6.1 Ånga

Inom många verk finns ångsystem som täcker stora delar av verksområdet. Ångan används till exempel för att värma lokaler via ångaerotemprar, för att värma betbad et cetera, och för att producera hetvatten till mindre lokala värmenät inom delar av ett verk. Dessutom används ånga för att åstadkomma vakuum, med så kallade strålpumpar, som behövs i stålverket för att avgasa flytande stål. Denna vakuumframställning, som kanske svarar för mindre än 10 % av den totala ångförbrukningen, är normalt den enda ångförbrukning som inte kan ersättas med hetvatten eller annan energi.

Ångan produceras i en eller flera bränsleeldade ångpannor. Även elångpannor kan förekomma. Inom flera svenska verk finns även avgaspannor, efter till exempel värmugnar och LD-konvertrar, som producerar ånga. Ångsystem inom verken arbetar med så kallad mättad ånga vid måttliga tryck, upp till cirka 10-40 bar och temperaturer på cirka 180-250°C.

Anmärkning: Ångsystem i kraftverk har tryck upp till cirka 200 bar och temperaturer upp mot 600°C.

• Matarvattenpump som pumpar upp matarvattnet till panntrycket.
• Ekonomiser som förvärmer inkommande matarvatten med avgasenergi.
• Värmeupptagande ytor i pannan – väggar av vattenkylda rör i vilka ånga produceras.
• Ångdom, som dels är en vätskebehållare där matarvatten tas in i pannan, dels ett kärl där den genererade ångan separeras från pannvattnet

Ångan distribueras i rör ut till ångförbrukarna. När ångan avger värme kondenserar den och blir vatten vid mättnadstemperaturen, 100-150°C. Detta vatten kallas kondensat och borde ur energisynpunkt återföras till ångpannan för att åter kokas till ånga. I svenska verk återförs dock endast en mindre del av kondensatet och merparten går ner i avloppet.

Verkningsgraden för en ångpanna kan ligga mellan 60 och 90 %. Ångsystemet har ofta relativt stora förluster genom värmeförluster från heta ångledningar och genom kondensatförlusterna.

Av det bränsle som tillförs ångpannan under ett år kanske inte mer än hälften blir nyttig värme, resten blir förluster. Under vår, sommar och höst, när ångbehovet är litet, går ångpannan på låg last och därmed dålig verkningsgrad, och de totala förlusterna kan uppgå till hela 70-90 % av tillförd energi i bränslet.

Ånga kan alltså vid ogynnsamma driftförhållanden och systemutformningar vara ett mycket dyrt medium.