Voimalaitosten energiatehokkuuden valvonta

Abstract

Diplomityö on tehty yhteistyössä Metso Automaation ja Pohjolan Voiman kanssa. Työn tavoitteena on ollut kehittää helppokäyttöinen energiatehokkuuden valvontasovellus voimalaitosten käyttöhenkilökunnalle ja johdolle. Case-laitoksina olivat Pohjolan Voiman Tahkoluodon lauhdevoimalaitos ja Rauman CHP-voimalaitos. Energiatehokkuudesta on muodostunut energiantuotannon tärkein yksittäinen menetelmä kasvihuonekaasujen vähentämisessä ja polttoaineiden hyötykäytössä. Euroopan unionin uudet energiatehokkuusdirektiivit asettavat voimalaitoksille myös tiukentuneita vaatimuksia energiansäästötoimenpiteissä ja päästöjen pienentämisessä, joissa energiatehokkuus on halpa ja nopea menetelmä. Energiatehokkuuden parantamisprosessissa voimalaitos on ajateltava kokonaisuutena. Monilla komponenteilla ja prosesseilla on vaikutus myös muihin osa-alueisiin, jotka on huomioitava kokonaisuuden tarkastelussa. Osa-prosesseja on optimoitu jo pidemmän aikaa ja tämän diplomityön tarkoituksena on ollut kehittää sovellus kokonaisuuden hallintaan. Tavoitteena on parantaa ja ylläpitää energiatehokkuutta. Sovellus käyttää hyödyksi Metso Automaation informaatiojärjestelmään kerättyjä prosessitietoja ja työkaluja. Hyvällä energiatehokkuuden valvonnalla pystytään löytämään eri vuorojen parhaat ajotavat. Tämän avulla saadaan vähennettyä polttoaineen kulutusta, parannettua polttoaineen hyötykäyttöä ja lisättyä voimalaitoksen käyttövarmuutta. Energiatehokkuuden parantaminen vähentää myös päästöjä. Saamalla tieto laitteiden tai prosessin ongelma-alueista (vuodot, tukkeumat ym.), pystytään vaikuttamaan niiden parantamiseen ennen kuin ne aiheuttavat laitoksen alasajoa. Energiatehokkuuden valvonnassa määritetään ensin laitoksen kannalta olennaisimmat seurattavat kohteet ja luodaan niille luotettavasti tarkkailtavia mittareita. Laitokset ovat yksilöllisiä ja yleisten vertailuarvojen määrittäminen ei ole aina tarpeeksi luotettavaa. Mittarit perustuvat luotettaviin referenssiarvoihin tai historiadatan arvoihin. Tämän seurauksena käyttöhenkilökunta näkee laitoksen energiatehokkuuden tason tietyssä toimintapisteessä. Voimalaitosten energiatehokkuus on iso kokonaisuus, jonka takia diplomityössä tehdyssä valvontasovelluksessa on keskitytty laitoksien kannalta olennaisimpiin kohtiin. Sovelluksen informaation on oltava luotettavaa, jotta vältetään riskitilanteet. Pidemmän aikavälin testauksella haetaan laitoksen mittaristolle parhaat raja-arvot. Sovellus keskittyy normaaliajoon eikä huomio kustannuspuolta.