Paineilmatuotannon optimointi : Naantalin voimalaitos

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Naantalin voimalaitokselle Turku Energia Oy:n toimeksiantona. Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia Naantalin TSE voimalaitoksen paineilmajärjestelmän toimintaa. Paineilmaverkko kattaa koko laitosalueen, sillä paineilma on elintärkeä resurssi laitosten tuotannon kannalta. Paineilman tuottamisen keskiössä ovat kompressorit, jotka ovat energiatekniseltä hyötysuhteeltaan yleisesti huonoja. Paineilmajärjestelmän tutkiminen ja kehittäminen on tullut ajankohtaiseksi kasvavalla laitosalueella. Kompressorien energiankulutusta säätävillä toimenpiteillä voidaan saada aikaan suuria taloudellisia säästöjä.

Opinnäytetyössä perehdytään Naantalin voimalaitoksen paineilmajärjestelmän ajojärjestelyihin aikaisemman ajohistorian perusteella. Työssä tarkastellaan käyttö- ja kevennystunteja, joiden pohjalta arvioidaan energiantarvetta vuositasolla. Energia-arvioon liitetään kiinteät huoltokulut, jolloin saadaan muodostettua vuosikustannusarvio. Kulut arvioidaan yksilöidysti jokaisesta paineilmakompressorista. Järjestelmästä etsittiin mahdollisia ajankohtia, joista aiheutuu hukkakuluja. Tämä tehtiin vertailemalla tuotannon määrää NA3-laitosyksikön käyntiaikaan. Työssä tehdään selvitys taloudellisesta kulusta, jota tuotanto aiheuttaa pitkällä aikavälillä.

Työn tuloksena muodostuu suuntaa-antava arviolaskelma laitoksen paineilman tuottamisesta ja kulutuksesta. Suoritettu laskelma edesauttaa järjestelmän kehittämistä tulevaisuudessa energiatehokkaamaksi ja taloudellisemmaksi.

This thesis was by commission of Turku Energia Oy for the Naantali power plant. The purpose of this thesis was to examine the functioning of the pneumatic system at the Naantali TSE power plant. The compressed air supply line covers the entire plant grounds as compressed air is an essential resource for all production at the power plant. At the center of the compressed air production are compressors which very often have poor energy efficiency. The examination and development of the pneumatic system has become topical of recent due to the fact that the power plant area is constantly growing. Taking actions on adjusting the energy consumption of the compressors can create significant economical savings.

This thesis is centered around the running regulations of the pneumatic system at the Naantali power plant based on earlier operation history. In this work, the operational and lightened operation hours of the compressors were reviewed. This was done to estimate the energy demand of each compressor on an annual basis. The permanent costs of the annual service were added to the annual energy demand estimate. This showed an estimate of the actual annual costs. The costs were estimated individually for each compressor. By comparing the operational hours of each compressor to the running time of the NA3-unit, it was found that there were times when the costs were running although the compressors should not have been using resources. This type of mistimed running causes unnecessary costs continuously. In this thesis, a report on those long-term additional costs at the Naantali power plant are presented.

The result of this thesis is an approximate calculation of the production and consumption of compressed air at the Naantali power plant. The estimated calculation helps to develop the whole system to a more energy efficient direction and to be more cost-efficient in the future.