Turbiinin tiivistehöyryn lämmöntalteenotto

Tässä kandidaatintyössä tutkitaan Fortum Power and Heat Oy:n Joensuun voimalaitoksen tiivistehöyryn lämmöntalteenoton tehostamisvaihtoehtoja. Tiivistehöyryä syntyy pääasiassa höyryturbiinin labyrinttitiivisteiden läpi virtaavana höyrynä, joka lasketaan turbiinista poistuvaksi lämpöenergiaksi. Tiivistehöyryn kiertoprosesseja on olemassa useita erilaisia, mutta tässä työssä keskitytään erityisesti Joensuun voimalaitoksen tiivistehöyryn kiertoprosessiin ja sen tehostamiseen. Joensuun voimalaitos on tyypiltään vastapainehöyryvoimalaitos, joka on varustettu turbiinin lauhdutusosalla. Työssä esitellään voimalaitoksen tiivistehöyryjärjestelmän nykytilanne sekä eri mahdollisuuksia hyödyntää tiivistehöyryn sisältämä lämpöenergia tehokkaammin ja näin tehostaa voimalaitoksen energiantuotantoa ja -käyttöä. Työssä keskitytään tarkastelemaan ainoastaan tiivistehöyryn lämmöntalteenoton tehostamista, muut energia-analyysin sisältämät kohteet on jätetty tutkimuksen ulkopuolelle. Energia on olennainen osa nykyistä yhteiskuntaa. Pyrittäessä yhä kustannustehokkaampaan liiketoimintaan, nousee energiatehokkuus usein mielenkiinnon kohteeksi. Nykyisessä tilanteessa Joensuun voimalaitoksen vastapaineajon aikana tiivistehöyryn sisältämä lämpöenergia hukataan pääasiassa lähellä virtaavaan Pielisjokeen. Tarvittavat putkistot tiivistehöyryn lämmöntalteenottamiseksi kaukolämpökiertoon on olemassa, mutta systeemistä ei ole saatu toimivaa. Talvella suurimman kaukolämpökuorman aikana tiivistehöyrystä saatava ylimääräinen lämpöteho vähentäisi biokattilan tehontarvetta ja näin syntyisi konkreettisia säästöjä. Tutkimuksen tärkein tavoite on tutkia voidaanko tiivistehöyryn lämmöntalteenottoa tehostaa, ja jos voidaan, niin mitkä ovat vaihtoehdot, mahdolliset riskit ja investointikustannukset. Vaihtoehtoja kartoitettiin työssä sekä nykyisin olemassa olevan laitteiston pohjalta, kuin myös uusien vaihtoehtojen pohjalta.