Jäähdytysveden lämpökuorman määrittäminen ja ympäristövaikutukset

Abstract

Tämä kandidaatintyö on tehty Metsä Fibre Oy Äänekosken biotuotetehtaalle. Työn tavoitteena on määrittää jäähdytysvesistä syntyvä lämpökuorma hyödyntäen automaatiojärjestelmän historiatietoja ja energiataseita. Jäähdytysveden lämpökuorman määrittämiseksi tehtaalle asennettiin muutamia paikallismittauksia, jotta laskenta pystyttiin toteuttamaan nyt ja tulevaisuudessa.

Suurin osa jäähdytysvesien lämpökuormasta syntyy höyryturbiinin ja haihduttamon lauhduttimissa. Jäähdytysvetenä käytetään mekaanisesti puhdistettua raakavettä, jota valmistetaan tehtaan raakavesiasemalla. Lämmennyt jäähdytysvesi aiheuttaa vesistöön pistekuormituksen, jonka vaikutukset riippuvat mm. lämpötilasta, tilavuusvirrasta ja vuodenajasta.

Työn laskentaosuudessa piti käyttää jäähdytysveden lämpötilan suhteen oletuksia, koska tehtaalta lähtevän jäähdytysveden lämpötilaa ei ollut aikaisemmin tiedossa. Mittausten puuttumisen takia tässä työssä lasketaan arvio todellisesta lämpökuormasta. Laskennassa hyödynnettiin ympäristöhallinnon laatimaa ympäristölupaa, jossa ennustettiin tuotantolaitoksesta syntyvän lämpökuorman suuruutta. Lopuksi verrattiin omia lämpökuormalaskelmia ympäristöhallinnon määrittämiin ennusteisiin.

This bachelor’s thesis was done for the Metsä Fibre Oy bioproduct mill in Äänekoski. The object of the thesis was to define the thermal load of cooling water using data from the automation system. A few sensors were installed at the mill in order to define the thermal load in this thesis and in the future.

The cooling water absorbs most of its heat energy in the turbine plant and in the surface condenser of the evaporator. Mechanically treated raw water is used as a cooling water and it is produced in the plant’s raw water station. Outflowing cooling water introduces a point load into the local water system. Its effects are dependent on the temperature of the cooling water, volume flow and time of year among other things.

Assumptions were made in the calculations of this thesis as the temperature of outflowing cooling water was previously unknown. Lack of measurements concerning the cooling water changed the aim of this thesis to defining only an estimate of the thermal load. Environmental permission from the Finnish environmental administration (ELY) estimates the amount of thermal load coming from production plants. It was used in the calculations of this thesis which were then compared to the estimates set by the environmental administration.