Kylsystem för löprännor

Transkript

1 Rapport Markus Vickman, Peder Lundström Projektansvarig Datum Markus Vickman, Peder Lundström Handledare Mathias Dahlbäck

2 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Sammanfattning Vi hade ett allvarligt tillbud i juni 2014 där ett läckage i en löpränna uppstod och vatten sprutade in i pannan. Därför har vi med stöd av Sodahuskommitténs rekommendationer beskrivit hur ett säkert kylsystem för löprännor bör vara utformat. Vi redogör för Domsjö fabrikers nuvarande kylsystem och två vanliga kylsystem på marknaden. Det beskrivs också hur dessa system lever upp till Sodahuskommitténs rekommendationer. Rapporten avslutas med en diskussion om hur Domsjö fabriker kan lösa den här säkerhetsbristen.

3 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Innehåll Sammanfattning... 2 Problemdefinition... 4 Mål... 4 Avgränsningar... 5 Tidplan... 5 Fakta insamling... 6 Läckage löpränna... 6 Ett säkert kylsystem... 8 Domsjö fabrikers nuvarande kylsystem... 9 Klarar Domsjö rekommendationerna?... 9 Andritz Klarar Andritz rekommendationerna? Valmet Klarar Valmet rekommendationerna? Diskussion Slutsats Bilaga(1)- Rekommendationer från Sodahuskommittén Bilaga(2)- Valmet kylsystem Bilaga(3)- Andritz kylsystem... 15

4 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Problemdefinition Domsjö Fabrikers kylsystem för löprännor på sodapanna 8 och sodapanna 9 följer inte rekommendationerna från Sodahuskommittén. Vi hade ett allvarligt tillbud i juni 2014 där ett läckage i en löpränna uppstod och vatten sprutade in i pannan. Detta skulle troligtvis inte kunna ha skett om kylsystemet varit utformat enligt Sodahuskommitténs rekommendationer. En vattensamling kan bildas när en läcka på löprännan är in mot pannan. I sådant fall kan en smälta/vatten-explosion ske som i värsta fall leder till en pannexplosion. Mål Beskriva olika kylsystem för löprännor och jämföra dem mot Sodahuskommitténs rekommendationer. Målet är att kunna använda resultatet av rapporten för att besluta hur vi ska få en säkrare kyllösning. Om det blir aktuellt så kan rapporten användas som stöd för att äska pengar till ombyggnation av kylsystemen nästa år.

5 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Avgränsningar Arbetet är avgränsat till 10 arbetsdagar. Endast 2 leverantörers lösningar. Inte aktuellt att begära in offerter. Deadline Tidplan

6 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Fakta insamling

7 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Läckage löpränna Den sjuttonde juni 2014 upptäcktes ett vattenläckage på en löpränna på en av Domsjös sodapannor. Vattnet sprutade in mot bädden men vad man kunde se så följde vattnet med smältan ut i löprännorna igen. Det gjordes en kontrollerad nedeldning. Efter några timmar gick det inte att hålla löphålet öppet längre. Då gick det inte längre att se vart vattnet tog vägen och kylvattnet byttes ut mot ånga. Löprännornas övre halva var i kolstål medan den nedre var påsvetsad med rostfritt stål. Inspectas rapport visar att godsförtunningen är mycket större på kolstålet än på det rostfriastålet. De gav också en rekommendation om att hela ytan som är exponerad in emot pannan bör vara påsvetsad med rostfritt stål. Det skulle minska korrosionshastigheten. Löprännorna byttes enligt rekommendationen på båda pannorna tjugotredje augusti 2014 med gott resultat.

8 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Ett säkert kylsystem Sodahuskommittén skriver i sina rekommendationer om vad ett säkert kylsystem för löprännor ska innehålla.(1) Det ska vara undertryck eller ett väldigt lågt övertryck på vattnet i kylmantlarna för löprännorna. Ventiler får endast finnas i utloppsledningarna från löprännorna om de blir låsta i öppet läge under drift. Systemet bör innefatta en högt placerad reservvattentank. Reservvattentanken ska automatiskt förse löprännorna med kylvatten vid bortfall av ordinarie kylvatten. Rekommendationerna täcker även några givare och larm för löprännornas kylvatten. Givare för ingående flöde, ingående temperatur samt utgående temperatur bör finnas för alla löprännor. Om det är undertryck i löprännar bör även konduktivitetsmätning finnas efter varje löpränna. Larm bör finnas på lågt kylvattenflöde och på hög- och lågkylvattentemperatur. Vattentrycket i löprännorna ska gå att se lokalt ute vid löprännorna. I rekommendationerna står det också om två sätt att övervaka smältaflödet på löprännorna. Det ena är att räkna ut temperaturskillnaden mellan ingående och utgående kylvatten. Med den metoden ska man ha larm för låg temperaturskillnad. Den andra metoden är att övervaka löprännorna med kamera eller IR-kamera.

9 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Domsjö fabrikers nuvarande kylsystem Råvatten pumpas från Moälven till råvattenstammen. Där fördelas vattnet och en ledning går till löprännorna. Om avdelningen tappar tillförsel av råvatten så går det att koppla på vatten på klokopplingar innan löprännorna. Men ännu bättre så går det att manuellt lägga om och köra vatten från Hamptjärn på råvattenstammen. Hamptjärn ligger högre upp än fabriken så vattnet självrinner. Temperaturen mäts och trendas på utgående vatten från löprännorna. Klarar Domsjö rekommendationerna? Vid bortfall av kylvatten kan en reservreservoar(hamptjärn) anslutas. Funktionen som saknas är att reservvattnet ska kopplas in automatiskt. Medan i Domsjös fall så måste ventiler öppnas manuellt. Det finns temperaturgivare och larm på högtemperatur på utgående kylvatten. Men det saknas givare för flöde och temperatur på ingående kylvatten. Det råder övertryck i löprännorna och det har bevisats att vatten kan spruta in i pannan. Eftersom det varken finns kamera eller differenstemperatur för löprännorna så kan inte smälta flödet på löprännorna övervakas.

10 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Andritz Lösningen som beskrivs här är från en ritning av ett kylsystem som Andritz byggt.(3) Kylsystemet bygger på två vattenslingor och en kylvattentank där samma vatten används och cirkulerar. Det ingår även en reservvattentank. Kylvattentanken är på 1m3. Tanken har ett öppet bredavlopp i toppen och är därför alltid trycklös. Första slingan går från kylvattentanken och innehåller två pumpar där ena pumpen är reserv. Det är i den här slingan temperaturstyrningen sitter och vattnet kyls där med hjälp av en värmeväxlare. Här finns den viktiga konduktivitetsmätningen som finns för att upptäcka läckor i det slutna kylsystemet. Innan slingan går tillbaka in i kylvattentanken sitter 1 ejektor per löpränna. Man kan säga att pumparna driver ejektorerna som skapar ett undertryck i löprännorna som sitter i den andra slingan. Andra slingan innehåller flödes- och temperaturmätning. Vattnet går från kylvattentanken in i löprännornas kylmantlar. Därifrån fortsätter vattnet till ejektorerna som sitter i första slingan. Det är ejektorerna som gör att det uppstår cirkulation i andra slingan. Här blandas vattnet från båda slingorna och vattnet rinner ut i kylvattentanken. Det finns också en viktig reservvattentank som vid exempelvis strömavbrott tillför kylvatten till löprännorna. Reservvattentanken är placerad högre upp än löprännorna så att vattnet kan självrinna. Reservtanken brukar vara 50m3 eller större. Klarar Andritz rekommendationerna? Det här systemet möter rekommendationerna väldigt bra. Det man måste tänka på är att handventilerna på utloppsledningarna måste vara låsta i öppet läge under drift. Här används endast en tempgivare på ingående kylvatten för alla löprännor. Vilket inte är helt i enighet med rekommendationerna.

11 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Valmet Det här är ett slutet kylsystemet som består av en kylslinga med kylvattentank och en reservvattentank. Observera att Valmet inte gav ut någon ritning, utan endast en idébild.(2) Vattnet går ifrån kylvattentanken via två pumpar, varav en är reserv. Därefter pumpas vattnet igenom en värmeväxlare som kyler vattnet. Vattnet går till sist igenom löprännans kylmantel och tillbaka till kylvattentanken. I kylslingan sitter innan löprännan en tryck- och en flödesindikator och efter sitter en temperaturindikator. Reservvattentanken är placerad ovanför löprännorna så att vattnet kan rinna med hjälp av gravitationskraften. Klarar Valmet rekommendationerna? Det ser inte ut att finnas temperaturgivare på ingående kylvatten. Vi tycker inte att det framgår hur undertrycket uppstår, men Valmet har försäkrat mig om att det är undertryck i kylmanteln. I sådant fall saknas konduktivitetsmätning.

12 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Diskussion Vad man tydligt kan se är stora skillnader mellan Domsjös nuvarande kylsystem och de andra två alternativen. Systemet lever nästan inte upp till någon rekommendation från Sodahuskommittén. Fördelar är att det är billigt att behålla och nästan är underhållsfritt. Vi såg att kylningen höll löprännan kall trots läckaget. Förutom det finns inget positivt att nämna då det är osäkrare än alternativen och inte klarar några rekommendationer. Kan man förbättra nuvarande system tillsvidare om det dröjer innan ett nytt system beställs? Förbättringar som kan vara av intresse i nuvarande system är: En gemensam tempgivare för ingående kylvatten så att differenstemperatur kan mätas. Flödesmätare på kylvatten. Kameror för löprännorna så det syns hur det rinner ur pannorna. Ventiler så att Hamptjärnsvattnet automatisk går in vid tryckbortfall på råvattenstammen. Kontakten med Andritz har varit lättsam och deras lösning möter bäst rekommendationerna från Sodahuskommittén. Valmet upprepar att deras system arbetar i undertryck, men vi är osäkra på om idébilden vi utgick ifrån ger en korrekt bild av Valmets lösning. För i så fall saknas även konduktivitetsmätning och temperatur på utgående kylvatten. Men det borde ändå inte vara svårt att välja till extra givare. Valmet ska återkomma med mer information om deras kylsystem. Det är möjligt att använda vatten från Hamptjärn som reservvatten istället för en tank. Slutsats Risken för läckage är mycket lägre med rostfritt stål in mot pannan på löprännorna. Men vi borde ändå skaffa ett kylsystem som är säkert även vid läckage. Det nya systemet borde använda Hamptjärn som reservoar för reservvattnet. Då sparar Domsjö fabriker pengar, men även det utrymme i lokalen som en stor reservvattentank hade tagit upp. Vi väntar på mer information ifrån Valmet, men Andritz är det bästa och säkraste valet med informationen vi har till hands. Oavsett så bör offerter inskaffas från fler än en leverantör, där man också bör nämna att man vill använda Hamptjärn som nödkylning. Det vi tar vidare från rapporten är en frågeställning om Domsjö borde förbättra nuvarande kylsystem i väntan på ett nytt?

13 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Bilaga(1)- Rekommendationer från Sodahuskommittén Citat 7.3 Kylsystem för löprännor Kylvattensystemet för löprännorna skall utformas så att nämnvärt övertryck i kylmantlarna inte kan uppstå. Ventiler bör helst inte finnas i utloppsledningarna från kylmantlarna. Skulle ventiler dock finnas, skall de vara låsta i öppet läge under drift. Vid bortfall av kylvatten skall löprännorna automatiskt förses med kylvatten från en högt placerad reservvattentank. Sida 15 av 24 Sodahuskommittén Rekommendation Nr B1 o I varje vattenledning till löprännorna skall det finnas en flödesmätare med larmfunktion för lågt flöde. o Vattentrycket i varje löpränna skall indikeras lokalt. o Kylvattnets konduktivitet efter varje löpränna med undertryck bör registreras. o Kylvattnets ingående temperatur, liksom dess temperatur efter varje löpränna, bör registreras och larm ges för hög och låg vattentemperatur o Smältaflödet i löprännorna bör övervakas enligt rekommendation B 4, kapitel Övervakning av smältaflödet Smältaflödet i rännorna bör övervakas genom att mäta temperaturdifferensen mellan in och utgående kylvatten, med larm för låg differenstemperatur. Alternativt kan smältaflödet i rännorna övervakas med TV-kamera eller genom mätning av smältatemperaturen med IRkamera.

14 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Bilaga(2)- Valmet kylsystem

15 Markus Vickman, Peder Lundström (15) Bilaga(3)- Andritz kylsystem