Petrokemian laitoksien varavoimaverkon kehitys

Abstract

Tämän insinöörityön tarkoituksena on tarkastella Borealis Polymers Oy:n Porvoon petrokemian tehtaan varavoimaverkon nykytilaa sekä pohtia keinoja parantaa varavoimaverkon käytettävyyttä ja tapoja, joilla saadaan aromaattituotanto- ja olefiinituotantolaitokset omien varavoimaverkkojen piiriin. Lisäksi on tarkoitus suunnitella muutama vaihtoehtoinen verkkomalli ja arvioida niiden rakentamisen kustannuksia. Näiden suunnitelmien pohjalta Borealiksella on tarkoitus pyrkiä löytämään paras mahdollinen tapa toteuttaa varavoimaverkon uudistaminen.

Jotta haluttuun tulokseen päästään, on alkuun tutustuttava varavoimaverkkoon liittyvään teoriaan, esimerkiksi selvittää, minkälaisia tapoja on tuottaa riittäviä määriä sähkötehoa tilanteessa, jossa valtakunnan verkko jostain syystä katkeaa. Lisäksi on tutustuttava petrokemian tehtaiden nykyisen varavoimaverkon rakenteeseen, teknisiin arvoihin ja kuormiin. Tähän liittyen tehdään NEPLAN-verkostolaskentaohjelmalla kuormanjaon ja jännitteenalenemien tarkastelut. Kuormanjakotarkastelulla selvitetään, kuinka varavoimaa tarvitsevat kuormat jakautuvat eri dieselgeneraattoreille. Jännitteenalenemien tarkastelulla taas selvitetään pysyvätkö jännitteet sallituissa rajoissa varavoimakeskuksilla.

Verkostolaskennan avulla löydettyihin ongelmiin tarjotaan ehdotuksia siitä, kuinka löydetyt jännitetasojen ongelmat voidaan korjata sekä kuinka kuormanjakoa voidaan tasata eri dieselgeneraattorien välillä. Työn tuloksena tarjotaan lisäksi kolme eri verkkomallia kustannusarvioineen varavoimaverkon uudistukseen. Nämä verkkomallit kustannusarvioineen auttavat Borealis Polymers Oy:tä parhaimman mahdollisen toteutusvaihtoehdon löytämiseksi.

The purpose of this thesis was to consider the present state of reserve power net and find ways to enhance usability of reserve power net and ponder how to secure aromatic production and olefine production on their own reserve power nets at Borealis Polymers Ltd petrochemistry factory, located in Porvoo. Also, another purpose was to design a few different options of making new netmodels and estimate the costs.

The first thing to do was to familiarize with the theory of reserve power net, for example what ways there is to produce enough electricity in a situation when the domain grid is shut down for some reason. Then, it was necessary the research petrochemistry factories current reserve power nets structure and its values and loads. Based on these, the load balancing and voltage drop analyses were made by using the NEPLAN Electricity software. In load balancing analysis the purpose is to figure out how loads needing reserve power distribute between different dieselgenerators. Analysis of voltage drop is to figure out does voltages stay in limits at reserve power electrical centers.

For problems, which were found by using NEPLAN, solutions are suggested on how to fix the problems in voltages and how to even loads between different dieselgenerators. As the result of this thesis, also three different gridmodels with estimated costs for renewal of the reserve power net are given and these are helping the company to find a best possible way to execute the restructure of the reserve power net.