Enhancement of water removal in the press section

The effectiveness of water removal on press section is very important for a paper and board machine’s functioning, efficiency and economy. Today, the most effective method for wet pressing is shoe press technology. Metso has carried out a number of studies concerning anew type of water removal method for a press section, which has also been patented. These studies include rough sketches and some test runs. These issues form the basis of this thesis. The objective of this work was to gather together information for a new and enhanced waterremoval method for a press section by studying the functioning of the device andcarrying out test runs. This method is referred to here as Hydronip. The main goal was tobuild a functional test site which fulfills all the necessary requirements and has all thenecessary information gathering devices. The design process was carried out by emphasizing the safety aspects. The goal was also to gather together information about the nip structure in running conditions, the seal function, and to carry out the nip tests with paper or board wads. This thesis consists of a theory part, the design and construction of the test site, and carrying out test runs through information gathering. The theory part consists of the principals of water removal from a press section, Hydronip construction, and the requirements for the test place. The safety aspects were taken into account especially in test runs, but also in the assembly stages. The design and construction of the test site includes the selection of equipment and surroundings that are needed for managing the test runs in the best possible way at certain premises. The test site included the equipment that was already on the premises. Some equipment could be used as it was but some equipment had to be manufactured or modified from existing equipment. A functional test site with information gathering devices was accomplished as a result of thethesis. Test runs demonstrated that the Hydronip concept is, at least on a small scale,functional. Short-term tests for seal functioning showed that the seal can be lubricatedsufficiently under different kinds of nip load situations. Wad tests demonstrated that the metal belt is durable against different sizes of external particles. The seal also endured wad tests even though the pressure impacts impaired the lubrication. MTS tests showing dry content increases, combined with a rough cost calculation and the basic function of the machine in test runs, show that with some further study Hydronip could be a promising new product for water removal from a paper or board machine’s press section.

Dieselmoottorin analogisen kierrosnopeusmittauksen digitalisointi

Työssä suunnitellaan kierrosnopeusmittauksen toteutus vanhaan Ford -teollisuusdieseliin käyttäen moottorin alkuperäistä kierrosnopeusanturia. Anturi kunnostetaan vaihtamalla vanha, palanut käämi uuteen digitaaliseen järjestelmään soveltuvaan käämiin. Sen toimin-ta halutulla kierrosnopeusalueella varmistetaan mittauksin ja tämän perusteella suunnitel-laan kytkentä sen liittämiseksi kierrosnopeuden laskevaan mikrokontrolleriin. Kytkennän toimivuutta testataan simuloimalla ennen prototyypin rakentamista. Erilaisia vaihtoehtoja analogisen näytön toteuttamiseksi tutkitaan ja niistä valitaan yksi ve-nekäyttöön soveltuva, joka toteutetaan järjestelmän näyttöratkaisuksi. Järjestelmälle suunnitellaan piirilevy, jolle prototyyppi kasataan. Mikrokontrollerille koodataan C -ohjelmointikielellä ohjelma, joka laskee dieselmoottorin kierrosnopeuden anturipulssien perusteella ja ohjaa näyttöä.

Reduction of specific energy consumption of a thermomechanical pulping plant

Kuumahiertoprosessi on erittäin energiaintensiivinen prosessi, jonka energianominaiskulutus (EOK) on yleisesti 2–3.5 MWh/bdt. Noin 93 % energiasta kuluu jauhatuksessa jakautuen niin, että kaksi kolmasosaa kuluu päälinjan ja yksi kolmasosa rejektijauhatuksessa. Siksi myös tämän työn tavoite asetettiin vähentämään energian kulutusta juuri pää- ja rejektijauhatuksessa. Päälinjan jauhatuksessa tutkimuskohteiksi valittiin terityksen, tehojaon ja tuotantotason vaikutus EOK:een. Rejektijauhatuksen tehostamiseen pyrittiin yrittämällä vähentää rejektivirtaamaa painelajittelun keinoin. Koska TMP3 laitoksen jauhatuskapasiteettia on nostettu 25 %, tavoite oli nostaa päälinjan lajittelun kapasiteettia saman verran. Toisena tavoitteena oli pienentää rejektisuhdetta pää- ja rejektilajittelussa ja siten vähentää energiankulutusta rejektijauhatuksessa. Näitä tavoitteita lähestyttiin vaihtamalla päälinjan lajittimiin TamScreen-roottorit ja rejektilajittimiin Metso ProFoil-roottorit ja optimoimalla kuitufraktiot sihtirumpu- ja prosessiparametrimuutoksin. Syöttävällä terätyypillä pystyttiin vähentämään EOK:ta 100 kWh/bdt, mutta korkeampi jauhatusintensiteetti johti myös alempiin lujuusominaisuuksiin, korkeampaan ilmanläpäisyyn ja korkeampaan opasiteettiin. Myös tehojaolla voitiin vaikuttaa EOK:een. Kun ensimmäisen vaiheen jauhinta kuormitettiin enemmän, saavutettiin korkeimmillaan 70 kWh/bdt EOK-vähennys. Tuotantotason mittaamisongelmat heikensivät tuotantotasokoeajojen tuloksia siinä määrin, että näiden tulosten perusteella ei voida päätellä, onko EOK tuotantotasoriippuvainen vai ei. Päälinjan lajittelun kapasiteettia pystyttiin nostamaan TS-roottorilla vain 18 % jääden hieman tavoitetasosta. Rejektilajittelussa pystyttiin vähentämään rejektimäärää huomattavasti Metso ProFoil-roottorilla sekä sihtirumpu- ja prosessiparametrimuutoksin. Lajittamokehityksellä saavutettu EOK-vähennys arvioitiin massarejektisuhteen pienentymisen ja rejektijauhatuksessa käytetyn EOK:n avulla olevan noin 130 kWh/bdt. Yhteenvetona voidaan todeta, että tavoite 300 kWh/bdt EOK-vähennyksestä voidaan saavuttaa työssä käytetyillä tavoilla, mikäli niiden täysi potentiaali hyödynnetään tuotannossa.

Venäjän ilmavoimien asejärjestelmät maavoimien tukemisessa 2015

Tutkimuksen tavoitteena on koota moninaisista ja pirstaleisista tiedoista kokonaiskuva Venäjän ilmavoimien kalustollisesta suorituskyvystä vuonna 2015 maavoimien tukena. Tutkimuksen pääkysymyksenä on: Mikä on Venäjän ilmavoimien kalustollinen suorituskyky maavoimien tukemisessa vuonna 2015? Alakysymyksinä tutkitaan: Mikä on Venäjän valtiollisen sotavarusteohjelman tavoite maavoimien tukemiseksi tarkoitetun ilma-aseen suorituskyvyn osalta? Miten ohjelma on toteutunut ja toteutumassa? Tutkimuksessa käsitellään Venäjän ilmavoimien organisaatiossa olevia ilma-aluksia. Venäjän ilmavoimien kaluston osalta tutkimus rajataan käsittelemään käytössä olevia tai käyttöön tulevia tyypillisimpiä rynnäkkökoneita, taktisia pommikoneita sekä taisteluhelikoptereita. Nämä maavoimien tukemiseen suunnitellut ilma-alukset muodostavat Venäjän ilmavoimien iskuvoiman maakohteita vastaan. Tutkimuksessa käsitellään myös monitoimitehtäviin kykenevien hävittäjien kehitystä niiden merkityksen noustessa tulevaisuudessa. Lennokeita ei käsitellä. Maavoimien tukemisella tutkimuksessa käsitetään Venäjän ilmavoimien ilma-alusten taistelulennoilla aseillaan toteuttamaa aseellista vaikutusta Venäjän maavoimia vastassa oleviin maamaaleihin. Tutkimuksessa Venäjän ilmavoimia lähestytään sen käytössä olevan kaluston ja aseiden näkökulmasta. Tutkimus selvittää miten Venäjän asevoimien uudistamisohjelmien tuomat kalustolliset uudistukset vaikuttavat ilma-aseen suorituskykyyn. Tutkimusmenetelmänä käytetään kvalitatiivista tutkimusta. Tutkimuskysymyksiin saadaan vastaukset kerätyn materiaalin perusteella tehtävällä aineistoanalyysillä ja induktiivisella päättelyllä. Laadullisena tutkimuksena tutkimusraportissa on sanallisesti kuvailtu tutkittavaa ilmiötä. Historiallisen kehityksen ja tulevaisuuden tavoitteista saatavan kokonaiskuvan avulla luodaan suuntalinjat nykyisyyden kautta tulevaisuuteen. Mikäli Venäjällä tutkitut, suunnitellut ja kehitetyt ilma-aseiden tekniset ratkaisut saadaan tuotantoon, vaikuttavat ne Venäjän ilmavoimien suorituskykyyn ja sen käyttöperiaatteisiin.

Maa- ja metsätalousalueiden monimuotoisuus ja kosteikot : Tarvasjoen valuma-alue

Maatalouskosteikkojen ja luonnon monimuotoisuuskohteiden yleissuunnitelma Tarvasjoen valuma-alueelle tehtiin syksyllä 2011. Samanaikaisesti päivitettiin aiempi suojavyöhykkeiden yleissuunnitelma. Rinnan tämän hankkeen kanssa on käynnissä metsäluonnon monimuotoisuuden yleissuunnittelu, joka on METSO- yhteistoimintaverkostohanke. Yleissuunnitelman tavoitteena on innostaa viljelijöitä ja maanomistajia vesiensuojelua edistävien kosteikkojen ja suojavyöhykkeiden perustamiseen ja luonnon monimuotoisuuden lisäämiseen. Toimenpiteiden toteuttaminen on vapaaehtoista, eikä suunnitelma velvoita maanomistajia mihinkään. Suunnitelman tietoja voidaan käyttää yksityiskohtaisen suunnittelun tukena haettaessa ei-tuotannollista investointitukea, maatalouden ympäristötukea tai muuta rahoitusta kohteiden toteuttamiseen. Suunnitelma perustuu kohteiden maastoinventointeihin. Maastokäyntien kohteet valittiin karttatarkastelun sekä eri tahoilta saatujen vihjeiden ja tietojen perusteella. Paikkatietoaineiston luominen oli tulosten käsittelyssä merkittävässä asemassa. Paikkatietojen avulla voitiin laskea mm. kohteiden pinta-alat ja kosteikkojen osalta valuma-alue ja kosteikon pinta-alan osuus valuma-alueesta. Raportissa kerrotaan asiaan liittyvää perustietoa alueesta ja vesistöistä. Tietoa tarjotaan kosteikkojen perustamisesta ja hoidosta sekä monimuotoisuuskohteiden ja suojavyöhykkeiden toteuttamisesta. Myös metsäkartoituksen tulokset esitellään. Edellä mainittujen toimien mahdollisia rahoituslähteitä ja rahoituksen ehtoja esitellään.

Maa- ja metsätalousalueiden monimuotoisuus ja kosteikot : Jaatilanjoki

Maatalouskosteikkojen ja luonnon monimuotoisuuskohteiden yleissuunnitelma Jaatilanjoen valuma-alueelle tehtiin syksyllä 2011. Samanaikaisesti päivitettiin aiempi suojavyöhykkeiden yleissuunnitelma. Rinnan tämän hankkeen kanssa on käynnissä metsäluonnon monimuotoisuuden yleissuunnittelu, joka on METSO- yhteistoimintaverkostohanke. Yleissuunnitelman tavoitteena on innostaa viljelijöitä ja maanomistajia vesiensuojelua edistävien kosteikkojen ja suojavyöhykkeiden perustamiseen ja luonnon monimuotoisuuden lisäämiseen. Toimenpiteiden toteuttaminen on vapaaehtoista, eikä suunnitelma velvoita maanomistajia mihinkään. Suunnitelman tietoja voidaan käyttää yksityiskohtaisen suunnittelun tukena haettaessa ei-tuotannollista investointitukea, maatalouden ympäristötukea tai muuta rahoitusta kohteiden toteuttamiseen. Suunnitelma perustuu kohteiden maastoinventointeihin. Maastokäyntien kohteet valittiin karttatarkastelun perusteella sekä eri tahoilta saatuihin vihjeisiin ja tietoihin. Paikkatietoaineiston luominen oli tulosten käsittelyssä merkittävässä asemassa. Paikkatietojen avulla voitiin laskea mm. kohteiden pinta-alat ja kosteikkojen osalta valuma-alue ja kosteikon pinta-alan osuus valuma-alueesta. Raportissa kerrotaan asiaan liittyvää perustietoa alueesta ja vesistöistä. Tietoa tarjotaan kosteikkojen perustamisesta ja hoidosta sekä monimuotoisuuskohteiden ja suojavyöhykkeiden toteuttamisesta. Myös metsäkartoituksen tulokset esitellään. Edellä mainittujen toimien mahdollisia rahoituslähteitä ja rahoituksen ehtoja esitellään.

Tuotannonohjausjärjestelmän kehittäminen laivanrakennustelakalla

Diplomityön tavoitteena oli selvittää tuotannon vallitseva toimintatapa, niin organisaation rakenteen, kuin myös sen toimintojen osalta. Vallitsevan toimintatavan epäkohtien perusteella pyrittiin luomaan uusi toimintatapa, jonka mukaan tuotannon tulisi toimia. Työn laajempana tarkoituksena oli edesauttaa tuotannonohjausjärjestelmän kehitystä ja käyttöönottoa STX Europen Turun telakalla. Työssä tutkittiin runkotuotannon tuotanto-organisaation prosesseja ja tuotannon toimintatapaa uuden tuotannonohjausjärjestelmän aikana. Tutkimuksessa selvitettiin tuotannon prosessien toimintaa ja havaintojen perusteella kuvattiin toimintojen epäkohdat. Tuotanto-organisaation toiminta kuvattiin yleisellä tasolla, jolloin epäkohtien vaikutus muuhun organisaatioon ja sen toimintaan ilmenivät. Havaintojen perusteella kävi ilmi, että tuotanto-organisaation toiminta ei ollut tuotannonohjausjärjestelmän vaatimalla tasolla. Tehtävienkuvauksia ei oltu laadittu tarvittavalla tarkkuudella. Asianomaiset henkilöt eivät olleet tietoisia heidän vastuualueistaan ja velvollisuuksistaan toimiessaan uuden tuotannonohjausjärjestelmän kanssa. Kuvauksen perusteella luotiin uusi ehdotus tuotanto-organisaation toimintatavalle. Työn johtopäätöksenä todettiin tarve uudelle tuotantoa tukevalle prosessille sekä prosessikuvauksien luomiselle koko tuotanto-organisaation toiminnasta. Johtopäätöksissä todettiin tuotannonohjausjärjestelmän olevan käyttöönottovalmiudessa, mutta mahdollisiin kehityskohteisiin tulisi ohjata resursseja.

Laskentasovelluksen kehittäminen modulaariselle vesiputkikattilalle

Modulaarisella vesiputkikattilalla tarkoitetaan täysin konepajalla valmistettavissa olevaa kattilaa, joka voidaan kuljettaa yhtenä tai muutamana suurena moduulina työmaalle. Tässä diplomityössä käsiteltiin modulaarisen vesiputkikattilan laskentasovelluksen ke-hittämistä KPA Unicon Oy:lle. Työn tavoitteena oli tarkastella modulaarisen vesiputkikattilan lämpöteknistä mitoitusta ja suunnittelua sekä kehittää laskentasovellus, jonka avulla voidaan arvioida kattilan mittoja ja painoa. Laskentasovellus laadittiin Microsoftin Excel-alustalle, josta se on myöhemmin mahdollista siirtää muille ohjelma-alustoille. Laskentasovelluksessa hyödynnetään lämmönsiirron ja virtaustekniikan laskentayhtälöitä sekä -menetelmiä. Sovellukseen valitut laskentayhtälöt sekä -menetelmät ovat yleisesti hyväksyttyjä ja käytännössä testattuja. Diplomityön tuloksena valmistui laskentasovellus, joka kykenee modulaarisen vesiputkikattilan lämpötekniseen mitoittamiseen. Sovelluksen avulla voidaan mitoittaa kattilan tulipesä, tulistimet, höyrystinpinnat sekä ekonomaiseri. Laskentasovellusta on tarkoitus hyödyntää yrityksen tarjousvaiheen projekteissa sekä mahdollisesti kattiloiden esisuunnittelussa. Laskentasovelluksen laatimista varten ei ollut mahdollista hyödyntää toiminnassa olevien kattiloiden prosessitietoja, koska ensimmäiset tämän tyyppiset kattilat ovat asenteilla. Sen sijaan sovelluksen antamia laskentatuloksia verrattiin toisen mitoitusohjelman antamiin tuloksiin, joiden perusteella laskentasovelluksen voidaan olettaa antavan oikeita tuloksia.

Höyryturbiinin käytönaikaisen suorituskyvyn seuranta

Tässä diplomityössä jatkettiin Loviisan voimalaitoksen höyryturbiinien suorituskyvyn parannuspotentiaalien tutkimusta. Tavoitteena oli kehittää laitoksen höyryturbiinien suorituskyvyn käytönaikaisia on-line-mittauksia. Selvityksessä perehdyttiin norjalaisen IFE:n kehittämään stationääritilan TEMPOohjelmaan( The Thermal Performance Monitoring And Optimisation system), sen käyttöohjeisiin ja toimintaperiaatteisiin. Työssä esiteltiin laajasti tiedon yhteensovittamisen laskentateoriaa, johon TEMPOn toiminta perustuu. Työssä tarkasteltiin turbiinin todellista paisuntaprosessia, koska sen ymmärtäminen on tärkeässä osassa turbiinin suorituskyvyn valvonnassa. Tutkimuksessa esiteltiin myös turbiineille mahdollisia vikoja sekä niiden syntymisprosesseja. Työssä tarkasteltiin TEMPOn sovittamien tulostiedostojen analysointiohjelman toimivuutta havaitsemalla itse aiheutettuja poikkeamia todellisiin mittaustiedostoihin. Analysointiohjelmalla muodostettuja kuvaajia vertailtiin todellisen prosessin ajotilanteen kuvaajiin ja tarkasteltiin, kuinka poikkeamia on mahdollista havaita kuvaajien avulla. TEMPO-ohjelmalle löydettiin tutkimuksen edetessä kehittämisehdotuksia. Näillä muutoksilla ohjelma saadaan mallintamaan Loviisan voimalaitoksen turbiiniprosessia tarkemmin ja tuloksista saadaan hyödyllisempiä.

Maa- ja metsätalousalueiden monimuotoisuus ja kosteikot: Uskelanjoen alaosa

Uskelanjoen valuma-alueen alaosassa Salossa toteutettiin maatalousalueiden monivaikutteisten kosteikkojen yleissuunnitelma. Suunnitelma kuuluu Uskelanjoen yleissuunnittelukokonaisuuteen, josta Uskelanjoen yläosa julkaistiin vuonna 2011. Suunnitelmassa kartoitettiin Uskelanjoen alaosan maa- ja metsätalousympäristöä, tarkasteltiin luonnon monimuotoisuuskohteita sekä päivitettiin aiemmin tehtyä rantapeltojen suojavyöhykesuositusarviointia. Hankkeen tarkoituksena oli löytää ei-tuotannollisella investointituella ja maatalouden erityisympäristötuilla toteutettavaksi ja hoidettavaksi soveltuvia kosteikkoja sekä luonnon monimuotoisuuskohteita. Kosteikkokartoituksessa käytettiin maastotyön apuna Suomen ympäristökeskuksen kosteikkomallia. Luonnon monimuotoisuuskohteiden kartoituksessa alueen maiseman ja monimuotoisuuden tilaa tarkasteltiin yleispiirteisesti maastokäynneillä. Suunnitelmassa kartoitettiin lisäksi metsäalueiden mahdollisia kosteikkokohteita sekä sellaisia metsäkohteita, joita voidaan hoitaa tai suojella metsäluonnon monimuotoisuuden ylläpitoon suunnatun vapaaehtoisen METSO-ohjelman keinoin. Alueelta löytyi runsaasti luonnon monimuotoisuuskohteita, joiden perustamista ja hoitoa voidaan rahoittaa maatalouden omilla erityisympäristötukimuodoilla. Lisäksi alueelta löytyi useita kosteikkokohteita, joita voidaan toteuttaa kosteikkojen rakentamiseen tarkoitetulla maatalouden ei-tuotannollisella investointituella sekä ylläpitää monivaikutteisen kosteikon hoitotuella. Myös potentiaalisia METSO-kohteita löytyi suunnittelualueelta useita. Yleissuunnittelun päämääränä on suunnata vesiensuojelun ja monimuotoisuuden edistämiseen tarkoitettuja tukia oikeisiin kohteisiin sekä tarjota tarpeellista tietoa ja taustatukea, mikäli alueita suunnitellaan hoidettavan. Kohteiden mukanaolo suunnitelmassa ei velvoita maanomistajia mihinkään, mutta saattaa innostaa viljelijöitä ja metsänomistajia luontoarvojen ylläpitoon.

Maa- ja metsätalousalueiden monimuotoisuus ja kosteikot: Uskelanjoen yläosa

Uskelanjoen valuma-alueen yläosassa Somerolla ja Salon Kiikalassa ja Perttelissä tehtiin maatalousalueiden monivaikutteisten kosteikkojen yleissuunnitelma Suunnitelma on jatkoa vuonna 2009 ilmestyneelle Suomusjärven ja Kiikalan suunnitelmalle. Hankkeessa etsittiin erityisesti ei-tuotannollisella investointituella toteutettavaksi soveltuvia kosteikkoa. Lisäksi tarkasteltiin luonnon monimuotoisuuskohteita ja päivitettiin aiemmin tehtyä suojavyöhykkeiden yleissuunnitelmaa. Kosteikkopaikkojen kartoituksessa käytettiin maastotyön apuna Suomen ympäristökeskuksen kosteikkomallia. Samaan aikaan on käynnissä metsäluonnon monimuotoisuuden yleissuunnittelu, joka on METSO-yhteistoimintaverkostohanke. Sen tarkoituksena on testata maatalouden yleissuunnittelumenetelmiä metsäpuolella ja kartoittaa luontoarvoiltaan hyviä kohteita Uskelanjoen alueen metsäkohteita esitellään myöhemmin julkaistavassa Uskelanjoen alaosan raportissa Suunnitelmassa esitettyjä kosteikkoja, pohjapatorakennelmia ja laskeutusaltaita voidaan toteuttaa kosteikkojen rakentamiseen tarkoitetulla maatalouden ei-tuotannollisten investointien tuella ja ylläpitää ympäristötuen erityistuella monivaikutteisten kosteikkojen hoitoon. Luonnon monimuotoisuuskohteiden ja suojavyöhykkeiden perustamista ja hoitoa rahoitetaan maatalouden omilla erityisympäristötukimuodoilla Maailman luonnonsäätiön (WWF) kosteikkohanke on käynnissä osittain samalla seudulla ja myös siitä toivotaan apua kohteitten toteuttamiseen.