POLYMEROINTILAITOKSEN PAINEILMAJÄRJESTELMÄN KARTOITUS JA ENERGIANSÄÄSTÖMAHDOLLISUUDET

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää BASF Haminan polymerointilaitoksen paineilmalaitteiston toimintaa, uudistamistarvetta sekä energiansäästömahdollisuuksia. Lisäksi selvitettiin olisiko kannattavaa uudistaa paineilmakompressoreita sekä kuivaimia uusilla energiatehokkaammilla laitteilla. Laitoksella käytetään paineilmaa eniten tuotteen pumppaamiseen prosessivaiheesta toiseen. Työssä selvitettiin myös vaihtoehtoista energiatehokkaampaa pumppausmenetelmää. Työssä tehtiin aluksi paineilmalaitteiston sekä paineilmaverkoston yleiskartoitus. Paineilmaverkosto on jaettu instrumentti- ja työilma verkoksi. Verkostojen kulutustiedot mitattiin yhteistyössä laitetoimittajan kanssa. Laitetoimittajan avustuksella mietittiin mahdollisuuksia alentaa paineilmasäiliön painetta, vaihtoehtoista uutta kompressoria sekä paineilmakuivainten uusimista. Tutkittiin myös paineilmakompressorien tuottaman lämpöenergian hyödyntämistä viereisten rakennusten lämmityksessä, sekä energiansäästömahdollisuuksia erilaisten pumppausmenetelmien välillä. Lopputuloksena löydettiin useita erilaisia mahdollisuuksia energiansäästöihin. Työilmaverkostossa olevan suuren paineilmasäiliön ansiosta, voidaan kyseisen verkoston painetasoa laskea ilman, että prosessi tai kompressorit häiriintyvät. Nykyisten työilmakompressorien kuivainten kastepisteohjauksen vikaantumisen johdosta kuivaimet toimivat aikaohjauksella. Kuivaimet kuluttavat tästä johtuen runsaasti ylimääräistä energiaa, ja niiden uusinnalla saataisiin kompressorien ominaisenergiankulutusta laskettua. Vaihtoehtoisesti työilmakompressorien korvaaminen uudella energiatehokkaammalla taajuusmuuttajaohjatulla kompressorilla säästäisi energiaa. Jos uuden kompressorin sijoituspaikka on tuotantovarastossa nykyisen instrumenttikompressorin tavoin, sen lämpöenergia saataisiin hyödynnettyä tuotantovaraston lämmityksessä. Nykyisen paineilmakeskuksen lämpöenergialla saataisiin myös korvattua osa tuotantovaraston lämmityk-seen käytettävästä maakaasusta. Paineilmankulutusta ja sitä kautta energiaa saataisiin myös säästettyä korvaamalla tuotannossa olevat paineilmakäyttöiset kalvopumput sähkökäyttöisillä ruuvipumpuilla.

The aim of this thesis was to study the operation of compressed air system in the BASF Hamina polymerization plant, and to examine the need to modernize as well as to clarify energy saving potential. In addition, it was investigated whether it would be profitable to renew air compressors and dryers with energy efficient equipment. At the plant, majority of the compressed air is used for the pumping of the product from one process stage to another. In the study, also alternative more energy efficient pumping system was investigated. The general charting of a compressed air equipment and the air network was conducted first. The compressed air network is divided into instrumental and work air network. Networks consumption data was measured in co-operation with the equipment supplier. With the assistance of the equipment supplier, the possibilities to reduce the air pressure in the air tank, an alternative new compressor and the renewal of dryers were pondered. The use of thermal energy produced with air compressors for heating the adjacent buildings and potential energy savings by comparing various pumping methods were also investigated. As a result, several different opportunities to save energy were found. Because of the big air tank in the work air network, the pressure level can be reduced without disturbing the process or the compressors. Due to the malfunction of the dew point control, the dryers of the work air compressors work with time control and consume plenty of extra energy. By renewing the dryers, the specific power of compressors can be reduced. Alternatively, the replacement of work air compressors with the new energyefficient inverter controlled compressor would save energy. If the new compressor was placed in the production warehouse, its thermal energy could be utilized in the heating of the building. The thermal energy of a current compressed air center can be used to compensate the part of natural gas, which is used for heating of the production warehouse. Compressed air consumption, and therefore energy would also be saved by replacing the pneumatic diaphragm pumps in production with electrically driven progressive cavity pumps.