Kaukolämpöverkon käytön optimointi

Abstract

Tämän diplomityön tarkoituksena on selvittää mahdollisuuksia Kotkan Energia Oy:n kaukolämpöverkon ja aivan erityisesti sen käytön kehittämiseen. Kaukolämmön optimaalinen toimittaminen on tasapainoilua kaukolämpöveden virtausten ja lämpötilojen välillä. Kaukolämpöverkon käyttöä voidaan parantaa laskemalla syötettävän kaukolämpöveden menolämpötilaa muu tuotanto ja asiakkaiden tarpeet huomioiden. Lämpötiloja laskiessa verkon oikein ajoitettu varaaminen muuttuu entistä tärkeämmäksi tekijäksi, koska sen avulla voidaan vähentää varatehon käyttöä. Alhaisempi menolämpötila laskee kaukolämpöverkon lämpöhäviöitä, mutta lisää kaukolämpöveden virtausta kuluttajien tehontarpeen pysyessä vakiona. Välipumppauksen käyttö sekä matalammat paine-erot laskevat pumppaushäviöitä, mutta työssä tehtyjen havaintojen perusteella selvästi suurin vaikutus kustannuksiin on lämpöhäviöillä. Laitoskäytöstä vastaavat operaattorit ohjaavat myös kaukolämpöverkon käyttöä, mikä tekee heidän toiminnastaan kriittisen tärkeää kaukolämpöverkon käytön optimoinnin kannalta. Kaukolämpöakku havaittiin myös kannattavaksi investoinniksi, joka samalla vähentäisi tuotannon riippuvuutta operaattorien päätöksistä.

The purpose of this master’s thesis is to examine the possibilities to improve the district heating network of Kotkan Energia Ltd and especially the way it is being used. Optimal supply of district heat is a balancing act between the flow and temperature of district heating water. District heating network usage can be improved by lowering the temperature of the water supplied. When doing so, other production and customer needs will have to be taken into consideration. As temperatures used in the network fall, heat storing becomes an increasingly important factor because it can be used to lower the need for backup heat production capacity. Lower feed water temperatures reduce the district heating network heat losses, but increase water flow as power demand remains constant. Use of intermediate pumping as well as lower pressure differences decrease pumping losses, but the costs of heat losses were found to be the most significant factor. Operators in charge of plant operation are also in control of district heating network usage. This makes their work extremely important considering the optimization of district heating network usage. District heat storage was also found to be a profitable investment that would help reduce the dependence on the production decisions of operators.