Rankine-prosessin mallinnus keskilämpötila-alueessa

Tämä diplomityö on osa FCEP hankkeen Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa tehtävää tutkimusta polttomoottoreiden energiatehokkuuden parantamisesta. Työn tavoitteena on saada tutkimustietoa polttomoottoreiden ahtoilman hukkalämmön hyödyntämisestä sähköntuotannossa Rankine-prosessilla. Tavoitteena on myös suorittaa ahtoilman hukkalämpöä hyödyntävän koelaitteiston prosessitekninen mitoitus. Työssä kartoitetaan sovelluskohteeseen sopivimmat kiertoaineet sekä suoritetaan prosessin lämmönsiirtimien ja putkiston lämpö- ja virtaustekninen päämitoitus. Työssä tarkasteltavaksi moottoriksi valittiin Wärtsilä 4R32 – moottori. Laskennat suoritettiin moottorin valmistajan antamien arvojen perusteella. Laskennan perusperiaatteena oli vertailla vesihöyryprosessia ja ORC-prosessia keskilämpötilaisen ahtoilman hyödyntämisessä. Työssä vertailtiin 12 eri kiertoaineen prosessihyötysuhdetta, saatavaa sähkötehoa sekä prosessin painetasoja. Kiertoainevertailun perusteella koelaitteeseen valittiin neljä kohteeseen parhaiten soveltuvinta kiertoainetta, joille mitoitettiin höyrystin, lauhdutin, rekuperaattori ja putkisto. Diplomityön laskennan perusteella tutkimuksen kohteena olleen moottorin sähköntuotannon lisäykseksi saatiin 1,77 %, kun ahtoilman hukkalämpö muunnetaan Rankine-prosessilla sähköksi. Työssä saatiin arvokasta tietoa polttomoottorin ahtoilman hukkalämmön sähköksi muuntamisesta sekä vesihöyryprosessilla, että ORC-prosessilla.

Evaluation of energy efficiency and best available techniques in pumping processes

The potential for enhancing the energy efficiency of industrial pumping processes is estimated to be in some cases up to 50 %. One way to define further this potential is to implement techniques in accordance to definition of best available techniques in pumping applications. These techniques are divided into three main categories: Design, control method & maintenance and distribution system. In the theory part of this thesis first the definition of best available techniques (BAT) and its applicability on pumping processes is issued. Next, the theory around pumping with different pump types is handled, the main stress being in centrifugal pumps. Other components needed in a pumping process are dealt by presenting different control methods, use of an electric motor, variable speed drive and the distribution system. Last part of the theory is about industrial pumping processes from water distribution, sewage water and power plant applications, some of which are used further on in the empirical part as example cases. For the empirical part of this study four case studies on typical pumping processes from older Master’s these were selected. Firstly the original results were analyzed by studying the distribution of energy consumption between different system components and using the definition of BAT in pumping, possible ways to improve energy efficiency were evaluated. The goal in this study was that by the achieved results it would be possible to identify the characteristic energy consumption of these and similar pumping processes. Through this data it would then be easier to focus energy efficiency actions where they might be the most applicable, both technically and economically.

Challenges in transferring the hydropower control centre

Euroopan sähkömarkkinat ovat viime vuosikymmeninä olleet suurien muutoksien kohteena näiden yhtenäistämisprojektin seurauksena. Fortum, yksi Euroopan johtavista energia-alan yrityksistä valmistautuu tähän muutokseen toteuttamalla omia yrityksen sisäisiä muutoksia, tavoitteenaan yksinkertaistaa organisaatiorakennettaan ja parantaa tehokkuuttaan. Yksi suuri muutos tähän liittyen on vesivoimavalvomojen lokalisaatioprojekti. Vesivoimavalvomojen uudelleenlokalisaation ja vesivoiman käytönvalvojien ikääntymisen myötä nähtiin tarpeelliseksi tehdä tutkimus käytönvalvojien hiljaisesta tiedosta. Näin ollen, tässä diplomityössä perehdyttiin Fortumin vesivoiman käytönvalvojien kompetensseihin ja näiden hiljaiseen tietoon. Tutkimusaiheena oli selvittää minkälaista hiljaista tietoa käytönvalvojat omaavat, ja mikä osa tästä tiedosta muodostaa sen kriittisen osaamisen, jota halutaan säilyttää ja kehittää. Tutkimustyypiksi muodostui kvalitatiivinen, jonka päämetodi oli puoli-avoin haastattelu. Tutkimus koostui seuraavista vaiheista: tarkkailu, tekstianalyysi, haastattelu, transkriptio ja data analyysi. Haastatteluja tehtiin kahdeksan, joista kerääntyi yli 24 tuntia haastattelumateriaalia. Tästä materiaalista muodostettiin analyysien avulla taulukko, jonka avulla tunnistettiin ne osa-alueet, joihin käytönvalvojan tärkeimmät kompetenssit liittyvät. Tuloksilla saatiin myös kerättyä lista korjaus- ja kehityskohteista, sekä tarkemmat määritykset jatkotutkimukselle.

Toikansuon kaatopaikkakaasun hyödyntäminen kaukolämmöntuotantoon

Tämän työn päätavoitteena oli selvittää, onko Toikansuon kaatopaikkakaasun hyödyntäminen kaukolämmöntuotantoon Lappeenrannan Energialle taloudellisesti kannattavaa. Kaatopaikkakaasulla voitaisiin korvata kaukolämmöntuotannossa puuta ja maakaasua, mistä aiheutuisi säästöä. Kaukolämmöntuotantoa varten olisi hankittava lämpökeskus ja rakennettava tarvittava infrastruktuuri, mistä aiheutuisi taas toisaalta kustannuksia. Paroc hyödyntää nykyisin Toikansuon kaatopaikkakaasun. Paroc ei hyödynnä kaasua niin paljon kuin olisi mahdollista, ja tulevaisuudessa Paroc ei välttämättä pysty hyödyntämään kaasua ollenkaan. Työssä arvioitiin Toikansuon kaatopaikkakaasupotentiaali, jonka perusteella pyydettiin toimittajilta tarjous kohteeseen soveltuvasta lämpökeskuksesta. Lämpökeskukselle etsittiin lisäksi sijoituspaikka sekä arvioitiin tarvittavan infrastruktuurin rakentamisesta aiheutuvat kustannukset ja lämpökeskuksen käytönaikaiset kustannukset. Aiheutuvia kustannuksia verrattiin vaihtoehtoisten kaukolämmöntuotantotapojen polttoainekustannuksissa saavutettuun säästöön nykyarvomenetelmän avulla. Investoinnin nykyarvo esitettiin eri kaatopaikkakaasun hinnoilla, sillä kaatopaikkakaasusta maksettava hinta on Lappeenrannan Energian ja Lappeenrannan kaupungin välinen neuvottelukysymys. Työn tulosten perusteella Toikansuon kaatopaikkakaasua pystyttäisiin hyödyntämään kaukolämmöntuotantoon noin 15 vuotta. Investointi on Lappeenrannan Energialle kannattava, kunhan kaatopaikkakaasusta maksettava hinta on riittävän alhainen ja laskelmiin valitut lähtöarvot pitävät riittävän hyvin paikkansa. Investointiin sisältyy kuitenkin riskinsä, sillä laskelmat sisältävät useita tulevaisuudessa muuttuvia tekijöitä, joiden kehitystä on vaikea arvioida tarkasti. Investointia tulisi harkita, jos Paroc ei pysty tulevaisuudessa hyödyntämään kaasua ollenkaan tai tavoitteena on minimoida kasvihuonekaasupäästöt. Pelkkää taloudellisen tuoton tavoittelua ajatellen investointi on liian epävarma.

Digitaalisten pelien kulttuuri

Tutkimuksen aiheena ovat digitaaliset pelit, niiden pelaaminen sekä niihin liittyvä pelikulttuuri. Digitaalisilla peleillä tarkoitetaan tässä yhteydessä viihteellisiä digitaalisia pelejä, rahapelit on rajattu tutkimuksen ulkopuolelle. Aihe on folkloristiselle tutkimukselle uusi, joten keskeisin tavoite on ollut kartoittaa digitaalisiin peleihin liittyvää kulttuuria. Vastauksia haettiin lisäksi seuraaviin tutkimuskysymyksiin: Miten pelaajat kokevat pelaamisen harrastuksena ja ajankäytön muotona? Onko pelaamisella heijastuksia heidän muuhun elämäänsä, heidän identiteettiinsä tai ajattelun sisältöihin? Millaisia ovat pelaamisen yhteisöllisesti jaetut merkitykset? Millaisia kognitiivisia tai kulttuurisia malleja ja skeemoja pelaamiseen liittyy? Käytetty tutkimusote on sekoitus kognitiivista kulttuurintutkimusta, kvantitatiivista kyselytutkimusta sekä erinäisiä pelitutkimuksen menetelmiä. Tutkimuksen yhteydessä toteutettiin lomakekysely, johon haettiin vastaajia internetin peliaiheisilta foorumeilta. Vastauksia kyselyyn saatiin 292. Aineiston tilastotieteellinen analyysi perustuu frekvenssi- ja prosenttilukemien sekä keskiarvojen tarkasteluun, ristiintaulukointiin sekä muuttujien välisten yhteyksien korrelatiiviseen tarkasteluun. Saatuja tuloksia vertailtiin myös aiempiin pelitutkimuksellisiin julkaisuihin. Tutkimus toimii kattavana yleiskatsauksena digitaalisten pelien maailmaan. Digitaalisten pelien historia ja pelien tieteellisen tutkimisen kehitys ovat tutkimuksessa vahvasti esillä. Kyselyvastausten perusteella digitaaliset pelit näyttäytyvät Suomessa arkipäiväisenä populaarikulttuurin ilmiönä. Käytännössä kuka tahansa voi olla nykyään peliharrastaja, joskin pelaaminen on yleisintä lasten ja nuorten miesten keskuudessa. Pelaaminen koetaan vahvasti sosiaaliseksi harrastukseksi ja erityisesti verkkopelaamisen myötä sen kautta on nykyään täysin mahdollista vaikkapa tutustua uusiin ihmisiin. Aktiivisesti pelaavien mielikuvat pelaamisesta olivat enimmäkseen positiivisia: sen koettiin esimerkiksi lieventävän stressiä, auttavan sosiaalisten suhteiden ylläpitämisessä sekä opettavan atk-taitoja ja englannin kieltä. Erityistä suomalaisessa pelikulttuurissa vaikuttaisi olevan tietokonepelien vahva asema konsolipeleihin verrattuna. Tehty työ on uusi aluevaltaus folkloristiikan alalla ja lisätutkimuksille aiheesta olisi tarvetta. Digitaalisten pelien kulttuuri soveltuu hyvin kohteeksi myös havainnoivalle folkloristiselle tutkimukselle. Esimerkiksi ihmisen kasvu pelaajana on eräs sellainen aihe, jota tämä tutkimus sivuaa, mutta jota ei käytetyillä menetelmillä voitu tarkastella kovin perusteellisesti. Myös vastaavan kvantitatiivisen kyselytutkimuksen voisi toistaa suuremmalle vastaajamäärälle, jolloin saadut tulokset vahvistuisivat.

Yrittäjäminän kritiikki

Kirjallisuusarvostelu

Johtaminen rationaalisesta, kompleksisesta ja postmodernista maailmankuvasta

Kirjallisuusarvostelu

Tarpeellinen salpietari

Kirjallisuusarvostelu