Höyrykattilalaitoksen varakattilan käytön optimointi paineakkuna
Hjulfors, Saku (2020)
Hjulfors, Saku
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202004245778
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202004245778
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoite oli selvittää Kaustisen höyrykattilalaitoksen varakattilan lataustoiminnon ongelmat sekä optimoida paineakkutoiminnon latausta tasoittaen biokattilan käyttöä. Työn tilaajana toimi Suomen teollisuuden energiapalvelu – STEP Oy.
Varakattilan paineakkutoiminto perustuu kattilaveden potentiaaliin varastoida ja luovuttaa lämpöä kattilan paineen vaihdellessa. Paineen noustessa veden lämpötila voi nousta korkeammaksi varastoiden enemmän lämpöenergiaa. Paineen laskiessa lämmennyt vesi saavuttaa kylläisen veden pisteen ja alkaa höyrystymään tuottaen prosessiin höyryä.
Työ aloitettiin selvittämällä paineakkutoiminnon ongelmia. Varakattilan kytkentäkaavion ja toimintakuvauksen avulla perehdyttiin varakattilan rakenteeseen ja toimintaperiaatteeseen. Prosessia seuraamalla huomattiin, että varakattilan ja höyryverkoston väliltä puuttuu paine-ero, joka on tärkeä paineakkutoiminnon latauksen kannalta. Paine-eron puuttumisen syyksi selvisi varakattilan venttiilien virheellinen ajotapa. Paineakkutoiminnon kuntoon saattamista vaikeutti myös lataushöyrylinjan lauhteenpoistimen viallinen sulkuventtiili. Lauhdelinjan sulkuventtiili täytyy vaihtaa, jotta lataushöyrylinja saadaan lauhteenpoistimen avulla tyhjättyä lauhteesta ja linja saadaan lämmitettyä. Paineakkutoiminnon lataushöyrylinjan säätöventtiilin automaatiota optimoitiin biokattilan käyttöä tasoittavaksi, millä pyrittiin polttoainesäästöihin.
Varakattilan paineakkutoiminnolla on laskennallisesti merkittävä potentiaali biokattilan käytön tasaamiseksi. Potentiaalin tarkka määrittäminen on hyvin hankalaa prosessin jatkuvan muuttuvuuden takia, joten määrityksessä käytettiin lyhytaikaista prosessin muutosta parhaalla mahdollisella tarkkuudella.
Varakattilan paineakkutoiminto perustuu kattilaveden potentiaaliin varastoida ja luovuttaa lämpöä kattilan paineen vaihdellessa. Paineen noustessa veden lämpötila voi nousta korkeammaksi varastoiden enemmän lämpöenergiaa. Paineen laskiessa lämmennyt vesi saavuttaa kylläisen veden pisteen ja alkaa höyrystymään tuottaen prosessiin höyryä.
Työ aloitettiin selvittämällä paineakkutoiminnon ongelmia. Varakattilan kytkentäkaavion ja toimintakuvauksen avulla perehdyttiin varakattilan rakenteeseen ja toimintaperiaatteeseen. Prosessia seuraamalla huomattiin, että varakattilan ja höyryverkoston väliltä puuttuu paine-ero, joka on tärkeä paineakkutoiminnon latauksen kannalta. Paine-eron puuttumisen syyksi selvisi varakattilan venttiilien virheellinen ajotapa. Paineakkutoiminnon kuntoon saattamista vaikeutti myös lataushöyrylinjan lauhteenpoistimen viallinen sulkuventtiili. Lauhdelinjan sulkuventtiili täytyy vaihtaa, jotta lataushöyrylinja saadaan lauhteenpoistimen avulla tyhjättyä lauhteesta ja linja saadaan lämmitettyä. Paineakkutoiminnon lataushöyrylinjan säätöventtiilin automaatiota optimoitiin biokattilan käyttöä tasoittavaksi, millä pyrittiin polttoainesäästöihin.
Varakattilan paineakkutoiminnolla on laskennallisesti merkittävä potentiaali biokattilan käytön tasaamiseksi. Potentiaalin tarkka määrittäminen on hyvin hankalaa prosessin jatkuvan muuttuvuuden takia, joten määrityksessä käytettiin lyhytaikaista prosessin muutosta parhaalla mahdollisella tarkkuudella.