Pyörimisnopeuden vaikutus regeneratiivisen ilmanesilämmittimen hyötysuhteeseen

Abstract

Vaskiluodon Voima Oy:llä on Vaasan Vaskiluodossa höyryvoimalaitos, joka käyttää polttoaineena kivihiiltä sekä hakkeesta ja turpeesta tuotettua kaasua. Voimalaitos tuottaa sähköä ja kaukolämpöä samanaikaisesti. Voimalaitokselle uusittiin kesän 2012 vuosi-huollon yhteydessä Ljungström-tyyppisen palamisilmanesilämmittimen pyörityslaitteet. Samassa yhteydessä uusittiin myös pyörityslaitteiden sähköistys ja käyttöihin lisättiin taajuusmuuttajat. Ennen pyörityslaiteuusintaa esilämmittimen pyörimisnopeus oli vakio 1,02 kierrosta minuutissa, mutta pyörityslaiteuusinnan jälkeen esilämmittimen pyöri-misnopeutta voidaan säätää 0,94 kierroksesta 1,30 kierrokseen minuutissa.

Diplomityön tarkoituksena oli tutkia, miten esilämmittimen pyörimisnopeus vaikuttaa esilämmittimen lämpötilahyötysuhteeseen, ilmavuotoihin ja sähkön kulutukseen sekä esilämmittimen jälkeisen savukaasun lämpötilaan, kun kattilaa ajetaan erilaisilla tehoilla. Työn tavoitteena oli löytää optimipyörimisnopeus, jolla voidaan nostaa esilämmittimen hyötysuhdetta.

Tutkimuksen teoriaosuudessa tarkastellaan esilämmittimen prosessikytkentää ja selvite-tään kirjallisuuden pohjalta lämmönvaihtimien toimintaa, rakennetta sekä niihin liittyviä käsitteitä ja määritelmiä. Tutkimusosuus perustuu prosessimittauksien ja niistä tehtyjen laskentojen vertailuun eri pyörimisnopeuksilla. Sähkötehon kulutus ja esilämmittimen jälkeisen savukaasun lämpötila saadaan suoraan prosessimittauksista, kun taas lämpöti-lahyötysuhde ja ilmavuodot määritetään laskemalla.

Tutkimustulokset osoittivat, että esilämmittimen pyörimisnopeuden muutoksilla voidaan vaikuttaa esilämmittimen lämpötilahyötysuhteeseen, ilmavuotoihin sekä sähkötehon kulutukseen. Työn tuloksena esilämmittimelle löydettiin kattilatehosta riippumaton pyörimisnopeus, jolla voidaan sekä parantaa esilämmittimen hyötysuhdetta että vähentää esilämmittimen ilmavuotoja.