Höyryverkon energiatehokkuuden analysointi ja kehitys
Tamminen, Tuure (2022)
Diplomityö
2022
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022062248468
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022062248468
Tiivistelmä
Diplomityön tavoitteena on analysoida Kaukaan tehdasintegraatin höyryverkkoa ja löytää keinoja ulospuhalluksen ja apulauhdutuksen vähentämiseen. Työssä tutkittiin Kaukaalla sijaitsevia höyryntuottajia, -kuluttajia ja verkkoon liitettyjä tasaavia elementtejä sekä perehdyttiin höyryverkon säätötapaan erilaisissa ajotilanteissa.
Höyryverkon toimintaa tarkasteltiin data-analyysin keinoin. Työkaluna käytettiin pääosin Trimblen Wedge-ohjelmaa. Suurimman säätöhaasteen verkolle luo sellutehtaan eräkeittämö, jonka höyrynkulutus on luonteeltaan repivää. Lisäksi kuivauskoneiden ja paperikoneen ratakatkot aiheuttavat höyryverkolle säätöongelmia.
Osana työtä perehdyttiin höyryverkon ylätasonsäädön toimintaan, tarkasteltiin ylätasonsäätimen askelvastemallien paikkansapitävyyttä integraatin muuttuneessa tilanteessa sekä laskettiin jakeluverkoston virtausnopeuksia. Ylätasonsäätö on ollut vain osittain höyryverkon käytössä, sillä joitakin säädön osia ei koettu toimiviksi. Tämä ei kuitenkaan osoittautunut pitävän paikkaansa. Kävi ilmi, että esimerkiksi höyryakku toimi tietyissä tilanteissa paremmin ylätasonsäätimen ohjauksessa. The objective of this Master’s thesis is to analyze the steam network of the Kaukas mill integrate and to find ways to reduce the blow-out and auxiliary condensation. Steam producers, consumers and balancing elements that are connected to the network are studied. Controlling the steam network in different situations is also introduced.
The operation of the steam network has been studied by means of data analysis. The main tool used for data-analysis is Wedge by Trimble. The biggest control challenge for the network is created by the pulp mill's batch digester. The steam consumption of the batch digester is rapidly changing. In addition, line breaks in dryers and paper machines cause control problems for the steam network.
In the thesis the operation of the model predictive control of the steam network is also studied. The model predictive controller has only been partially used because some parts of the control have not been perceived to work. However, it was found in the thesis that, for example, the steam accumulator would seem to work better in the control of the model predictive controller in certain situations. The accuracy of the step response models of the model predictive controller in the changed situation of the integrate has been considered and the flow velocities in the distribution network have been calculated.
Höyryverkon toimintaa tarkasteltiin data-analyysin keinoin. Työkaluna käytettiin pääosin Trimblen Wedge-ohjelmaa. Suurimman säätöhaasteen verkolle luo sellutehtaan eräkeittämö, jonka höyrynkulutus on luonteeltaan repivää. Lisäksi kuivauskoneiden ja paperikoneen ratakatkot aiheuttavat höyryverkolle säätöongelmia.
Osana työtä perehdyttiin höyryverkon ylätasonsäädön toimintaan, tarkasteltiin ylätasonsäätimen askelvastemallien paikkansapitävyyttä integraatin muuttuneessa tilanteessa sekä laskettiin jakeluverkoston virtausnopeuksia. Ylätasonsäätö on ollut vain osittain höyryverkon käytössä, sillä joitakin säädön osia ei koettu toimiviksi. Tämä ei kuitenkaan osoittautunut pitävän paikkaansa. Kävi ilmi, että esimerkiksi höyryakku toimi tietyissä tilanteissa paremmin ylätasonsäätimen ohjauksessa.
The operation of the steam network has been studied by means of data analysis. The main tool used for data-analysis is Wedge by Trimble. The biggest control challenge for the network is created by the pulp mill's batch digester. The steam consumption of the batch digester is rapidly changing. In addition, line breaks in dryers and paper machines cause control problems for the steam network.
In the thesis the operation of the model predictive control of the steam network is also studied. The model predictive controller has only been partially used because some parts of the control have not been perceived to work. However, it was found in the thesis that, for example, the steam accumulator would seem to work better in the control of the model predictive controller in certain situations. The accuracy of the step response models of the model predictive controller in the changed situation of the integrate has been considered and the flow velocities in the distribution network have been calculated.