Yhteistuotantolaitoksen savukaasujen ylijäämälämmön hyödyntämistutkimus

Abstract

Alva-yhtiöt Oy:lla on herännyt kiinnostus tutkia ylijäämälämpöjen hyödyntämistä Keljonlahden voimalaitoksella. Alvalla on myös tarve kehittää kaukolämmönkokonaistuotantoa vuositasolla. Tämä tarkoittaisi käytännössä sitä, että Keljonlahden voimalaitoksen kaukolämpötehon nostaminen ylijäämälämpöpotentiaalilla vaikuttaisi kokonaisuutena Jyväskylän kaukolämpöverkon lämmöntuotantoon. Saatavilla olevaa savukaasujen ylijäämälämpötehoa kartoitetaan tässä tutkimuksessa erilaisilla ajotilanteilla, joiden avulla pystytään tutkimaan eri skenaarioita.

Työn tavoitteena on selvittää Keljonlahden voimalaitoksen savukaasujen ylijäämälämpöpotentiaali ja siitä aiheutuvat muutokset sähköenergian tuotantoon ja polttoaineen massavirtaan eri mitoitustehoilla. Potentiaali kartoitetaan eri ajotilanteissa. Työn toisena tavoitteena on tehdä kannattavuustarkastelu, jossa tarkastellaan lämmöntalteenottojärjestelmän kannattavuutta omakustannushinnan avulla eri mitoitustehoilla.

Työn tuloksena saatiin selvitettyä savukaasujen ylijäämälämpöpotentiaali, vaikutukset ja omakustannushinnat yhteensä 15 erilaisella ajotilanteella sekä eri mitoitustehopisteissä 0 ja 100 MW välillä. Ajotilanteet määriteltiin yhdessä Alvan kanssa, mukaillen heidän näkemystään tulevaisuuden ajotilanteista. Tulokset toimivat mahdollisien investointipäätöksien tukena. Toteutuneella lämmöntalteenottojärjestelmällä voidaan saavuttaa mm. optimaalisempi lämmöntuotantojakauma eri lämpölaitoksien välillä. Pitkällä aikavälillä toteutuneet ratkaisut vähentävät myös kasvihuonekaasupäästöjä paikallisesti ja globaalisti.

In Alva-yhtiöt Oy has raised interest to study the utilization of surplus heat from Keljonlahti power plant’s heat recovery system. Also, there is a need to develop total district heat production on an annual basis. In practice, this would mean that increasing the power of the Keljonlahti power plant with the surplus heat potential would have an overall impact on the heat production of the Jyväskylä district heating network. The available surplus heat output of flue gases is discovered in this study with different plant operating situations, which can be used to study different scenarios.

The aim of the work is to determine the surplus heat potential of the flue gases at the Keljonlahti power plant and the resulting changes in the production of electrical energy and the mass flow of fuel with different sized rate power. The potential is studied in different operating situations. Another objective of the work is to conduct a feasibility study, which examines the profitability of the heat recovery system by utilizing the cost price at different sizing capacities.

As a result of this study, the surplus heat potential, effects and cost prices of flue gases in a total of 15 different operating situations and at different design power points between 0 and 100 MW were determined. Operating situations were defined together with Alva, in line with their vision of future plant operating situations. The results will support potential investment decisions. The implemented heat recovery system can achieve, among other things, a more optimal heat production distribution between different heating plants. Long-term solutions also reduce greenhouse gas emissions locally and globally.