Voimalaitoksen käytönaikaisen optimoinnin online-seurantatyökalun suunnitteleminen
Hytti, Matias (2015)
2015
Ympäristö- ja energiatekniikan koulutusohjelma
Luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2015-09-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201508261529
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201508261529
Tiivistelmä
Diplomityö on tehty yhteistyössä Metsä Boardin ja Hämeenkyrön Voiman kanssa. Työn tarkoituksena on ollut suunnitella helppolukuinen online-seurantatyökalu voimalaitoksen henkilökunnalle käytönaikaista optimointia varten. Työn kohteena on toiminut Hämeenkyrön Voiman CHP-voimalaitos Metsä Boardin kartonkitehtaan yhteydessä. Energiatehokkuuden jatkuvatoimisella seuraamisella pyritään vähentämään kasvihuonekaasujen määrää ja maksimoimaan polttoaineesta saatava hyöty. Online-seurantatyökalun perusteella voimalaitoksen käyttöhenkilökunta voi seurata voimalaitoksen energiatehokkuutta reaaliajassa eri toimintapisteissä ja reagoida välittömästi mahdollisiin epäkohtiin toiminnan optimoimiseksi.
Euroopan unionin asettamat energiatehokkuusdirektiivit määrittelevät vaatimukset voimalaitosten energiansäästötoimenpiteille ja päästöjen pienentämiselle. Suomessa velvotteiden toimeenpanoa edistetään energiatehokkuussopimusten avulla. Energiatehokkuustoimenpiteiden raportointi on oleellinen osa Suomen energiasäästön raportointia EU:lle.
Työ voidaan karkeasti jakaa kolmeen osa-alueeseen: teoriaosuuteen, online-seurantatyökalun suunnitteluprosessiin sekä käytännön toteutukseen. Teoriaosassa käydään läpi yleisellä tasolla höyryprosessia sekä tarkemmin Hämeenkyrön voimalaitoksella käytössä olevia leijupetikattilaa ja vastapaineturbiinia. Lisäksi pohditaan kiinteän polttoaineen vaikutusta energiatehokkuuteen sekä muita voimalaitoksen käytönaikaiseen optimointiin vaikuttavia osatekijöitä. Suunnitteluosuus sisältää tutkimusta lähtötietojen keräämisestä ja sopivien mittareiden valinnasta. Suunnittelu aloitettiin selvittämällä voimalaitoksen energiatehokkuuden kannalta tärkeimmät kohteet, joista otollisimmin käytönaikaiseen optimointiin soveltuvat valikoitiin mittareiksi. Mittareiden tulkinta pohjautuu historiadatan perusteella luotuihin referenssiarvoihin. Lopussa havainnollistetaan käytännön toteutusta automaatiojärjestelmään ohjelmoiduista seurantanäytöistä ja kootaan yhteen koejaksolla selville saadut johtopäätökset.
Euroopan unionin asettamat energiatehokkuusdirektiivit määrittelevät vaatimukset voimalaitosten energiansäästötoimenpiteille ja päästöjen pienentämiselle. Suomessa velvotteiden toimeenpanoa edistetään energiatehokkuussopimusten avulla. Energiatehokkuustoimenpiteiden raportointi on oleellinen osa Suomen energiasäästön raportointia EU:lle.
Työ voidaan karkeasti jakaa kolmeen osa-alueeseen: teoriaosuuteen, online-seurantatyökalun suunnitteluprosessiin sekä käytännön toteutukseen. Teoriaosassa käydään läpi yleisellä tasolla höyryprosessia sekä tarkemmin Hämeenkyrön voimalaitoksella käytössä olevia leijupetikattilaa ja vastapaineturbiinia. Lisäksi pohditaan kiinteän polttoaineen vaikutusta energiatehokkuuteen sekä muita voimalaitoksen käytönaikaiseen optimointiin vaikuttavia osatekijöitä. Suunnitteluosuus sisältää tutkimusta lähtötietojen keräämisestä ja sopivien mittareiden valinnasta. Suunnittelu aloitettiin selvittämällä voimalaitoksen energiatehokkuuden kannalta tärkeimmät kohteet, joista otollisimmin käytönaikaiseen optimointiin soveltuvat valikoitiin mittareiksi. Mittareiden tulkinta pohjautuu historiadatan perusteella luotuihin referenssiarvoihin. Lopussa havainnollistetaan käytännön toteutusta automaatiojärjestelmään ohjelmoiduista seurantanäytöistä ja kootaan yhteen koejaksolla selville saadut johtopäätökset.