Kuvaus höyryturbiinin säätö - ja suojajärjestelmästä : järjestelmän rakenne sekä modernisoinnin suunnittelu ja toteutus

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena on tutustua voimalaitosturbiinin automaatiojärjestelmään liittyviin osa-alueisiin. Pääasiallinen tarkastelun kohde on turbiinin säätö- sekä suojajärjestelmän modernisointiin liittyvien töiden ja toimenpiteiden kartoittamisen, aina suunnittelusta ja toteutuksesta käyttöönottoon. Opinnäytetyö tehtiin Fortumin organisaatioon kuuluvalle Turbines-yksikölle. Fortum/Turbines on voimalaitosturbiinien huoltoon keskittynyt asiantuntijayksikkö. Turbines on jaoteltu neljään pääosastoon, jotka ovat SteamTurbine, GasTurbine, Generators sekä Automation. Näiden lisäksi Turbines työllistää joukon muita eri alojen asiantuntijoita. Turbiinin modernisointityö liittyy suorasti, tai epäsuorasti kaikkiin turbiinin automaatiojärjestelmän osa-alueisiin. Koneautomaatio käsittää laitteiden kunnonvalvonnan, sekä turvallisen säätämisen, jotka ovat erittäin oleellisia aihealueita höyryturbiinista puhuttaessa. Opinnäytetyö on suunnattu kaikille höyryturbiinin kanssa työskenteleville tahoille. Sisältö antaa tietoa aina yksittäisistä kenttälaitteista, suurten säätökokonaisuuksien ymmärtämiseen. Modernisointi on aiheena hyvin laaja prosessi, jolloin sen toteutuksesta päättävien tahojen tulisi selvittää tässä opinnäytetyössä esiintyvät aihealueet. Modernisoinnin toteutus riippuu monesta tekijästä. On kovin laitoskohtaista, miten vanhan järjestelmän päivittämiseen suhtaudutaan. Kokonaisuutena säätö- ja suojajärjestelmän modernisointi on laaja hanke. On ymmärrettävää, että voimalaitoksen kunnossapidosta vastaavat tahot saattavat suhtautua epäillen hankkeeseen, jossa tuttu ja toimiva järjestelmä puretaan, ja tilalle rakennetaan uusi, entuudestaan tuntematon järjestelmä. Vanhan järjestelmän ei tarvitse olla viallinen, jotta se modernisoidaan. Ongelmaksi vanhoissa järjestelmissä muodostuu varaosien ja huollon saatavuus. Jos laite vikaantuu, voi sen kunnostamiseen mennä suhteessa paljon aikaa ja rahaa. Päivitetyn järjestelmän etuja ovat uusi teknologia, huoltovarmuus, varaosien hyvä saatavuus, turvallisuus sekä ohjattavuus. Uusi järjestelmä helpottaa ajon aikaista säätöparametrien muuttamista ilman käyttökatkoksia, joka lisää myös joustavuutta.

The purpose of the Bachelor's thesis was to become familiar with automation systems in power plant turbines and related matters in this field. The main point of the study was the modernization of turbine control and protection system from planning to realization and implementation. There are a few options on how to control a steam turbine while using it. Part of this thesis was to present the options and their use. Fortum Turbines is a unit under Fortum Power & Heat / Power Solutions. The main task of Turbines is to service power plant turbines. There are a few subdivisions in Turbines and one them is Automation which focuses on machine automation. In 2010 the author started working in this machine automation unit and was a part of a modernization project conducted for the power plant of Suomenoja, Espoo in 2013. The automation system of a turbine includes several components and devices. Studying how this system works from the control room to the field is nearly everything one needs to know as an engineer. By being part of a modernization project one can learn about the system.