Turpeen keruukoneiden pölyämisen hallinta vesisumulla

Abstract

Turpeen tuotanto on Suomessa tarkkaan säädeltyä ja luvanvaraista toimintaa, joka vaatii ympäristöluvan. Ympäristöluvassa säädetään esimerkiksi rajoituksia pölyämistä aiheuttavalle toiminnalle, jos työmaan läheisyydessä sijaitsee asutusta tai pölyämisestä katsotaan olevan muuta haittaa. Nykyaikaisten turpeenkeruukoneiden pölypäästöt ovat yleisesti pienempiä, kuin vanhojen mallien pölypäästöt. Vapo Oy haluaa vähentää entisestään turvetuotannosta aiheutuvaa pölyämistä ongelmallisiksi koetuilla tuotantoalueilla ja on sen vuoksi kehittänyt veden korkeapainesumutukseen perustuvan pölynhallintajärjestelmän, jolla pystytään vaikuttamaan pölypäästöihin. Tässä opinnäytetyössä keskitytään kyseisen pölynhallintajärjestelmän testaamiseen mekaanisessa kokoojavaunussa ja sivutaan myös sen toimintaa imukokoojavaunussa. Pölynhallintajärjestelmän toiminnassa oli kolme avointa kokonaisuutta, joita tässä opinnäytetyössä selvitettiin. Ensinnäkin laitteistoa oli testattu käytännön työssä vähän, joten sen toiminnasta ja käyttövarmuudesta haluttiin lisää tietoa. Toinen haaste oli pumpun korkea vedenkulutus käytön aikana, minkä vuoksi käytännön työ hankaloituisi huomattavasti työvuoron aikaisen toistuvan vesisäiliön täyttämisen vuoksi. Kolmas haaste oli pölynhallinnan tehokkuuden parantaminen ja arviointi. Ennen opinnäytetyön aloittamista järjestelmän tehokkuutta oli arvioitu silmämääräisestisatunnaisissa testeissä. Järjestelmän tehokkuudesta haluttiin kuitenkin myös tarkempaa tietoa, mikä vaati erillistä selvitystä järjestelmälle suunnitelluilla pölymittauksilla. Suomessa on tehty useita tutkimuksia turpeen keruun aikaisesta pölyämisestä [16, 27, 40,60, 79]. Tähän mennessä tutkimusten mittausmenetelmät eivät kuitenkaan kaikilta osin sovellu tämän työn aiheen mukaisiin mittauksiin. Tämän vuoksi kehitettiin mittausmenetelmä, jolla pystyttiin arvioimaan tarkemmin pölynhallintajärjestelmän toimivuutta turpeen keruun pölypäästöjenhallinnassa. Vesisumutuksella suoritettavan pölynhallinnan tehokkuus riippuu useista tekijöistä ja esimerkiksi hiilikaivoksissa vesisumutuksella pystytään vähentämään ilmassa leijuvaa pölyä 20%−60% ja keskimäärin vain 30% [35]. Pelkkään vesisumutukseen perustuva pölynhallinta ei siis välttämättä ole aina tehokasta, jolloin sen toimintaan tulee yhdistää myös muita ratkaisuja. Mekaanisen kokoojavaunun turpeen keruun aikaisia pölypäästöjä mitattiin jahtausmittauksilla, joiden tuloksista arvioitiin pölynhallintajärjestelmän vaikutusta pölyämiseen. Sekä jahtausmittauksien aikana että erillisillä testeillä arvioitiin ja optimoitiin pölynhallintajärjestelmän vedenkulutusta ja pölynsidontatehokkuutta. Testien ja mittausten aikana seurattiin myös laitteiston toimintaa ja kestävyyttä käytännön työssä. Mittausdatasta tehdyn tarkastelun pohjalta pölynhallintajärjestelmän pölynsidontatehoksi laskettiin 73±10%. Mekaanisen kokoojavaunun keruusäiliön täyttöasteen ja sisäisen paineen yhteisvaikutuksen arvioitiin todennäköisesti lisäävän eniten pölyämistä turpeen keruun aikana. Vedenkulutuksen optimoinnin osalta painepumpun vedenkulutusta todennäköisesti voidaan alentaa tyydyttävälle tasolle, mikäli laitteistoon tehdään pölynhallintaa tehostavia muutoksia. Suurimmaksi haasteeksi pölynhallintajärjestelmän toiminnalle osoittautui tekniikan toimintavarmuus haastavissa työolosuhteissa.