Kemin kaivoksen lämmöntarpeen määrittäminen

Abstract

Outokumpu Chrome Oy:n Kemin kaivoksen laajennuksen myötä lämpöenergiantarve kaivoksella lisääntyy. Nykyinen lämmöntuotantokapasiteetti ei riitä tulevaisuuden lämmöntarpeeseen, joten kaivokselle investoidaan uusi lämpökattila vuoden 2019 aikana. Työn tilaajana toimii Tornion Voima Oy, joka toimii Kemin kaivoksen lämmöntuottajana. Työn tavoitteena oli määrittää uuden kaukolämpöä tuottavan lämpökattilan teho. Lisäksi työn tavoitteena oli tarkastella kaukolämpöverkoston riittävyyttä.

Opinnäytetyössä selvitettiin, minkä tehoinen kattila olisi kustannustehokkainta investoida. Kattilalaitoksesta pyydettiin alustavia tarjouksia eri toimittajilta. Tarjouksia pyydettiin 3 MW:n ja 4 MW:n kattilalaitoksista kustannusvertailun vuoksi. Budjettitarjouksia saatiin kuudelta eri toimittajalta. Tarjoukset esiteltiin toimeksiantajalle, joka käy kattilatoimittajien kanssa lopulliset neuvottelut investoinnista.

Kaukolämpöverkoston riittävyyttä tutkittiin mitoituksen ja painehäviöiden avulla. Kaukolämpöverkoston mitoittamisen myötä selvisi, että nykyinen verkosto voi joissain osissa olla putkikooltaan liian pieni. Näissä verkoston osissa kaukolämpöveden virtausnopeudet kasvoivat. Lisäksi verkostolle tehtiin painehäviölaskenta.

Verkoston painehäviöitä tutkittiin myös kaukolämpöverkoston datan mukaan saadulla putkiston ominaiskäyrällä. Putkiston ominaiskäyrästä saatiin polynominen kaava, jolla laskettiin painehäviöt eri tehontarpeilla. Polynomisen kaavan mukaan saadut painehäviöt ovat luotettavampia, sillä kaava kuvasi paremmin putkiston ominaisuuksia. Painehäviölaskujen mukaan eräillä putkiston osilla täytyy tarkastella verkoston uusimista painehäviöiden nousun takia. Näin säästetään pumppauskustannuksissa.