Saattolämmitysten optimointi ja kunnonvalvonnan kehitys
Mykkänen, Sampo (2025)
2025
Energiamurroksen DI-ohjelma - Master’s Programme in Energy Transition
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2025-06-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202506026562
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202506026562
Tiivistelmä
Sähkösaattolämmitysjärjestelmän tarkoituksena on lämpöhäviöiden korvaaminen, lämpötilan ylläpito ja tarvittaessa lämpötilan nosto, joiden avulla toimintavarmuutta saadaan kasvatettua ilman prosessin jäätymisriskiä. Prosessiteollisuudessa lämmitettävien kohteiden, kuten putkistojen ja säiliöiden kuljettamat aineet vaihtelevat fyysisiltä ominaisuuksiltaan laajasti. Lämpöhäviöiden määrittelyn hankaluuden takia instrumenttikohteissa on mahdollista liiallinen lämmitysteho, joka saattaa aiheuttaa mittaustarkkuuden heikentymistä. Saattolämmitysjärjestelmän hoitaessa kaikki lämmitettävät kohteet kasvavat sen vaikutukset toimintavarmuuden ylläpidossa. Vikaantuneen lämmityskaapelin vaikutus jäätymistapauksessa prosessiteollisuudessa tarkoittaa yleensä prosessin keskeytystä sekä alas ajamista, joka on taloudellisesti todella kallista.
Tässä työssä tarkasteltiin ulkoilman perusteella kytkettävien saattolämmityksien ohjaustavan muuttamista tehoelektroniikalla toimivaksi portaattomaksi ohjaukseksi case-tarkasteluna. Lisäksi työssä tarkasteltiin case-tarkasteluna ennakoivan kunnossapidon parantamista saattolämmitysjärjestelmästä, jotta vikaantuneet, heikosti lämmittävät ja ikääntyneet saattolämmityskaapelit kyetään tunnistamaan. Ohjaustavan muutoksen case-tarkastelun perusteella toteutettiin portaaton ohjausratkaisu, jonka avulla mittaustarkkuuden parantamisen lisäksi sähköenergiaa kyettiin säästämään. Pelkästään sähköenergian säästön kannalta investointi ei ollut kuitenkaan kannattava. Ennakoivan kunnossapidon case-tarkastelun perusteella kyettiin suunnittelemaan uuden modernin mittausjärjestelmän lisäys olemassa olevan järjestelmän rinnalle. Vaikka uuden mittajärjestelmän asennukset viivästyivät luotiin työssä ohjeistus, jonka pohjalta virranmittauksien perusteella saattolämmityskaapeleiden ennakoivaa kunnonvalvontaa voidaan parantaa. Ohjeistuksessa käydään läpi, kuinka saattolämmityskaapelin virrankulutuksen perusteella vikaantuneet, heikosti lämmittävät ja ikääntyneet kaapelit voidaan tunnistaa eri kaapelityypeillä.
Tässä työssä tarkasteltiin ulkoilman perusteella kytkettävien saattolämmityksien ohjaustavan muuttamista tehoelektroniikalla toimivaksi portaattomaksi ohjaukseksi case-tarkasteluna. Lisäksi työssä tarkasteltiin case-tarkasteluna ennakoivan kunnossapidon parantamista saattolämmitysjärjestelmästä, jotta vikaantuneet, heikosti lämmittävät ja ikääntyneet saattolämmityskaapelit kyetään tunnistamaan. Ohjaustavan muutoksen case-tarkastelun perusteella toteutettiin portaaton ohjausratkaisu, jonka avulla mittaustarkkuuden parantamisen lisäksi sähköenergiaa kyettiin säästämään. Pelkästään sähköenergian säästön kannalta investointi ei ollut kuitenkaan kannattava. Ennakoivan kunnossapidon case-tarkastelun perusteella kyettiin suunnittelemaan uuden modernin mittausjärjestelmän lisäys olemassa olevan järjestelmän rinnalle. Vaikka uuden mittajärjestelmän asennukset viivästyivät luotiin työssä ohjeistus, jonka pohjalta virranmittauksien perusteella saattolämmityskaapeleiden ennakoivaa kunnonvalvontaa voidaan parantaa. Ohjeistuksessa käydään läpi, kuinka saattolämmityskaapelin virrankulutuksen perusteella vikaantuneet, heikosti lämmittävät ja ikääntyneet kaapelit voidaan tunnistaa eri kaapelityypeillä.