Höyrylaitoksen suunnittelu, polttoaineiden vertailu ja kustannuslaskelmat

Abstract

Opinnäytetyön aihe muodostui Korpela Oy:n tarpeesta vertailla parasta ratkaisua tehtaan höyryntuotantoon tulevaisuudessa. Opinnäytetyön pohjalla vaikutti nykyisen raskaalla polttoöljyllä toimivan höyryjärjestelmän kunto sekä 1.1.2018 kiristyvien hiukkaspäästöraja-arvojen vuoksi aiheutuva raskaan polttoöljyn käytön huomattava vaikeutuminen ja mahdollinen loppuminen.

Jatkuva ja varmatoiminen höyryntuottojärjestelmä on ensisijaisen tärkeä tehtaan prosessien, lämmityksen ja lämpimän käyttöveden saannin turvaamiseksi. Uuden höyryntuoton pääargumentteina ovat energiatehokkuus, ympäristöystävällisyys ja kustannustehokkuus. Pienen 2 MW:n höyryjärjestelmän paremman ymmärtämisen kannalta oleelliset perustiedot ja ohjeet toimintaperiaatteesta, suunnittelusta ja toteutuksesta on otettu huomioon. Työssä on lisäksi tarkasteltu tarkemmin ympäristöystävällisen kiinteän biomassaisen polttoaineen käyttöön liittyviä viranomaismääräyksiä, toimintaa ja energiatehokkuutta.

Kohteen höyryntuoton varteenotettavina vaihtoehtoina tulevaisuutta ajatellen toimivat uusi kiinteällä biomassaisella polttoaineella käytettävä höyryjärjestelmä tai ostohöyry ulkopuoliselta tuottajalta. Taloudellisen näkökulman merkittävyyden vuoksi uudelle kattilalaitokselle on laskettu takaisinmaksuaika, jota on verrattu ostohöyryn tulevaisuuden kustannuslaskelmiin.

Opinnäytetyöstä syntyi hyödyllinen ja laaja työkalu höyryjärjestelmän suunnittelusta, toteutuksesta ja viranomaismääräyksistä. Lisäksi saatiin käsitys keskeisistä polttoaineiden vertailuista ja taloudellisista laskelmista, jotka tulee aina ottaa huomioon investointipäätöksiä tehdessä. Opinnäytetyötä voidaan soveltaa muihin samankaltaisiin projekteihin tulevaisuudessa ja nopeuttaa niiden työskentelyä. Päämääränä oli antaa kattava ja yksinkertaistettu kokonaiskuva höyryjärjestelmästä.

Opinnäytetyössä salaiseksi aineistoksi on luokiteltu höyryjärjestelmästä suunniteltu ja piirretty kytkentäkaavio.

The purpose of this thesis was to determine the best solution for factory’s future steam production. The framework of the thesis was the state of the current bunker fuel functioning steam system, and the notable exacerbation and potential ending of the usage of bunker fuel. Reason for this is the tightening of the particle-emission limits, which will come into effect on January 1st, 2018.

Continual and reliable steam production system is primary importance to ensure facto-ry’s procedures, heating and the supply of hot water. The main arguments for the new steam production are energy efficiency, cost efficiency and environmental friendliness. The relevant basic knowledge enabling better understanding of the small 2 MW steam system, as well as instructions of policy, planning and implementation were all taken into account. Moreover, in this thesis there was closer examination of official regulations, properties and energy efficiency, which have something to do with the function of environmentally friendly solid biomass fuel.

Factory’s considerable steam production options for the future are either new solid biomass fuel functioning steam system, or steam purchased from external producer. Due to the significance of the economical viewpoint, a payback time has been calculated for the new boiler plant, taking into consideration cost estimates for purchasing steam in the future.

The results were a useful and extensive tool regarding planning, implementation and official regulations of steam system. Furthermore, conclusions were drawn from comparisons of fuels and economical calculations, which are significant and always ought to be taken into consideration when making decisions regarding investments. In the future, this thesis can be applied to other similar projects, and thus expedite the work. The goal was to present a comprehensive and simplified general view regarding steam system.

In the thesis the circuit diagram, designed and drawn for the steam system, is classified as a secret source material.