AB Fortum Värme samägt med Stockholms stad, genomför flera investeringsprojekt ute vid Värtan. Som förberedelse för ökad biobränsleanvändning har man iordningsställt ett befintligt bergrum, som kommer att fungera som bränslelager. Nu kring årsskiftet ska en rökgaskondenseringsanläggning för de befintliga kolpannorna vara i full drift. Tack vare den kommer man att producera 50 - 55 MW ytterligare, förutom de 250 MW fjärrvärme som idag kommer från pannorna.
Två konsekventa linjer
I anläggningarna vid Värtan finns bland annat två stora pannor som eldas med kol. Varje pannlinje har nu kompletterats med var sin rökgaskondenseringslinje. Den konsekventa layouten med två linjer behålls alltså. Rökgaskondenseringen utvinner värme ut rökgaserna och överför värmen till returvattnet från fjärrvärmenätet. Rökgaserna har en temperatur på cirka 110 grader C när de kommer in till kondenseringsanläggningen. Fjärrvärmereturen är i allmänhet 40 – 48 grader C.
När rökgaserna kyls kan man tillgodogöra sig två typer av energi. Själva temperatursänkningen av gasfasen, gör att sensibelt värme kan utnyttjas. Kylningen gör också att vattenånga i rökgasen kondenserar, och det medger dessutom att frigjord ångbildningsvärme kan tas till vara.
Rökgaserna innehåller relativt mycket fukt. I KVV6:s två pannlinjer bereds bränslet genom att kolet mals, och sedan blandas med vatten och kalk, till en kolpasta. Denna har en fukthalt på 25 procent. Rökgaserna kommer sedan att få en fukthalt på 11 volymprocent.
Kylning i två steg
Eftersom fukthalten i rökgasen är relativt låg, måste värmeenergin utvinnas i två steg. I första steget värms returvattnet från fjärrvärmenätet. I andra steget får rökgaserna värma en lokal vattenkrets som är kopplad till värmepump. Denna överför sedan energin via värmeväxlare till utgående fjärrvärmevatten. Varje kondenseringslinje har alltså två kylare.
Kondenseringen har en vertikal layout med första kylaren överst. Rökgaserna kommer in upptill och flödar nedåt. Gaserna går inne i tuberna i kylarna. I första kylaren sker värmeöverföringen i ett antal pass där fjärrvärmevattnet passerar horisontellt. Rökgaserna fortsätter nedåt och i andra steget värmer de en lokal vattenkrets, som går till värmepump.
Det utfällda kondensatet fångas upp vid tubkylarnas utlopp nederst i rökgaskondenseringen. Tubkylarnas två utloppskammare är försedda med droppavskiljare. De tar hand om 98 procent av alla droppar som har en diameter större än 24 mikrometer. En del av kondensatet används för att spola rent inne i tuberna, kondensat pumpas från nedre kylarens botten till övre kylarens överdel. Överskottet av kondensat från botten går till särskild reningsanläggning.
Kondensatrening
Miljödomen som stipulerar villkoren för anläggningen, innefattar bland annat utsläppskrav för rökgaserna och för det kondensat som leds till recipient. Utrustningen för kondensatreningen är mycket omfattande. Kondensatet renas från bland annat partiklar, metaller och sura föroreningar. Reningen görs i sex steg:
• Mikrofilter
• Ultrafilter 1
• Ultrafilter 2
• Omvänd osmos
• Metallavskiljning
• Ammoniumavdrivning
Anläggningen för reningen av kondensatet är dimensionerad för 40 kubikmeter per timme. Leverantören av hela rökgaskondenseringsanläggningen lämnar garantivärden på det renade kondensatet. Partikelhalten är vid normala driftfall så låg att den inte är mätbar, men ett maxvärde är angivet för suspenderade ämnen på 8 milligram per liter. Övriga maxvärden är 1 mikrogram per liter för kadmium, 0.5 mikrogram per liter för kvicksilver och 12 milligram per liter för ammonium.
Leverantör av hela rökgaskondenseringsanläggningen inklusive bygg ovan platta, är Radscan Intervex. Värmepumparna levereras av schweiziska Friotherm Ag.
Enligt tidplan
När detta skrivs i mitten av november är bygget klart och nästan all utrustning på plats. Den ena av de två linjerna är klar med värmepump och kondensorer. Även den andra linjen får snart sin värmepump driftsatt.
– Snart kan vi alltså driftsätta båda linjerna och då följer fyra veckors provdrift, för att testa att anläggningen och alla dess komponenter fyller sin funktion, berättar Olof Nordin, platschef Värtaverket.
– Huvudleverantörerna Radscan Intervex och Friotherm utbildar vår personal. Bland annat lär de sig rökgaskondenseringsanläggningens styrsystem som har integrerats i vårt befintliga styrsystem. Pannorna inklusive kondenseringen sköts från Värtans centrala kontrollrum.
– Kondenseringsanläggningens koncept med värmepumpar som används för att överföra den energi som utvinns i sista steget, är nytt för oss, och här blir det särskilt intressant att följa funktion och prestanda. Annars har vi inom Fortum tidigare erfarenheter av de rökgaskondenseringsanläggningar som finns vid våra verk i Brista och Högdalen. Under förstudierna till projektet studerades dessutom lösningar på andra håll, avslutar Olof Nordin, platschef Värtaverket.
Matrisorganisation
Fortum har anlitat ALSA Kraft Värme Konsult AB för projektledningen. Företaget har svarat för upprättande av förfrågningsunderlag och kontraktsskrivning med andra konsulter, samt med entreprenörer och leverantörer. ALSA Kraft har därmed haft ansvaret för att projektorganisationen bemannats. Dessutom leder man hela projektet fram tills anläggningen är i ordinarie drift.
Projektorganisationen är indelad i tre discipliner, som är rökgaskondensering, värmepump och övrigt. Sedan finns tre arbetsområden, nämligen bygg, el och styr. Disciplinerna och arbetsområdena går in i varandra i en matrisorganisation.
– Vi har tidigare haft uppdrag åt Fortum och Stockholm Energi när det gäller kraftvärmeanläggningar, berättar Mats Andersson, anställd på ALSA Kraft Värme Konsult AB och ansvarig för disciplin rökgaskondensering. Bland annat har vi arbetat med panna 6 och panna 4 i Högdalenverket. Dessutom är företaget verksamt inom vattenkraftområdet, för närvarande åt andra energiaktörer.
– Den rökgaskondenseringsanläggning som nu byggs i Värtaverket karaktäriseras av sin storlek samt att den används för koleldade pannor. Den kommer absolut att bli en bra referensanläggning. Hittills har projektet gått mycket bra och det har redan producerats en del värme i anläggningen. Idag ser det lovande ut för fortsättningen, avslutar Mats Andersson, delprojektledare från ALSA Kraft Värme Konsult AB.