Työkoneiden dieselmoottoreiden hyötysuhteen parantaminen lämmöntalteenoton avulla

Tämä diplomityö on osa Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa tehtävää tutkimusta polttomoottoreiden energiatehokkuuden parantamisessa. Työn tavoitteena on saada tutkimustietoa polttomoottoreiden hukkalämpövirtojen hyödyntämisestä sähköntuotannossa. Tavoitteena on muodostaa näkemys Mikro-ORC energiamuuntimen mahdollisuuksista ja reunaehdoista osana työkoneluokan (150 kW… 400 kW) dieselmoottorikokonaisuutta, erityisesti maataloussektorilla. Työssä tarkasteltaviksi moottoreiksi valittiin kaksi eri AGCO Sisu Powerin dieselmoottoria. Laskennat suoritettiin moottorin valmistajan antamien hukkalämpövirtojen arvojen perusteella. Laskennan perusperiaatteena oli tutkia ORC-prosessin tuottamaa lisäsähkötehoa hyödyntämällä pakokaasujen lämpöenergiaa korkea-, keski- ja matalalämpötiloissa. Työssä vertailtiin kahden eri kiertoaineen prosessihyötysuhdetta, saatava sähkötehoa sekä prosessin sisäisiä parametreja. Lisäksi työssä tutkittiin ORC-prosessin laskentaa suunnittelupisteessä (design) ja suunnittelupisteen ulkopuolella (off-design), prosessisuureiden optimointia ja lämmönsiirtimien mitoitusta. Diplomityössä tarkasteltiin moottorin energiataseen mukaisten arvojen lisäksi moottorin parametrien muuttamisen vaikutusta hukkalämpövirroista saatavan tehoon. Työssä saatiin arvokasta tietoa polttomoottoreiden hukkalämpövirtojen muuntamisesta sähköksi ORC:lla sekä moottorin energiatehokkuuden parantamisesta.

Sorbent characterization for circulating fluidized bed scrubbers

Harmful sulfur dioxide (SO2) emissions from power plants have increasingly been restricted since the 1970’s. Circulating fluidized bed (CFB) scrubber is a dry flue gas desulfurization method of absorbing SO2 out of the flue gas with sorbent. In current commercial plants, the used sorbent is commercial or on-site hydrated calcium hydroxide. The CFB scrubber process is characterized by a close but adequate approach to the flue gas saturation temperature that is achieved by spraying water to the absorber followed by a particulate control device. Very high SO2 removal is achieved along with a dry byproduct that is continuously recirculated back to the absorber for enhanced sorbent utilization. The aim of this work is to develop a method that would characterize the reactivity of sorbents used in CFB scrubbers and to conclude how different process parameters and sorbent properties affect the sulfur absorption. The developed characterization method is based on a fixed bed of sorbent and inert silica sand, through which an SO2 containing gas mixture is led. The reaction occurs in the bed and the SO2 concentration in the outlet as a function of time, a breakthrough curve, is obtained from the analyzer. Reactivity of the sorbents are evaluated by the absorbed sulfur amount. Results suggest that out of process parameters, lower SO2 concentration, lower temperature and higher moisture content enhance the desulfurization. Between different sorbents, specific surface area seems to be the most significant parameter. Large surface area linearly leads to more efficient desulfurization. Overall, the solid conversion levels in the tests were very low creating uncertainty to the validity of the results. New desing is being planned to overcome the problems of the device.

Raahen seutukunnan liikenneturvallisuussuunnitelma

Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus ja Raahen seudun kunnat, Raahe, Pyhäjoki, Siikajoki ja Vihanti ovat yhteistyössä laatineet Raahen seutukunnan liikenneturvallisuussuunnitelman. Suunnittelutyö on tehty Raahen seutukunnan kuntien yhteisenä suunnitteluprosessina. Työn tuloksena on kuntakohtaisten raporttien lisäksi koottu seudullinen suunnitelma, jossa on esitetty liikenneympäristön parantamisperiaatteita, liikennekasvatustyön toimintasuunnitelma sekä keskeiset kuntakohtaiset toimenpidelistat. Liikenneympäristön parantamistoimenpiteiden suunnittelussa on otettu huomioon liikennemäärät, liikenneonnettomuudet, kyselyjen tulokset, työryhmän palautteet, aloitteet, suunnittelijoiden ja työryhmän maastotarkastelut sekä yleisötilaisuuden palautteet. Kuntakohtaiset toimenpideohjelmat ovat raportin liitteenä. Liikenneympäristön parantamistoimenpiteiden toteuttaminen on vaiheistettu 2 - 3 ohjeelliseen kiireellisyysluokkaan. Osa toimenpiteistä vaatii tarkempaa jatkosuunnittelua, mutta pieniä toimenpiteitä voidaan toteuttaa heti. Raahen seutukunnan alueen maantie- ja katuverkolle on suunnitelmassa esitetty 208 liikenneympäristön parantamistoimenpidettä. Lisäksi nopeusrajoitusmuutoksia on esitetty alueen maantie- ja katuverkolle yhteensä 57. Raahen seutukunnan alueen liikenneympäristön parantamistoimenpiteet maksavat yhteensä noin 31 M€ vuoden 2011 hintatasossa. Pyhäjoen kunnan alueelle sijoittuvien parantamistoimenpiteiden kustannukset ovat noin 8,5 M€, Raahen kaupungin noin 9,9 M€, Siikajoen kunnan noin 7,1 M€ ja Vihannin kunnan noin 5,3 M€. Kustannusarvioista puuttuu muutama yksittäinen erillissuunnittelua vaativa kohde. Toimenpide-ohjelmat sisältävät Pyhäjoelle rakennettavan ydinvoimalan rakentamisen aikaisen liikenteen hoidon vaatimat valtatien 8 parantamistoimenpiteet. Näitä toimenpiteitä on yhteensä 24 kpl ja niiden alustavat kustannukset ovat vajaat 10 M€. Pyhäjoen kohdan toimenpiteiden kustannukset ovat noin 6,3 M€, Raahen kohdan noin 2,2 M€ ja Revonlahden kohdan noin 1,4 M€. Ydinvoimalan rakentamisen edellyttämä tiestön parantaminen toteutetaan erillisrahoituksella. Seudun maantieverkolle esitetyillä nopeusrajoitusmuutoksilla säästetään vuositasolla yhteensä 0,87 henkilövahinko-onnettomuutta, jonka laskennallinen onnettomuuskustannussäästö on vuositasolla vuoden 2011 hintatasossa noin 430 000 euroa. Lisäsäästöjä saadaan vielä kuntien katuverkon aluenopeusrajoitusten muutoksilla. Seudun maantieverkolle esitetyillä parantamistoimenpiteillä saadaan vuositasolla vähennettyä noin 1,1 henkilövahinko- onnettomuutta, joka vastaa vuositasolla noin 540 000 euron onnettomuuskustannussäästöjä. Merkittäviä lisäsäästöjä saadaan vielä kuntien katuverkon parantamistoimenpiteillä. Suunnittelutyössä tehtiin kaikissa kuntakeskustoissa esteettömyyskävelyt, joilla selvitettiin liikkumisen ongelmakohteita. Esteettömyysselitysten tulokset, ongelmakohteet ja parannustoimenpiteet on esitetty kuntakohtaisissa raporteissa. Esteettömyystoimenpiteiden kustannusvaikutuksia ei ole arvioitu. Suunnitelmassa esitetään, että Raahen seudun kunnissa otetaan käyttöön liikenneturvallisuustyön seudullinen toimijamalli. Liikenteen koulutus- ja tiedotustoiminnan osalta suunnitelmassa on määritelty kaupungin liikenneturvallisuustyöryhmän toiminta ja tehtävät, kytkeytyminen seudulliseen liikenneturvallisuustyöhön sekä liikennetyön tavoitteet ja toimenpide-ehdotukset.

Ultimate capacity of stainless steel rectangular hollow section X- joints at low temperatures

Growing demand for stainless steel construction materials has increased the popularity of substitutive materials for austenitic stainless steels. The lean duplex grades have taken their place in building of structures exposed to corrosive environments. Since the duplex grades are relatively new materials, the current codes and norms do not fully cover the newest duplex grades. The joints tested in this thesis were designed and studied according to Eurocode 3, even though all the materials are not yet accepted to the standards. The main objective in this thesis was to determine the differences of the used materials in behaviour under loading at low temperatures. Tests in which the deformation and strength properties of the joints were determined were done at the temperature of -46°C, which is the requirement of temperature for structures designed according to Norsok standards. Results show that replacing the austenitic grade with the lean duplex grade is acceptable.

Forest contractors entrepreneurial skills development in Finland by Forest Expertise and Innovation Network : project in 2009 - 2013

Julkaisumaa: 578 NO NOR Norja