Jätelämpökattilan paineen nostolla on mahdollista tehdä suuria vuosittaisia säästöjä. Kattilanpaineen nosto parantaa kattilan hyötysuhdetta, kun polttoaineesta otetaan mahdollinen maksimaalinen hyöty irti. Lisäksi paineen nosto edesauttaa rikkipartikkeleiden erottumista savukaasusta, mikä vähentää huoltoseisakkien määrää laitoksen eri osissa.
Kattiloiden tulee täyttää tietyt standardit ja turvallisuusmääräykset. Näin varmistetaan, että käyttöön liittyvät vaarat on vähennetty minimiin ja jäljelle jääneiden vaarojen hallitsemiseksi on järjestetty riittävä suojaus. Kun kattila on tulossa käyttöikänsä päähän ja aloitetaan uuden kattilan suunnittelu, on ajankohtaista miettiä, voitaisiinko kattilan eri tehostamisvaihtoehdoilla saada aikaan säästöjä muissa laitoksen osissa. [1]
Säästöt voivat osoittautua suuriksi, kun kyseessä on suuren luokan terästehdas. Säästetyllä rahalla voidaan esimerkiksi parantaa yrityksen toimintavarmuutta lisäämällä kunnossapidon budjettia. Toimintavarmuuden parantamisella taas on mahdollisuus saada uusia maksavia asiakkaita. [1]
Nykyisen jätelämpökattilan ongelmana on ollut, että savukaasut ovat jääneet liian kuumiksi, mikä aiheuttaa prosessiongelmia laitoksella noin joka toinen vuosi. Laitoksen huolto kahden vuoden välein tuo suuria kustannuksia yritykselle, mistä halutaan eroon. Laitoksen suunniteltu huoltoväli rakennusvaiheessa on ollut neljä vuotta. [1]
Tehostamisvaihtoehdot
Tehostamisvaihtoehtoja pohdittiin nykyisen kattilan perusteella, jolla tuotetaan 1,1 baarin tulistettua höyryä. Tämän perusteella tutkittiin, olisiko mahdollista suunnitella kaksivaiheista kattilaa nykyisen polttoaineen avulla. Kaksivaiheisella kattilalla tuotettaisiin ensimmäisessä osassa 16 baarin ja jälkimmäisessä 1,3 baarista tulistettua höyryä sivutuotelaitoksen käyttöön. Kattilaan tulevista ja lähtevistä energiavirroista muodostettiin energiavirtatase, jonka pohjalta lähdettiin tarkastelemaan, onko kaksivaiheisen kattilan käyttö mahdollista. (Kuvio 1.)
Toisena vaihtoehtona selvitettiin, mikä olisi paras vaihtoehtoinen ratkaisu, mikäli kaksivaiheinen kattila ei olisi mahdollinen. Vaihtoehtoisen ratkaisun tulisi selvittää, minkälaisella kattilan paineella ja syöttöveden massavirtauksella saataisiin haluttu savukaasun lämpötila kattilan jälkeen. Lisäksi määritettiin, kuinka kuumaa tulistettua höyryä voitaisiin tuottaa savukaasun avulla.
Tutkimuksen pohjalta todettiin, että kaksivaiheinen kattila ei ole mahdollinen, koska savukaasun antama teho kattilaan ei ole riittävä. Kaksivaiheisen kattilan tarvitsema teho on huomattavan paljon suurempi kuin nykyisen käytössä olevan kattilan.
Vaihtoehtoinen ratkaisu, jossa nostetaan kattilan paine 1,4 baariin ja syöttöveden massavirtausta 19,2 kilogrammaan tunnissa, toisi halutun tuloksen savukaasun loppulämpötilan osalta ja olisi mahdollinen nykyisen polttoaineen avulla. Lisäksi saataisiin nostettua tulistetun höyryn lämpötila 230 celsiusasteeseen. (Taulukko 1.)
| Nykyinen | Uusi | ||||
| p syöttövesi | 1,1 | bar | p syöttövesi | 1,4 | bar |
| m syöttövesi | 2 400 | kg/h | m syöttövesi | 2 419,2 | kg/h |
| T syöttövesi | 102,29 | °C | T syöttövesi | 109,29 | °C |
| T höyry | 150,00 | °C | T syöttövesi | 230,00 | °C |
Kattilanpaineen nosto toisi vuodessa suoria säästöjä noin 30 000 euroa. Lisäksi yritys säästäisi noin 600 000 euroa noin joka toinen vuosi, kun laitoksella tehtävät huoltoseisakit voitaisiin tehdä suunnitellun huoltovälin (joka neljäs vuosi) mukaisesti.
Pokka Sami, insinööri (AMK)
Oulun ammattikorkeakoulu, Tekniikan yksikkö
Kypsyysnäyte perustuu opinnäytetyöhön: Pokka, S. 2022. Jätelämpökattilan tehostamisvaihtoehtojen tarkastelu. Oulun ammattikorkeakoulu. Energiatekniikan tutkinto-ohjelma. Opinnäytetyö. https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202205036942
Lähteet
[1] SSAB. 2019. SSAB Raahe – esittelymateriaalit. Hakupäivä 26.4.2022. SSAB eWorx intranet.
Vastaa
Sinun täytyy kirjautua sisään kommentoidaksesi.