning av inkommande ventilationsluft är också ett alternativ. Det sistnämnda alternativet väljs ut och studeras utifrån energisparande ekonomiskt och miljömässigt perspektiv.Genom att värma ingående luft med hjälp av ett spillvärmebatteri som drivs av vattnet från de två kylsystemen ifrån ugnarna kan temperaturen på ingående luft i snitt höjas 5-25°C. Detta gör att det befintliga fjärrvärmebatteriet inte behöver värma luften lika mycket. Valmet AB sparar 648 000 SEK varje år vid installation av ett spillvärmebatteri samtidigt som fjärrvärmeleverantörerna kommer att minska sin bränsleenergianvändning med 9500 kWh per dygn. === Energy consumption is increasing worldwide due to population growth and industrialization. To slow down the current trend it is important to implement energy efficiency.Valmet AB is a company that recently bought a foundry of a bankrupt company. It was necessary because the company relies on a unique part that the foundry produces. Valmet AB, which is a company with energy and environmental issues in focus, wants to investigate whether the foundry can be more energy efficient or not.Melting of metal is an energy intensive process and therefore a large energy supply is needed, but at the same time they have several processes that generate waste heat. The first part of this work is meant to show how much and what kind of energy that the foundry uses and how the electricity use is distributed among different processes. The second part is about identifying waste heat flows and the last part deals with various cases of heat recovery of waste heat.The mapping shows that the foundry uses several different types of energy but electricity is the dominant. 81% of the total energy is electricity, which is the same result obtained in previous surveys conducted in other foundries in Sweden. The process that has the greatest electricity use is the melting furnaces, which has also been identified in previous work as the most demanding electrical process.Waste heat mapping shows three interesting waste heat streams. One is a waste water flow from the furnace cooling system and the other two are the air that is heated as castings and sand cools. The cooling water from the melting furnaces was selected as the most interesting flow. The temperature of the water returning from the ovens varies between 25 and 0°C. The low temperature means that it is regarded as low-grade waste heatThis waste heat can preheat water flows that have a lower temperature such as shower water and radiator water. Preheating the incoming ventilation air is also an option. The last option was chosen and was examined from an energy saving, economic and environmental perspective.By heating the incoming air with a waste heat battery, operated by the two cooling systems from the furnace, the temperature of the inlet air rate increased 5-25°C / hour. The result is that the existing district heat battery does not need to heat the air as much as before. Valmet AB saves 648 000 SEK every year with installation of a waste heat battery, while the fuel energy use of the original battery will be reduced with 9500 kWh per year.