Savukaasupesurin levylämmönsiirtimen likaantuminen biovoimalaitoksessa
Järvelä, Ville (2018)
Diplomityö
Järvelä, Ville
2018
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018051524149
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018051524149
Tiivistelmä
Tämä diplomityö on tehty Vapo Oy:n toimeksiannosta ja työssä tutkittiin Forssan biovoimalaitoksen savukaasupesurin lämmöntalteenottosiirtimen likaantumista. Likaantuminen heikentää lämmönsiirtimen lämmönsiirto-ominaisuuksia ja aiheuttaa tätä kautta tuotannonmenetyksiä savukaasupesurin lämmöntalteenotossa. Työn tavoitteena oli tutkia likaantumisen syitä sekä etsiä optimaalisen ratkaisu lämmönsiirtimen puhtaanapitoon.
Työssä arvioitiin kirjallisuustiedon, mitatun prosessidatan ja erilaisin laboratoriokokein lämmönsiirtimen likaantumisen syitä, likaantumismekanismia ja likaantumisnopeuden vaihtelua. Työssä havaittiin, että likaantuminen johtuu pääosin kaukolämpöveden sisältämän kiinteiden epäpuhtauksien tarttumisesta lämmönsiirtimen lämmönsiirtopinnoille. Kaukolämpövettä puhdistamaan aiemmin hankittu sivuvirtasuodatin todettiin järkeväksi investoinniksi, koska on nähtävissä, että kaukolämpövesi on puhdistunut ja lämmönsiirtimen likaantuminen vähentynyt tämän ansiosta.
Työssä tutkittiin kuutta erilaista vaihtoehtoa lämmönsiirtimen puhtaanapitoon, joista suurimmassa osassa selvitettiin uuden lämmönsiirrinkapasiteetin hankkimista ja lämmönsiirtimen puhdistamista joko kemiallisesti tai mekaanisesti. Kustannustehokkaimmaksi toimenpiteeksi todettiin lämmönsiirtimen laajentaminen ja toimintatavan muuttaminen niin, että lämmönsiirrin puhdistetaan kahdesti vuodessa: kesärevisiossa ja ajokauden puolivälissä vuodenvaihteen tienoilla. This Master’s Thesis was done for Vapo Oy. In this work was studied fouling of the flue gas scrubber’s heat recovery exchanger in the biomass powerplant. Fouling of the heat exchanger weaken its heat transfer properties and this causes production losses in the heat recovery of flue gas scrubber. The aim of this Thesis was to study causes of fouling and look for the optimal solution for cleaning of heat exchanger.
Causes of fouling and fouling mechanism and fouling rate were researched using literature material, collected process data and laboratory experiments. The study found that the fouling is mainly due to the adhesion of solid particles in district heating water to the heat transfer surfaces of the heat exchanger. Previously investment for district heating water filter was a sensible investment. It can be seen that district heating water has been cleaned and fouling of the heat exchanger has been reduced due to this.
Six different alternative solutions for cleaning the heat exchanger were studied. Most of these were investigated to obtain the new heat transfer capacity and to the same time to clean the heat exchanger either chemically or mechanically. The most cost-effective solution was to expand the heat exchanger and change the mode of operation so that the heat exchanger is cleaned twice a year: in the summer and the middle of the operation cycle.
Työssä arvioitiin kirjallisuustiedon, mitatun prosessidatan ja erilaisin laboratoriokokein lämmönsiirtimen likaantumisen syitä, likaantumismekanismia ja likaantumisnopeuden vaihtelua. Työssä havaittiin, että likaantuminen johtuu pääosin kaukolämpöveden sisältämän kiinteiden epäpuhtauksien tarttumisesta lämmönsiirtimen lämmönsiirtopinnoille. Kaukolämpövettä puhdistamaan aiemmin hankittu sivuvirtasuodatin todettiin järkeväksi investoinniksi, koska on nähtävissä, että kaukolämpövesi on puhdistunut ja lämmönsiirtimen likaantuminen vähentynyt tämän ansiosta.
Työssä tutkittiin kuutta erilaista vaihtoehtoa lämmönsiirtimen puhtaanapitoon, joista suurimmassa osassa selvitettiin uuden lämmönsiirrinkapasiteetin hankkimista ja lämmönsiirtimen puhdistamista joko kemiallisesti tai mekaanisesti. Kustannustehokkaimmaksi toimenpiteeksi todettiin lämmönsiirtimen laajentaminen ja toimintatavan muuttaminen niin, että lämmönsiirrin puhdistetaan kahdesti vuodessa: kesärevisiossa ja ajokauden puolivälissä vuodenvaihteen tienoilla.
Causes of fouling and fouling mechanism and fouling rate were researched using literature material, collected process data and laboratory experiments. The study found that the fouling is mainly due to the adhesion of solid particles in district heating water to the heat transfer surfaces of the heat exchanger. Previously investment for district heating water filter was a sensible investment. It can be seen that district heating water has been cleaned and fouling of the heat exchanger has been reduced due to this.
Six different alternative solutions for cleaning the heat exchanger were studied. Most of these were investigated to obtain the new heat transfer capacity and to the same time to clean the heat exchanger either chemically or mechanically. The most cost-effective solution was to expand the heat exchanger and change the mode of operation so that the heat exchanger is cleaned twice a year: in the summer and the middle of the operation cycle.