Power Consumption in Carbon Capture and Storage Systems (CCS) and Possibilities to Reduce Power Consumption with Variable Speed Drives

The aim of this master´s thesis is to study which processes increase the auxiliary power consumption in carbon capture and storage processes and if it is possible to reduce the auxiliary power consumption with variable speed drives. Also the cost of carbon capture and storage is studied. Data about auxiliary power consumption in carbon capture is gathered from various studies and estimates made by various research centres. Based on these studies a view is presented how the power auxiliary power consumption is divided between different processes in carbon capture processes. In a literary study, the operation of three basic carbon capture systems is described. Also different methods to transport carbon dioxide and carbon dioxide storage options are described in this section. At the end of the thesis processes that consume most of the auxiliary power are defined and possibilities to reduce the auxiliary power consumption are evaluated. Cost of carbon capture, transport and storage are also evaluated at this point and in the case that the carbon capture and storage systems are fully deployed. According to the results, it can be estimated what are the processes are where variable speed drives can be used and what kind of cost and power consumption reduction could be achieved. Results also show how large a project carbon capture and storage is if it is fully deployed.

Grounding in a wind power application

The subject of this master’s thesis is to research grounding in a particular wind power application. The aim is to define how the grounding from different points effects to the function of the whole system. The investigated subjects are generator voltage spikes, ground currents and system fault situations. The first part of this thesis represents power electronics, which is commonly used in wind power systems. The second part concentrates more to the grounding, electrical safety demands and potential fault situations. The object of the simulations is to investigate voltage spikes and fault situations. Measurements will be made with small-scale setup and in the last part simulation and measurement results are compared to each other and to a full-scale system.

Aktiivinen jännitteensäätö hajautetussa sähköntuotannossa

Hajautetun tuotannon määrä kasvaa jakeluverkossa tulevaisuudessa ja siksi jakeluverkon toiminta tulee muuttumaan aktiivisempaan suuntaan. Nykyisin tuotannon aiheuttamaa jännitteennousua rajoitetaan yleensä passiivisilla menetelmillä kuten vahvistamalla verkkoa. Tuotantolaitos ei tällöin osallistu jakeluverkon jännitteensäätöön. Tämä saattaa nostaa kapasiteetiltaan suurehkon tuotannon liittymiskustannukset niin korkeiksi, ettei tuotantolaitosta kannata rakentaa. Aktiivisella jännitteensäädöllä tuotantokapasiteettia voitaisiin merkittävästi kasvattaa nykyisissä jakeluverkoissa. Aktiivinen jännitteensäätö voi perustua joko paikalliseen säätöön, jolloin esim. tuotantolaitosta säädetään paikallisen jännitteen perusteella tai koordinoituun säätöön, jolloin verkon komponentteja säädetään kokonaisuutena. Työssä tutustutaan hajautettuun tuotantoon ja sen vaikutuksiin jakeluverkon jännitetasoissa sekä jännitteensäädössä. Työssä edetään passiivisesta jännitteensäädöstä aktiiviseen jännitteensäätöön. Aktiivisessa jännitteensäädössä tutustutaan muutamaan kirjallisuudessa esitettyyn algoritmiin ja käytännön toteutukseen. Työssä keskitytään vain verkon jännitetasoon, eikä muita jännitteen laadun ominaisuuksia oteta huomioon.

Laite- ja työturvallisuus H2S-tiloissa

Tässä työssä selvitettiin, millä tavoin räjähdysvaarallisten työtilojen työturvallisuuteen voidaan vaikuttaa ja miten turvallisuutta pidetään yllä. Työssä selvitettiin, mitä vaatimuksia räjähdysvaaralliset tilat asettavat laite- ja työturvallisuudelle. Työn lähtökohdaksi otettiin ilmanvaihdon vaikutus sisäilman olosuhteisiin ja samalla selvitettiin, mitä muutoksia räjähdysvaarallisten aineiden käyttö teollisuuden tuotantoprosesseissa aiheuttaa ilmanvaihdossa. Räjähdysvaarallisten tilojen suunnittelua ohjailevat säädökset, lait ja direktiivit. Johdonmukaisen suunnittelulla ja säädöksiä noudattamalla pystytään toteuttamaan turvallinen työympäristö. Räjähdysvaarallista tilaa päästiin tarkastelemaan Talvivaaran Kaivososakeyhtiö Oyj:n metallien talteenottolaitoksella. Työssä haluttiin tutkia rakennuksen työturvallisuutta ja työskentelyolosuhteita. Tutkimuskohteena olleessa reaktorihallissa tehtiin ilmanvaihdon suorituskyvyn mittauksia. Tarkoituksena oli myös tehdä rikkivedyn pitoisuus mittauksia, mutta Talvivaaran tuotannon viivästyessä, pitoisuus mittaukset jätettiin tämän diplomityön ulkopuolelle. Talvivaaraan reaktorirakennuksen olosuhteita ja turvallisuutta tarkasteltiin lähemmin teoreettisten laskelmien avulla. Laskelmien ja mittaustulosten perusteella reaktorirakennuksen ilmanvaihdon suorituskyky todettiin riittäväksi ja toiminta työturvalliseksi. Riskin arvioinnin perusteella reaktorirakennuksen riskitason katsotaan olevan siedettävä.

Nosturin heilahduksenvaimennusjärjestelmässä esiintyvien häiriöiden tunnistaminen

Nykyaikaisissa nostureissa tehokkuutta lisätään automaation avulla. Yksi sovellus on parantaa kuorman hallintaa, tämä nopeuttaa työkiertoa ja helpottaa kuskin työtä. Järjestelmä voi myös vaikeuttaa ajamista, jos se ei toimi oikein. Työssä tutkittiin apukoneistolla toteutetun heilahduksenvaimennusjärjestelmän virheellistä toimintaa ja mistä virheellinen toiminta johtuu. Apuna käytettiin simulointimallia kyseisestä järjestelmästä. Häiriöiden tunnistukseen käytettiin tunnuslukuja, joista havaitaan virheellinen toiminta Simulointimallin avulla simuloitiin erilaisia häiriöitä, että niiden vaikutus tunnuslukuihin nähtiin. Tämän jälkeen nosturilla tehtiin työkiertoja joissa oli jokin simuloiduista häiriöistä ja mittauksista muodostettiin samoja tunnuslukuja kuin simulointituloksista ja tuloksia verrattiin keskenään. Kaikkia häiriötilanteita ei suoritettu nosturilla, koska nosturia olisi joutunut vioittamaan.

Competence Development and Capacity Building of Sawmill Enterprises in Kenya – A Human Resources Development Approach

The Kenyan forestry and sawmilling industry have been subject to a changing environment since 1999 when the industrial forest plantations were closed down. This has lowered raw material supply and it has affected and reduced the sawmill operations and the viability of the sawmill enterprises. The capacity of the 276 registered sawmills is not sufficient to fulfill sawn timber demand in Kenya. This is because of the technological degradation and lack of a qualified labor force, which were caused because of non-existent sawmilling education and further training in Kenya. Lack of competent sawmill workers has led to low raw material recovery, under utilization of resources and loss of employment. The objective of the work was to suggest models, methods and approaches for the competence and capacity development of the Kenyan sawmilling industry, sawmills and their workers. A nationwide field survey, interviews, questionnaire and literature review was used for data collection to find out the sawmills’ competence development areas and to suggest models and methods for their capacity building. The sampling frame included 22 sawmills that represented 72,5% of all the registered sawmills in Kenya. The results confirmed that the sawmills’ technological level was backwards, productivity low, raw material recovery unacceptable and workers’ professional education low. The future challenges will be how to establish the sawmills’ capacity building and workers’ competence development. Sawmilling industry development requires various actions through new development models and approaches. Activities should be started for technological development and workers’ competence development. This requires re-starting of vocational training in sawmilling and the establishment of more effective co-operation between the sawmills and their stakeholder groups. In competence development the Enterprise Competence Management Model of Nurminen (2007) can be used, whereas the best training model and approach would be a practically oriented learning at work model in which the short courses, technical assistance and extension services would be the key functions.

Innovatiivisuus: Käsite ja Mittaaminen

Tämän kandidaatin työmme tarkoituksena on tutustua innovatiivisuuteen ja innovaatioon käsitteenä, sekä tarkastella kuinka innovatiivisuutta voidaan hyödyntää osana organisaation toimintaa. Lisäksi tarkastelemme innovatiivisuuden mittaamiseen liittyviä menetelmiä ja niistä saatavia tuloksia. Innovatiivisuutta voidaan lähestyä monesta eri näkökulmasta. Kuitenkin yhteistä kaikille näille lähestymistavoille on se, että innovatiivisuus on tärkeä osa organisaation menestyksekästä toimintaa ja joskus jopa elinehto. Innovatiivisuus voi ilmetä organisaatioissa monella eri tapaa, ja monessa eri merkityksessä. Innovatiivisuuden johtamista pidetään yleisesti haastavana. Näin ollen ne yritykset jotka ovat pystyneet johtamaan ja vastaamaan tähän haasteeseen ovat miltei poikkeuksetta menestyneet. Innovatiivisuuden mittaamisessa on hyvä tuntea sekä innovatiivisuuden, että mittaamisen perusperiaatteet. Esimerkiksi innovatiivista toimintaa pitää osata mitata ja johtaa systemaattisesti, sekä pitkäjänteisesti. Vain tällä tavalla voidaan päästä haluttuihin tuloksiin. Lisäksi valmiiden mittaristojen ja mittareiden toiminta tulee ymmärtää oikein, ettei tehdä vääriä toimenpiteitä niiden pohjalta.

Hankintaprosessin tehostaminen tietojärjestelmien avulla

Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää miten hankintaprosessia voidaan tehostaa tietojärjestelmien avulla. Toiminnan tehostaminen vaatii yleensä tietojärjestelmien uusimista, joten tavoitteena oli myös selvittää mitä seikkoja pitää ottaa huomioon tietojärjestelmähankintaa suunniteltaessa ja tehtäessä vaatimusmäärittelyä. Tutkielma toteutettiin kvalitatiivisena tapaustutkimuksena, jossa aineisto kerättiin haastatteluiden ja havainnoinnin avulla. Tapaukseksi valittiin kohdeyrityksen osto-osasto ja sen hankintaprosessi. Kohdeyrityksessä tietojärjestelmien uusimisen avulla pystyttäisiin tehostamaan etenkin tiedon hallintaa. Nykyisissä järjestelmissä tiedot ovat hajallaan eri paikoissa ja tarvittavien tietojen hakuun kuluu ylimääräistä aikaa. Kohdeyrityksen hankintaprosessia tehostavia tietojärjestelmiä ovat ennustamiseen, raportointiin, tilausperusteiseen ostotyöhön, laskutukseen ja painatusmateriaalien sähköiseen hallintaan liittyvät järjestelmät. Myös paremmin hankintatoimen tarpeet huomioiva toiminnanohjausjärjestelmä tehostaisi hankintaprosessia.

Mashup-alustan soveltuvuus tilannekuvan luontiin verkostopuolustusympäristössä

Verkostosodankäynti on suuren huomion kohteena useiden maiden puolustusvoimien järjestelmäkehityshankkeissa. Verkostosodankäynnin tavoitteena on kytkeä kaikki taistelukentän komponentit yhteen nopean tiedonsiirtoverkon avulla. Tällä pyritään tehokkaampaan tiedonjakoon ja edelleen resurssien tehokkaampaan käyttöön. Keskeisessä osassa verkostosodankäynnin tavoitteiden saavuttamisessa on palvelukeskeinen arkkitehtuuri (SOA). Tarve yhä monimutkaisemmille tietojärjestelmille pakottaa myös sotilasympäristön toimijat etsimään ratkaisuja valmiista kaupallisista toteutuksista. Verkottunut toiminta tuottaa valtavasti erilaista tilannetietoa. Tilannetiedon pohjalta muodostetaan erilaisia tilannekuvia, joita johtajat käyttävät päätöksentekonsa tukena. Työssä tutkitaan kaupallisen mashup-alustan käyttöä tilannekuvan luomiseen. Mashup-alusta on tietojärjestelmä, jolla voidaan helposti ja nopeasti integroida useista lähteistä saatavaa informaatiota. Mashup-alusta mahdollistaa niin kutsuttujen käyttäjämääriteltyjen tilannekuvien luomisen. Työn tuloksena mashup-alustan soveltuvuus tähän käyttöön on hyvä ja se soveltuu hyvin erityisesti tilanteisiin, joissa vaaditaan nopeita ratkaisuja. Jatkotutkimusta aiheesta tarvitaan, koska mashupalustan käyttöä sotilaallisissa tietojärjestelmissä ei ole juurikaan tutkittu ja aihe on suhteellisen uusi myös tiedeyhteisössä.

Modern recovery boiler design criteria

Engineering and pricing of large recovery boiler were studied in this work. Engineering was carried out with Anita 4.2 which is an engineering program of Andritz. Key initial values were chosen with previous studies. Primary target of this work was to find out the consequences that furnace dimensions and furnace screen vertical part has to boiler pricing. Boilers that were engineered had different rate of furnace width and depth and different heat transfer plate count. Boiler balances were invariable. Boilers with different vertical screen construction were also calculated. First variation was boiler with vertical screen up to furnace roof. Other variation was to connect vertical screen to Pre-boiler generating bank inlet tubes. Total prices were calculated to engineered boilers. Pricing was sort out to heat transfers, high pressure pipes, steel structures, auxiliary equipments and civil/structural costs. This study did not notice parts of the boiler which costs do not vary with the construction of the boiler. Heat transfers had the largest share of costs. Boiler building had the most significant differences between the boilers. Furnace screen had also significant role especially to costs of the boiler building.

Yrityksen strategiaprosessi : Näkökulmia strategisen johtamisen kehitämiseksi konserniorganisaatiossa

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli määritellä strategiaprosessiin liittyvät kriittiset alueet, konsernijohdon tehtävät strategiaprosessissa sekä edellisten pohjalta kehittää konsernityyppiselle yritykselle normatiivinen strategiaprosessin malli kriittisten alueiden hallitsemiseksi. Tavoitteena oli myös lisätä strategisen ajattelun ja strategiaprosessien ymmärtämistä selittämällä niiden historiallista kehittymistä sekä niiden käsitteistöä ja käsitteiden sisältöä. Probleemaa lähestyttiin sekä doktriinin kautta että tulkitsemalla strategiaprosessissa ilmeneviä ongelmia ja analysoimalla niiden syy ja seuraussuhteita. Käsillä oleva teoreettis praktinen tutkimus toteutettiin osittain toiminta-analyyttisella tutkimusotteella, osittain toiminta analyyttisella tutkimusotteella case tutkimuksen ja komparatiivisen analyysin tukemana sekä osittain päätöksentekometodologisella tutkimusotteella. Työn teoreettinen osa tehtiin kirjallisuustutkimuksena. Siinä luotiin strategiaprosessin ja konsernijohtamisen käsitteellinen perusta ja tutkimuksen viitekehys. Konsernijohtaminen laajennettiin tutkimuksessa tulosten osalta yleistäen koskemaan muitakin hajautettuja yritysorganisaatioita kuin pelkän juridiikan pohjalta muodostuneita konserneja. Tutkimuksen aluksi tarkasteltiin strategisen ajattelun koulukuntia eri näkemyksineen sekä toisaalta strategia-ajattelun kehittymistrendeja 1950 luvulta nykyhetkeen. Samoin tarkasteltiin sitä, kuinka strategiaprosessit oval kehittyneet samara ajanjaksona. Huomion painopisteen todettiin siirtyneen strategisen johtamisen inhimilliseen puoleen strategisem johtajuuden samalla korostuessa ja strategisen ajattelun laajentuessa Empiirinen osuus toteutettiin case tutkimuksena. Sen kuluessa kartoitettiin strategiaprosessin keskeiset ongelma alueet ja analysoitiin niiden takana olevat syyt, jotta voidin määritellä strategiapmsessin kehittämisen suunnat ja painopisteaiueet. Teoreettisen ja empiirisen osan penisteella määriteltiin strategiaprosessin kriittiset alueet yleisellä tasolla. Kriittisellä alueella tarkoitetaan asiakokonaisuutta tai asiaa, jonka on oltava kunaossa, jotta strategiaprosessit toimisivat. Nämä alueet liittyvat itse strategiaprosessiin suoraan tai välillisesti muun johtamistyön kautta. Strategiaprosessin kriittisten alueiden määrittelyn yhteydessä asetettiin doktriiniin tukeutuen strategiaprosessin kehittämissuunnat konsernijohdon nakäkökulmasta tarkasteltuna. Näihin kehittämissuuntiin ja edelleen doktriiniin tukeutuen määriteltiin konsernijohdon strategiaprosessin substanssitehtävät, prosessia tukevat tehtävät sekä prosessin toteuttamis- ja kehittämistehtävtä. Konsernijohdon strategiaprosessin tehtävät eivät muodosta sekventiaalista ja hierarkista järjestelmää vaan ovat joukko aktiviteetteja, joita toteutetaan tarpeen mukaan. Konsernijohdon strategiaprosessi määriteltiin ja kuvattiin tutkimuksessa johdon työskentelyprosessiksi sellaisten toimeenpanokelpoisten strategioiden tuottamiseksi ja toimeenpanemiseksi, jotka lisäävät yrityksen (konsernin) arvoa omistajan näkökulmasta mutta huomioivat myös muiden keskeisten sidosryhmien vaatimukset, tavoitteet ja rajoitteet. Konsernijohdon strategiaprosessi nähdään tässä jatkuvana konsernitasoisena päämäärä- ja keinopuolen tarkasteluna. Siinä konsernijohto tiedostaa konsernin ulkoisesta ja sisäisestä ymparistostä tulevat signaalit sekä pitää yllä näkemystä konsernin strategisesta asemasta. Tiedon massan näkemyksen saavutettua kriittisen rajansa se pakottaa konsernijohdon aivioimaan aiempia ratkaisuja uudessa valossa. Tämä validointi perustuu jatkuvasti esitettyihin neljään kysymykseen: onko ympäristö , premissi ja toimeenpanoseurannasta kertyneen tietämyksen perusteella nähtävissä vaikutuksia välittömiin toimenpiteisiin, vaikutuksia toimintasuunnitelmiin tai kriittisiin seurannan kohteisiin, vaikutuksia suunnanvalintoihin tai vaikutuksia perususkomuksiin? Konsernijohdon strategiaprosessi etenee jatkuvana prosessina päätösten ja ajan virrassa.

IT architecture for category driven corporate procurement measurement

The purpose of this thesis was to investigate creating and improving category purchasing visibility for corporate procurement by utilizing financial information. This thesis was a part of the global category driven spend analysis project of Konecranes Plc. While creating general understanding for building category driven corporate spend visibility, the IT architecture and needed purchasing parameters for spend analysis were described. In the case part of the study three manufacturing plants of Konecranes Standard Lifting, Heavy Lifting and Services business areas were examined. This included investigating the operative IT system architecture and needed processes for building corporate spend visibility. The key findings of this study were the identification of the needed processes for gathering purchasing data elements while creating corporate spend visibility in fragmented source system environment. As an outcome of the study, roadmap presenting further development areas was introduced for Konecranes.

A three dimensional study of heat transfer in a supercritical circulating fluidized bed combustor

From the boiler design point of view, it is imperative to know and understand the operation of the boiler. Since comprehensive measurement of a large furnace is impossible, the furnace can be modeled in order to study its behavior and phenomena. This requires the used model to be validated to correspond with the physical furnace behavior. In this thesis, a three dimensional furnace model is validated to match a bituminous coal utilizing, supercritical once-through circulating fluidized bed combustor based on measurement data. The validated model is used for analyzing the furnace heat transfer. Other heat transfer analysis methods are energy balance method based on tube surface temperature measurements and a method based on measured temperature difference between the tube crest and the fin. The latter method was developed in the thesis using Fluent-software. In the theory part, literature is reviewed and the fundamental aspects of circulating fluidized bed are discussed. These aspects are solid particle behavior in fluidization known as hydrodynamics, behavior of fuel and combustion and heat transfer. Fundamental aspects of modeling are also presented.

Opettajien työelämäjaksojen kehitysprojektien mallintaminen osaksi Etelä-Karjalan ammattiopiston toimintaa

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää, kuinka pilottiprojektien pohjalta voidaan kehittää toimiva prosessimalli. Prosessi, johon uudenlaista kehitystapaa lähdettiin hakemaan, oli Etelä-Karjalan ammattiopiston opettajien työelämäjaksojen toteutusprosessi. Opettajien työelämäjakson erilaisia toteutusmalleja oli testattu jo useammassa eri erilaisten rahoitusten avustuksella perustetuissa pilottiprojektissa. Ulkopuolisen rahoituksen päättyessä tuli ajankohtaiseksi kehittää Etelä-Karjalan ammattiopistolle oma työelämäjaksojen toteutusmalli. Mallin kehitystyössä voitiin hyödyntää aikaisemmista projekteista saatuja palautteita, jolloin mallin kehitystyö lähti liikkeelle tiedossa jo olevista asiakkaan toiveista ja tarpeista. Toimintaa kehitettiin prosessina, koska Etelä-Karjalan ammattiopistossa on alettu satsaamaan voimakkaasti laatuun ja laadun jatkuvaan parantamiseen. Laatua taas ei synny ilman, että toiminnat määriteltäisiin ja kuvattaisiin prosesseina. Koska koulutusorganisaatioille prosessiajattelu on vielä aika vierasta, tässä työssä selvitettiin ensin teoriakatsauksen pohjalta, mitä prosessiajattelu tarkoittaa ja mitä hyötyjä sillä voidaan saavuttaa julkisella sektorilla. Lisäksi kartoitettiin niitä tapoja ja keinoja, joiden avulla prosesseja voitaisiin parantaa ja uudistaa. Prosessin uudistamisprosessiin löytyi teorian pohjalta työkalu, jota muokattiin niin, että sitä voitiin hyödyntää juuri tämäntyyppisessä uudistustyössä. Työn lopputuloksena syntyi työelämäjakson toteutusta kuvaava prosessimalli, jota on jatkossa tarkoitus testata ja kehittää työelämäjaksoilta saadun palautteen perusteella.

Commodity Price Driven Risk Management from Viewpoint of High Grade Steel Alloys

The study of price risk management concerning high grade steel alloys and their components was conducted. This study was focused in metal commodities, of which nickel, chrome and molybdenum were in a central role. Also possible hedging instruments and strategies for referred metals were studied. In the literature part main themes are price formation of Ni, Cr and Mo, the functioning of metal exchanges and main hedging instruments for metal commodities. This section also covers how micro and macro variables may affect metal prices from the viewpoint of short as well as longer time period. The experimental part consists of three sections. In the first part, multiple regression model with seven explanatory variables was constructed to describe price behavior of nickel. Results were compared after this with information created with comparable simple regression model. Additionally, long time mean price reversion of nickel was studied. In the second part, theoretical price of CF8M alloy was studied by using nickel, ferro-chrome and ferro-molybdenum as explanatory variables. In the last section, cross hedging possibilities for illiquid FeCr -metal was studied with five LME futures. Also this section covers new information concerning possible forthcoming molybdenum future contracts as well. The results of this study confirm, that linear regression models which are based on the assumption of market rationality, are not able to reliably describe price development of metals at issue. Models fulfilling assumptions for linear regression may though include useful information of statistical significant variables which have effect on metal prices. According to the experimental part, short futures were found to incorporate the most accurate information concerning the price movements in the future. However, not even 3M futures were able to predict turning point in the market before the faced slump. Cross hedging seemed to be very doubtful risk management strategy for illiquid metals, because correlations coefficients were found to be very sensitive for the chosen time span.