Voimalaitoksen höyrynkäytön optimointi tekoälyn avulla

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantajana toimi Maintpartner Oy. Opinnäytetyö toteutettiin Fortum Oy:n omistamalle Suomenojan voimalaitokselle, jonka käytöstä ja kunnossapidosta vastaa Maintpartner Oy. Voimalaitoksella oli havaittu tehotonta omakäyttöhöyryn kohdentamista. Lisäksi lähitulevaisuudessa voimalaitoksen laitoskonstruktiossa on tapahtumassa muutoksia poistuvan kivihiiltä polttavan tekniikan osalta ja tähän haluttiin varautua ennakkoon.

Opinnäytetyön alkuperäinen tavoite oli optimoida voimalaitoksen omakäyttöhöyryn kohdentaminen. Siihen mietittiin ratkaisumallia kolmesta eri vaihtoehdosta. Ensimmäinen vaihtoehto oli yrityksen tekoälyyn pohjautuvan MP INtelligence -kunnonvalvontajärjestelmän käyttö optimoinnissa. Toisena vaihtoehtona mietittiin Fortumin TOPi-prosessitietojärjestelmää ja kolmanneksi vaihtoehdoksi muodostui henkilölähtöinen datan keruu ja käsittely. Näistä vaihtoehdoista sopivimmaksi ratkaisuksi todettiin MP INtelligence. Sen tuoma tekoälyaspekti, mahdollisuus testata järjestelmää optimointitarkoituksissa sekä tehokkuus suurien datamäärien käsittelyssä tekivät siitä optimaalisimman ratkaisun.

Opinnäytetyön päätehtäväksi tuli laatia MP INtelligencellä rakennettu, koko voimalaitoksen höyrynverkon kattava, höyrynkäyttöä seuraava työkalu. Työkalun avulla löydettyihin epäkohtiin suunniteltiin ratkaisuehdotuksia, jonka kautta optimointi tulee tapahtumaan.

Tuloksena saatiin toimiva, MP INtelligencellä toteutettu höyrynkäyttöä seuraava systeemi, jonka pohjalta esiteltiin muutama esimerkki höyrynkäytön optimointikohteista. Systeemin koko ajan keräämä data tulee olemaan arvokasta tietoa myös tulevaisuuden laitoskonstruktioita ajatellen. Lisäksi saatiin hyvää kokemusta MP INtelligencen soveltuvuudesta isojen kokonaisuuksien optimoinnissa.

Systeemi on jo otettu käyttöön voimalaitoksella höyrynkäytön seurantaan. Opinnäytetyötä käytetään myös opetustarkoituksessa esimerkkinä, kuinka rakentaa MP INtelligencellä veden-, sähkön- ja höyrynkäytön laadukkaan käyttötoiminnan varmistava työkalu.

The bachelor’s thesis was assigned by Maintpartner Oy. The thesis was executed at Fortum’s power plant in Suomenoja which is operated and maintained by Maintpartner. Targeting self-usage steam at the power plant was considered inefficient. In addition, there will be changes to the construction of the power plant in the near future as coal burning technology will be removed and this needed to be prepared in advance.

The original aim of the thesis was to optimize the targeting of self-usage steam in the power plant. There were three different options for the solution. The first option was to use Maintpartner’s artificial-intelligence-based predictive maintenance system MP INtelligence for optimizing. As a second option Fortum’s TOPi process information system was considered and the third option was formed around the idea to execute collecting and analyzing the data by a human. Out of these options the MP INtelligence was considered the best-fitting solution. The aspect of artificial intelligence, enabling testing the system for optimizing purposes and its efficiency in handling a great amount of data by MP INtelligence made it the most optimal choice.

The main task of the thesis was to create a surveillance tool for the steam usage with MP INtelligence to cover the whole steam grid of the power plant. Faults found were investigated and suggestions to solve some of them were presented as an optimizing solution.

The result was a functioning steam-usage surveilling system made by MP INtelligence and some optimizing targets were presented as examples. Also the data collected by the system will be valuable information for the future changes in the plant construction. In addition, valuable experience about the suitability of MP Intelligence in optimizing large entities was gained through thesis.

The system has already been implemented in surveilling the steam-usage in the power plant. Also, the thesis will be used in educational purposes as an example on how to build a tool using MP INtelligence that ensures quality in water, electricity and steam usage.