Biovoimalaitoksen tehokkuuden mittaaminen

Abstract

Ilmastonmuutoksen hillitseminen vaatii energiantuotannon päästöjen vähentämistä. Energiantuotannon päästöjä saadaan pienennettyä parantamalla energiatehokkuutta ja lisäämällä uusiutuvien energialähteiden osuutta energiantuotannossa. Pääasiassa biomassaa polttava Kaukaan Voima Oy:n biovoimalaitos Lappeenrannassa mahdollistaa vähäpäästöisen ja tehokkaan lämmön ja sähkön yhteistuotannon. Tässä diplomityössä perehdyttiin voimalaitoksen tehokkuuden mittaamiseen. Kaukaan Voima Oy:n biovoimalaitoksen voimalaitoshyötysuhde oli laskenut viimevuosien aikana. Yksi työn tavoitteista oli voimalaitoshyötysuhteen tarkempi analyysi. Lisäksi työssä selvitettiin Kaukaan Voiman kattilahyötysuhde sekä 2018 joulukuussa käyttöönotettujen kattilan kehittyneiden säätöjen vaikutus kattilahyötysuhteeseen. Monessa voimalaitoksen tehokkuuden, kuten voimalaitos- ja kattilahyötysuhteen laskennassa tarvitaan tieto polttoaineen energiamäärästä. Polttoaineen energiamäärän laskentaan perehdyttiin sekä teoriaosassa että myöhemmin Kaukaan Voiman näkökulmasta. Viime vuosien voimalaitoshyötysuhteen lasku johtui pääasiassa polttoainetaseen laskentatavan muutoksista, ei itse voimalaitoksen toiminnan heikentymisestä. Suurimmat haasteet voimalaitoksella olivat polttoainetaseen hallinta sekä prosessihöyryn virtauksen mittaaminen. Digitalisaatio mahdollistaa nykyistä reaaliaikaisemman polttoainetaseen seurannan, sekä luo mahdollisuuksia virtausten mittaamiseen esimerkiksi taselaskennan avulla.

Race against climate chance is changing our way to produce energy. Sustainable energy production means that we reduce the use of fossil fuels and start using renewable energy sources. At the same time, we need to improve energy efficiency. Kaukaan Voima Oy has a highly efficient biomass-fired power plant in Lappeenranta which is combined heat and power plant and produce energy with low emissions. The efficiency measurement of power plant was the main focus in this master thesis. The aim of master thesis was to find out why the power plant efficiency has decreased in recent years in Kaukaan Voima. Control system updates of boiler were finalized in December 2018. The other goal was to look into boiler efficiency and how the updates of control system affect to the boiler efficiency. Energy content of the fuel is important in power plants and it is also used in many efficiency indicators. First the means was to calculate the energy amount of fuel and also later the aim was to find out how energy amount of fuel was managed at Kaukaan Voima. Power plant efficiency has decreased because of change in calculation process. The power plant was still running at a good efficiency level. The main challenges were in the calculation of fuel energy amount and in the measurement of process steam flows. The improvement of efficiency can be reached by digitalization.