Martinlaakson kaukolämpöpumppujen energiatehokkuuden tarkastelu ja optimointi
Sahiluoto, Meri (2018)
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201804114493
http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201804114493
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tarkoituksena oli tarkastella Vantaan Energian Martinlaakson voimalaitoksen Mar1-yksikön kaukolämpöjärjestelmän pumppujen energiatehokkuuden parantamiseen liittyviä toimenpiteitä. Työssä käsiteltiin pumppujen eri säätömenetelmiä ja niiden vaikutuksia pumppauksen energiankulutukseen. Lisäksi selvitettiin, mitä pumpun mitoituksessa tulee ottaa huomioon.
Tarkasteluun kuului yhteensä seitsemän pumppua: kaksi kaukolämpöveden menopumppua ja kaksi paluupumppua, yksi kaukolämpöakun lataus- ja purkauspumppu, yksi akun purkauspumppu sekä yksi akun sekoitusvesipumppu. Kaukolämpöveden meno- ja paluupumput ovat Serlachiuksen 70-luvulla valmistamia nestekytkinsäätöisiä keskipakopumppuja. Akun lataus- ja purkauspumput ovat 90-luvulla asennettuja Ahlströmin keskipakopumppuja. Tällä hetkellä virtaamaa säädetään näiden kohdalla kuristusventtiilin avulla.
Työssä tarkasteltiin kyseisten pumppujen toiminta-alueita ja hyötysuhteita nykyisellä käytöllä. Tavoitteena oli selvittää pumppujen mitoituksen soveltuvuus nykyiselle ja tulevalle käytölle. Lisäksi työssä selvitettiin pumppujen säätömenetelmien muutoksia ja kannattavia energiatehokkuustoimenpiteitä. Aineistona työssä käytettiin pumppujen valmistajilta saatuja ominaiskäyriä ja laitoksen prosessinhallintajärjestelmästä saatavia tietoja pumppujen ajomalleista.
Kaukolämpöpumppujen energiatehokkuuden parantamiseksi nykyinen nestekytkinsäätö tulisi vaihtaa taajuusmuuttajasäätöiseksi. Kaukolämpöakun pumppujen havaittiin olevan reilusti ylimitoitettuja, jolloin ratkaisuna olisi uudet pienemmät pumput. Huomattavia säästöjä energiankulutukseen saadaan myös vaihtamalla kuristussäätö pyörimisnopeussäädölle taajuusmuuttajaohjauksella.
Työn tuloksena saatiin listattua energiatehokkuutta parantavia toimenpiteitä. Näistä toimenpiteistä aiheutuva energiansäästö saatiin laskettua ABB:n EnergySave-laskurin avulla. Työn lopussa on esitetty myös energiatehokkuustoimenpiteiden vaatimat investoinnit ja niiden takaisinmaksuajat. Investointikustannukset ja monet lähdetiedot ovat salaisia, joten niitä ei julkaista lopullisessa versiossa.
Tarkasteluun kuului yhteensä seitsemän pumppua: kaksi kaukolämpöveden menopumppua ja kaksi paluupumppua, yksi kaukolämpöakun lataus- ja purkauspumppu, yksi akun purkauspumppu sekä yksi akun sekoitusvesipumppu. Kaukolämpöveden meno- ja paluupumput ovat Serlachiuksen 70-luvulla valmistamia nestekytkinsäätöisiä keskipakopumppuja. Akun lataus- ja purkauspumput ovat 90-luvulla asennettuja Ahlströmin keskipakopumppuja. Tällä hetkellä virtaamaa säädetään näiden kohdalla kuristusventtiilin avulla.
Työssä tarkasteltiin kyseisten pumppujen toiminta-alueita ja hyötysuhteita nykyisellä käytöllä. Tavoitteena oli selvittää pumppujen mitoituksen soveltuvuus nykyiselle ja tulevalle käytölle. Lisäksi työssä selvitettiin pumppujen säätömenetelmien muutoksia ja kannattavia energiatehokkuustoimenpiteitä. Aineistona työssä käytettiin pumppujen valmistajilta saatuja ominaiskäyriä ja laitoksen prosessinhallintajärjestelmästä saatavia tietoja pumppujen ajomalleista.
Kaukolämpöpumppujen energiatehokkuuden parantamiseksi nykyinen nestekytkinsäätö tulisi vaihtaa taajuusmuuttajasäätöiseksi. Kaukolämpöakun pumppujen havaittiin olevan reilusti ylimitoitettuja, jolloin ratkaisuna olisi uudet pienemmät pumput. Huomattavia säästöjä energiankulutukseen saadaan myös vaihtamalla kuristussäätö pyörimisnopeussäädölle taajuusmuuttajaohjauksella.
Työn tuloksena saatiin listattua energiatehokkuutta parantavia toimenpiteitä. Näistä toimenpiteistä aiheutuva energiansäästö saatiin laskettua ABB:n EnergySave-laskurin avulla. Työn lopussa on esitetty myös energiatehokkuustoimenpiteiden vaatimat investoinnit ja niiden takaisinmaksuajat. Investointikustannukset ja monet lähdetiedot ovat salaisia, joten niitä ei julkaista lopullisessa versiossa.