Secondhand equipment in engineering projects : design concept

Abstract

The aim of this thesis is to explore the integration of secondhand equipment in process industry investment projects, focusing on the second-generation biorefineries. It addresses the question of whether using secondhand equipment can lead to cost savings without compromising operational efficiency, quality, and project success. The study is qualitative, data is collected from literature and the case study is done by using Aspen EDR software.

Objectives include comparing the sizing process of a new process equipment to a secondhand equipment, determining the impact on project implementation and engineering, and developing a calculation model based on identified variables. The research excludes equipment procurement, manufacturing design, verifying equipment mechanical condition and maintenance projects.

This master’s thesis consists of seven chapters. The initial chapters discuss drivers for exploiting the secondhand equipment, such as circular economy and sustainability, raw material production environmental effects, review of typical process equipment used in biorefinery projects, and project implementation phases. The following chapters focus in more detail on engineering project, different types of heat exchangers as an equipment, the selection and sizing of process equipment, development of a design concept based on secondhand equipment, and cost analysis based on a simulation model. The results highlight circular economy as a high-level driver effecting on sustainable equipment selection and secondhand equipment feasibility with certain constrains. The identified considerations for the engineering related to secondhand equipment are compiled in the multi-discipline design concept presented in Appendix 8, which illustrates how wide effect equipment has on engineering in different project phases.

Tämän diplomityön tavoitteena on tutkia käytettyjen prosessilaitteiden käyttöä prosessiteollisuuden investointiprojekteissa, keskittyen toisen sukupolven biojalostamoihin. Työ käsittelee käytetyn laitteen mahdollisuuksista tuoda kustannussäästöjä vaarantamatta prosessia, ja projektin onnistumista. Tutkimus on laadullinen, ja aineisto on kerätty kirjallisuudesta ja tapaustutkimuksesta, jonka simulointi on tehty Aspen EDR -ohjelmistolla.

Työn keskeisiä tavoitteita ovat käytetyn laitteen suunnittelun vertaaminen uuden laitteen vastaavaan prosessiin suunnitteluprojektin näkökulmasta, projektin toteutukseen kohdistuvien vaikutusten määrittäminen, sekä laskentamallin kehittäminen havaittujen muuttujien perusteella. Tutkimus ei sisällä laitteiden hankintaa, valmistussuunnittelua, eikä kunnossapitoa.

Diplomityö koostuu seitsemästä luvusta. Alkuvaiheen luvut käsittelevät kannustimia käytettyjen laitteiden käyttöön, kuten kiertotaloutta ja kestävää kehitystä, sekä raaka-ainetuotannon ympäristövaikutuksia, sekä biojalostamoprojektien prosessilaitteistoa ja projektin toteutusvaiheita. Seuraavissa luvuissa käsitellään tarkemmin erilaisia lämmönvaihtimia laitteina, sekä prosessilaitteiden valintaa ja mitoitusta, simuloidaan käytetyn laitteiston suunnittelukonseptia ja vertaillaan laskentamallin simuloituja tuloksia. Tuloksissa korostuu kiertotalouden kannustava vaikutus käytetyn laitteen valintaprosessissa ja laitteen hyödynnettävyys rajoitukset huomioiden. Työssä tunnistetut suunnittelualakohtaiset huomiot on koottu liitteessä 8 esitettyyn suunnittelukonseptiin, joka havainnollistaa laitevalinnan laajan vaikutuksen eri suunnittelualoihin projektin eri vaiheissa.