Energiansäästökohteiden kartoitus konepajateollisuuden yrityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena on kartoittaa Vaahto Oy:n Hollolan tehtaan energiankulutus ja energiansäästökohteet. Ensin tutkittiin tehtaan energiankulutus ja energiankulutuksen jakautuminen. Tutkimuksessa käytettiin saatavilla olevia kulutustietoja, luettiin konekirjoja sekä haastateltiin tehtaan työntekijöitä. Lisäksi tehdashallien lämmityslaitteiden hyötysuhteet mitattiin. Tutkimuksen päätavoite oli selvittää, miksi tehtaan lämmitysenergiankulutus on kasvanut ja kannattaisiko rakennusten lämmittämiseen käyttää vaihtoehtoista lämmitysmuotoa öljylämmitykselle. Potentiaalisista energiansäästökohteista tehtiin investointilaskelmat ja toimenpide-ehdotukset. Kannattaviksi toimenpiteiksi tutkimuksessa todettiin: lämmityspolttoaineen vaihtaminen maakaasuun, nosto-ovien hankkiminen, paineilmaverkon huolto, paineilmakompressorin lämmöntalteenotto, tehdastilojen sisälämpötilan tarkastus ja työnjohtotilojen ilmanvaihdon käyntiaikojen muutos. Toimenpiteillä arvioidaan vuotuisten energiakustannusten pienenevän noin 34 000 euroa. Toimenpiteiden toteuttamisen arvioidaan maksavan 135 000 ¤, mistä lämmitysjärjestelmän vaihdon osuus on 100 000 ¤.

Lasirakenteiden aiheuttamien konvektiovirtausten hallinta lattialämmitysjärjestelmässä

Diplomityössä suoritettiin Lappeenrannassa uudessa asuntokerrostalossa asumisviihtyvyysmittauksia vuonna 2002. Kohteessa on koneellinen poistoilmanvaihto, jossa raitisilma johdetaan huonetilaan ikkunan yläpuolella sijaitsevien rakomaisten raitisilmaventtiilien kautta, sekä vesikiertoinen lattialämmitys. Diplomityössä kehitettiin Fluent-virtauslaskentaohjelmalla kaksiuloitteinen malli asuntokerrostalon huoneesta. Kehitettyä simulointimenetelmää käytettiin huoneen lämpöolosuhteiden hallinnan kehittämisessä mallintamalla tilan ilmavirtauskentälle yksityiskohtainen lämpötila- ja nopeusjakauma. Huoneen ilman nopeus- ja lämpötilajakaumaa tarkasteltiin eri lattia- ja ikkunapinnan lämpötiloilla, eri geometrioilla ja käyttäeneri virtauksia kuvaavia malleja. Huoneesta simuloitiin 12 eri tapausta, joista valittiin parhaiten mittaustuloksiin sopiva. Tähän tapaukseen tehtiin muutoksia lattia- ja ikkunapinnan lämpötiloihin. Työssä selvitettiin, kuinka nämä muutokset vaikuttavat huoneen nopeus- ja lämpötilajakaumiin.

Fish oil replacement by soybean oil in the diet of fat snook juveniles

The objective of this work was to evaluate fish oil replacement by soybean oil in diets, as for the effects on the performance and body composition of juveniles of fat snook (Centropomus parallelus). The experiment was carried out in a randomized block design, with three treatments (lipid sources) and six replicates, in a 60-day period. Fat snook juveniles (24.17±0.28g) were distributed in 18 experimental tanks of 200 L each, equipped with aeration and heating systems, under continuous water renovation (800% per day). Three isoproteic (44% CP) and isoenergetic (4,635 kcal CE kg-1) diets were formulated to comprise three replacement rates (0, 50, and 100%) of fish oil by soybean oil. Biometric analyses were done to evaluate fish performance, and two entire specimens from each replicate were used for body composition analyses. The zootechnical indices of weight gain (38.68±5.41 g), feed conversion (1.38±0.10), and specific growth at 1.70±0.18% weight gain per day were considered satisfactory. Lipid source substitution does not affect the performance and body composition of fat snook juveniles, which suggests that soybean oil can replace fish oil in diet formulation.

Optimisation of data analysis method for a fluidized bed combustion test rig

Nowadays the used fuel variety in power boilers is widening and new boiler constructions and running models have to be developed. This research and development is done in small pilot plants where more faster analyse about the boiler mass and heat balance is needed to be able to find and do the right decisions already during the test run. The barrier on determining boiler balance during test runs is the long process of chemical analyses of collected input and outputmatter samples. The present work is concentrating on finding a way to determinethe boiler balance without chemical analyses and optimise the test rig to get the best possible accuracy for heat and mass balance of the boiler. The purpose of this work was to create an automatic boiler balance calculation method for 4 MW CFB/BFB pilot boiler of Kvaerner Pulping Oy located in Messukylä in Tampere. The calculation was created in the data management computer of pilot plants automation system. The calculation is made in Microsoft Excel environment, which gives a good base and functions for handling large databases and calculations without any delicate programming. The automation system in pilot plant was reconstructed und updated by Metso Automation Oy during year 2001 and the new system MetsoDNA has good data management properties, which is necessary for big calculations as boiler balance calculation. Two possible methods for calculating boiler balance during test run were found. Either the fuel flow is determined, which is usedto calculate the boiler's mass balance, or the unburned carbon loss is estimated and the mass balance of the boiler is calculated on the basis of boiler's heat balance. Both of the methods have their own weaknesses, so they were constructed parallel in the calculation and the decision of the used method was left to user. User also needs to define the used fuels and some solid mass flowsthat aren't measured automatically by the automation system. With sensitivity analysis was found that the most essential values for accurate boiler balance determination are flue gas oxygen content, the boiler's measured heat output and lower heating value of the fuel. The theoretical part of this work concentrates in the error management of these measurements and analyses and on measurement accuracy and boiler balance calculation in theory. The empirical part of this work concentrates on the creation of the balance calculation for the boiler in issue and on describing the work environment.

Pientalon asiakaskeskeisenLVI-teknisen laatusuunnittelujärjestelmän kehittäminen

Tämä opinnäytetyö on tehty SkinnAir Oy:lle, ja se käsittelee pientalojen LVI-teknistä suunnittelua pienen suunnitteluyrityksen näkökulmasta. Nykyinen kiivas rakentamistyyli, kasvaneet asumisviihtyvyydenvaatimukset, asennusammattilaisten puute sekä jatkuvasti kohoavat vaatimukset rakennusten energiatehokkuuden parantamiseksi vaativat yhä parempia ja laadukkaampia suunnitelmia pientalojen LVI-teknisten ratkaisujen toteuttamiseksi. Suunnittelusta saatavan heikon tuottavuuden johdosta monet suunnittelutoimistot eivät ole kiinnostuneita pientalojen LVI-suunnittelusta. Tässä työssä pyritään etsimään niitä menetelmiä, joilla erityisesti pieni suunnitteluyritys kykenee parantamaankannattavuuttaan ja nostamaan palvelun laatua kyseisellä suunnittelun osa-alueella. Työ on toteutettu perehtymällä yksityiskohtaisesti suunnitteluprosessin eri vaiheisiin sekä analysoimalla näistä vaiheista saadut tulokset Työssä tunnistetaan erilaiset asiakastyypit sekä heidän tarpeensa. Asiakastarpeiden perusteellasaadaan määritettyä oikeat lähtötiedot kohteen LVI-suunnittelua varten. Työn keskeinen osa on suunnitteluprosessin etenemisen sekä suunnittelutyöhön kuuluvien tehtävien tarkastelu. Tämän tarkastelun avulla pyritään löytämään keinot, joillakyetään tehostamaan suunnitteluprosessin eri vaiheisiin liittyviä toimintoja, parantamaan palvelun laatua sekä lisäksi minimoimaan suunnitteluprosessin aikaisia kustannuksia yrityksen kannattavuuden parantamiseksi. LVI-suunnittelutyön eteneminen painottuu asiakas- ja lähtötietojen keräämiseen sekä eri välivaiheiden hyväksyttämiseen tilaajalla. Suunnittelutyöhön vaikuttavat tekijät saadaan selville jatkuvassa, ennalta hyvin aikataulutetussa asiakaskontaktissa. Asiakkaan huomioiminen suunnitteluprosessin eri vaiheissa parantaa kokonaisvaltaista asiakaspalvelua. Näin asiakkaan saama vastine rahoilleen kasvaa. Suunnittelijan kannalta turhat muutostyöt vähenevät, koska asiakas on selvillä suunnittelutyön etenemisestä. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että hyvän suunnitteluprosessin edellytyksenä on yksityiskohtaisten lähdetietojen käyttö. Työn tuloksena ilmeni, että valmiiden, ennalta hyvin laadittujen lomakkeiden käyttäminen parantaa selkeästi suunnittelutyön tehokkuutta. Lopputuloksena syntyi jatkokehittelyä vaativa lomakepohja asiakastarpeisiin perustuvalle lähtötietolomakkeelle. Lisäksi yrityksen käyttöön on tarkoitus laatia tarvittavat tietokannat sekä valmiit asennuspiirrokset. Lopullinen tavoite on rakentaa tässä työssä kuvatuista menetelmistä kattava tietotekninen järjestelmä parantamaan sekä yrityksen kannattavuutta että suunnittelutyön laatua. Lisäksi voidaan todeta, että rakennettava järjestelmä mahdollistaa myös vaativan suunnittelutyön tuotteistamisen.

Short-term increase in particulate matter blunts nocturnal blood pressure dipping and daytime urinary sodium excretion

Short-term exposure to ambient particulate matter with aerodynamic diameters<10 µm were found to be positively associated with blood pressure. Yet, little information exists regarding the association between particles and circadian rhythm of blood pressure. Hence, we analyzed the association of exposure to particulate matter with aerodynamic diameters<10 µm on the day of examination and ≤7 days before with ambulatory blood pressure and with sodium excretion in 359 adults from the general population using multiple linear regression. After controlling for potential confounders, a 10-µg/m3 increase in particulate matter with aerodynamic diameters<10 µm levels was associated with nighttime systolic blood pressure (β=1.32 mm Hg 95% CI, 0.06-2.58 mm Hg at lag 0; P=0.04), nighttime diastolic blood pressure (0.72 mm Hg 95% CI, 0.03-1.42 mm Hg at lag 2; P=0.04), nocturnal systolic blood pressure dipping (-0.96 mm Hg 95% CI, -1.89 to -0.03 mm Hg at lag 0; P=0.044), and daytime urinary sodium excretion (-0.05 log-mmol/min 95% CI, -0.10 to -0.01 log-mmol/min at lag 0; P=0.027) but not with nighttime sodium excretion. The associations with blood pressure rapidly diminished with increasing lag days, and the associations with daytime sodium excretion were maximal with particulate matter with aerodynamic diameters<10 µm in exposures 2 to 5 days before. The associations of short-term increases in particulate matter with aerodynamic diameters<10 µm with higher nighttime blood pressure and blunted systolic blood pressure dipping were preceded by associations with reduced ability of the kidney to excrete sodium during daytime. The underlying mechanism linking air pollution to increased cardiovascular risk may include disturbed circadian rhythms of renal sodium handling and blood pressure.

Effects of particulate matters on inflammatory markers in the general adult population

Summary: Particulate air pollution is associated with increased cardiovascular risk. The induction of systemic inflammation following particle inhalation represents a plausible mechanistic pathway. The purpose of this study was to assess the associations of short-term exposure to ambient particulate matters of aerodynamic diameter less than 10 μm (PM10) with circulating inflammatory markers in 6183 adults in Lausanne, Switzerland. The results show that short-term exposure to PM10 was associated with higher levels of circulating IL-6 and TNF-α. The positive association of PM10 with markers of systemic inflammation materializes the link between air pollution and cardiovascular risk. Background: Variations in short-term exposure to particulate matters (PM) have been repeatedly associated with daily all-cause mortality. Particle-induced inflammation has been postulated to be one of the important mechanisms for increased cardiovascular risk. Experimental in-vitro, in-vivo and controlled human studies suggest that interleukin 6 (IL-6) and tumor-necrosis-factor alpha (TNF-α) could represent key mediators of the inflammatory response to PM. The associations of short-term exposure to ambient PM with circulating inflammatory markers have been inconsistent in studies including specific subgroups so far. The epidemiological evidence linking short-term exposure to ambient PM and systemic inflammation in the general population is scarce. So far, large-scale population-based studies have not explored important inflammatory markers such as IL-6, IL-1β or TNF-α. We therefore analyzed the associations between short-term exposure to ambient PM10 and circulating levels of high-sensitive CRP (hs-CRP), IL-6, IL-1β and TNF-α in the population-based CoLaus study. Objectives: To assess the associations of short-term exposure to ambient particulate matters of aerodynamic diameter less than 10 μm (PM10) with circulating inflammatory markers, including hs-CRP, IL-6, IL-1β and TNF-α, in adults aged 35 to 75 years from the general population. Methodology: All study subjects were participants to the CoLaus study (www.colaus.ch) and the baseline examination was carried out from 2003 to 2006. Overall, 6184 participants were included. For the present analysis, 6183 participants had data on at least one of the four measured circulating inflammatory markers. The monitoring data was obtained from the website of Swiss National Air Pollution Monitoring Network (NABEL). We analyzed data on PM10 as well as outside air temperature, pressure and humidity. Hourly concentrations of PM10 were collected from 1 January 2003 to 31 December 2006. Robust linear regression (PROC ROBUSTREG) was used to evaluate the relationship between cytokine inflammatory and PM10. We adjusted all analyses for age, sex, body mass index, smoking status, alcohol consumption, diabetes status, hypertension status, education levels, zip code, and statin intake. All data were adjusted for the effects of weather by including temperature, barometric pressure, and season as covariates in the adjusted models. We performed simple and multiple logistic regression analyses. Descriptive statistical analysis used the Wilcoxon rank sum test (for medians). All data analyses were performed using SAS software (version 9.2; SAS Institute Inc., Cary, NC, USA), and a two-sided significance level of 5% was used. Results: PM10 levels averaged over 24 hours were significantly and positively associated with continuous IL-6 and TNF-α levels, in the whole study population both in unadjusted and adjusted analyses. For each cytokine, there was a similar seasonal pattern, with wider confidence intervals in summer than during the other seasons, which might partly be due to the smaller number of participants examined in summer. The associations of PM10 with IL-6 and TNF-α were also found after having dichotomized these cytokines into high versus low levels, which suggests that the associations of PM10 with the continuous cytokine levels are very robust to any distributional assumption and to potential outlier values. In contrast with what we observed for continuous IL-1β levels, high PM10 levels were significantly associated with high IL-1β. PM10 was significantly associated with IL-6 and TNF-α in men, but with TNF-α only in women. However, there was no significant statistical interaction between PM10 and sex. For IL-6 and TNF-α, the associations tended to be stronger in younger people, with a significant interaction between PM10 and age groups for IL-6. PM10 was significantly associated with IL-6 and TNF-α in the healthy group and also in the "non-healthy" group, although the statistical interaction between healthy status and PM10 was not significant. Conclusion: In summary, we found significant independent positive associations of short-term exposure to PM10 with circulating levels of IL-6 and TNF-α in the adult population of Lausanne. Our findings strongly support the idea that short-term exposure to PM10 is sufficient to induce systemic inflammation on a broad scale in the general population. From a public health perspective, the reported association of elevated inflammatory cytokines with short-term exposure to PM10 in a city with relatively clean air such as Lausanne supports the importance of limiting urban air pollution levels.

Ilmastonmuutoksen vaikutussähköverkkoliiketoimintaan

Tässä diplomityössä tutkittiin ilmastonmuutoksen vaikutusta sähköverkkoliiketoimintaan. Ilmastonmuutosennusteet laadittiin RCAOilmastomallin antamien laskelmien perusteella. Ilmastomuuttujien ennusteet tehtiin ajanjaksolle 2016 - 2045 ja ennusteiden vertailujaksona käytettiin ajanjaksoa 1960 - 1990. Ennusteet laadittiin sadannalle, lämpötilalle, kuuraantumiselle, huurteelle, ukkoselle, routaantumiselle ja tuulisuudelle. Ilmastomuuttujien vaikutukset arvioitiin sekä tekniseltä että taloudelliselta kannalta. Ilmastonmuutoksen myötä on odotettavissa, että ilmastomuuttujien aiheuttamat rasitukset verkkoliiketoimintaa kohtaan tulevat olemaan niistä saatuja hyötyjä suuremmat. Vikamäärien kasvu on merkittävin ja haastavin ilmastonmuutoksen aiheuttama haitta. Ukkonen, lumikuormat ja tuuli tulevat aiheuttamaan nykyistä enemmän vikoja erityisesti keskijänniteverkoissa avojohdoille ellei verkkoja kehitetä vikavarmemmiksi. Lämpötilan nousun seurauksena lämmitystarve laskee ja jäähdytystarve nousee. Tämä näkyy merkittävimmin voimakkaasti lämpötilariippuvaisten käyttäjäryhmien sähkönkulutuksessa ja huippukuormissa.

Aerodynamical instability of web

Diplomityön tavoitteena oli tutkia miten ilman turbulenttisuus vaikuttaa tasaisesti liikkuvan rainan tilaan. Yhtenä sovelluskohteena teollisuudessa voidaan mainita esimerkiksi leiju-kuivain. Tiedetään, että konenopeuksien kasvu ja siitä johtuva ilmavirran nopeuden kasvu aiheuttaa voimavaikutuksia rainaan ja voi aiheuttaa lepatusta. Lepatus johtaa dynaamiseen epästabiilisuuteen, joka voidaan havaita, kun lineaarinen systeemi tulee epävakaaksi ja joh-taa epälineaariseen, rajoitettuun värähtelyyn. Lepatus huonontaa tuotteiden laatua ja voi johtaa ratakatkoihin. Työssä on esitetty tietoa ilman ja rainan vuorovaikutuksesta, jota hyödyntämällä voidaan kehittää yksinkertaistettu malli, jonka avulla liikkuvaa rainaa voidaan simuloida kuivaimes-sa. Kaasufaasin virtausyhtälöt on ratkaistu eri turbulenttimalleja käyttäen. Myös viskoelas-tisen rainan muodonmuutosta on tarkasteltu. Koska rainalle ei ole kirjallisuudesta saatavilla tarkkoja fysikaalisia ja mekaanisia arvoja, näitä ominaisuuksia testattiin eri arvoilla, jotta rainan käyttäytymistä jännityksen alaisena voidaan tarkastella. Näiden ominaisuuksien tun-teminen on ensiarvoisen tärkeää määritettäessä rainan aeroviskoelastista käyttäytymistä. Virtaussimulointi on kallista ja aikaa vievää. Tämä tarkoittaa uusien tutkimusmenetelmien omaksumista. Tässä työssä vaihtoehtoisena lähestymistapana on esitetty yksinkertaistettu malli, joka sisältää ilman ja rainan vuorovaikutusta kuvaavat ominaisuudet. Mallin avulla saadaan tietoa epälineaarisuuden ja turbulenssin vaikutuksesta sekä monimutkaisesta yh-teydestä stabiilisuuden ja ulkoisesti aikaansaadun värähtelyn sekä itse aiheutetun värähtelyn välillä. Työn lopussa on esitetty havainnollinen esimerkki, jolla voidaan kuvata olosuhteita, jossa rainan tasainen liike muuttuu epävakaaksi. Kun turbulenttisuudesta johtuva painevaih-telu ylittää tietyn rajan, rainan värähtely kasvaa muuttuen satunnaisesta järjestäytyneeksi. Saaduttulokset osoittavat, että turbulenttisuudella on suuri vaikutus eikä sitä voi jättää huomioimatta. Myös rainan viskoelastiset ominaisuudet tulee huomioida, jotta rainan käyt-täytymistä voidaan kuvata tarkasti.

Kaatopaikkakaasun hyötykäyttömahdollisuudet Anjalankosken Ekoparkissa

Kaatopaikalle sijoitetut biohajoavat orgaaniset jätteet muodostavat jätetäytön hapettomissa olosuhteissa kaatopaikkakaasua, joka koostuu pääasiassa metaanista ja hiilidioksidista. Kaatopaikkakaasun sisältämän metaanin takia, kaasusisältää merkittävästi energiaa, joka on hyödynnettävissä eri tavoin. Tämän diplomityön tavoitteena oli tarkastella vaihtoehtoja Anjalankosken Keltakankaan kaatopaikoilla muodostuvan kaatopaikkakaasun hyödyntämiseksi. Tarkastellut vaihtoehdot tarjoavat ympäristöllisten hyötyjen lisäksi liiketoiminnallista hyötyä Ekoparkissa toimiville yrityksille. Tutkimuksessa tehdyt laskelmatosoittivat, että työssä tarkastellut kaatopaikkakaasun hyötykäyttövaihtoehdot ovat sekä taloudellisesti että kaasun riittävyyden kannalta hyödynnettävissä. Esimerkiksi kaatopaikkakaasun hyödyntämisellä kaukolämmön tuotannossa voidaan kattaa noin kolmannes Anjalankosken vuotuisesta kaukolämmön tarpeesta. Kaatopaikkakaasun lietteen kuivauskapasiteetti kattaa Pohjois-Kymenlaaksossa muodostuvan jätevesilietteen käsittelytarpeen. Biopolttoaineen kuivauskapasiteetti on riittävä olemassa oleviin valmistuslaitosten tuotantokapasiteetteihin verrattuna. Myös perinteisillä sähkön- ja lämmöntuotantotekniikoilla voidaan kattaa Ekoparkin oma sähkön- ja lämmöntarve. Kaatopaikkavesien haihdutus ei tulosten perusteella ole sekä taloudellisesti että kaasun riittävyyden kannalta hyödynnettävissä. Tuhkan vitrifioinnissa haasteen muodostaa investointikustannuksen suuruus. Anjalankosken Ekoparkin yritykset voivat hyödyntää työn tuloksia uuden liiketoiminnan kehittämiseen. Lisäksi tuloksia voidaan hyödyntää soveltaen eri kokoluokan kaatopaikkojen kaatopaikkakaasujen hyötykäyttöä suunniteltaessa.

Paperikoneen vesi- ja energiatehokkuuden parantaminen

Työn tavoitteena oli laatia reaaliaikaiset vesi- ja energiatasenäytöt Stora Enso PublicationPaper Veitsiluodon tehtaalle, paperikone 5:lle. Tavoitteena oli myös simuloida kyseisen paperikonelinjan vesitase. Aluksi työssä piirrettiin lohkokaaviot taseita varten paperikoneen kaikista vettä tai energiaa sisältävistä jakeista. Näitä yksinkertaistettuja lohkokaavioita hyväksi käyttäen laadittiin taseidenlaskentakaavat, jotka testattiin tarkastuslaskelmien avulla. Vesi- ja energiataseista tehtiin myös suunnitelmat prosessinohjausjärjestelmän tasenäytöiksi. FlowMac-simulointiohjelmalla rakennetun paperikone 5 vesitaseen simulointimallin tulosten oikeellisuutta arvioitiin herkkyysanalyysin avulla. Tehdyn herkkyysanalyysin tuloksien perusteella voidaan olettaa, että simulointimalli toimii luotettavasti. Tämän vesitaseen simulointimallin avulla tarkasteltiin kiekkosuotimien uudistamisen vaikutuksia paperikonelinjan vesitaseeseen. Tarkastelussa huomattiin, että vaihtamalla kiekkosuotimien syöttöventtiilit kolmea jaetta tuottaviksi, voitaisiin flotaatioallas ja suihkuveden kaarisihti poistaa käytöstä. Tulevaisuudessa simulointimallia voidaan käyttää myös monilla muilla eri tavoin hyödyksi kyseisellä paperikoneella. Työssä laaditut vesi- ja energiataseet saatiin niin tarkoiksi kuin se nykyisiä mittauksia hyödyntäen on mahdollista. Jostaseita haluttaisiin tarkentaa, olisi paperikonelinjalle syytä lisätä joitakin mittauksia. Myös työssä tehty vesitaseen simulointi FlowMac:lla onnistui hyvin mutta kyseisessä ohjelmassa havaittiin silti joitakin kehittämistarpeita. Työn tuloksien perusteella vettä ja energiaa voitaisiin mahdollisesti säästää paperikone 5:llä esimerkiksi laimennussäätöisen perälaatikon avulla, kiekkosuotimien uusimisella sekä kenkäpuristimen käyttöönotolla. Jatkotutkimuskohteita voisivat olla esimerkiksi paperikone 5:n lämpötase, kemiallisesti puhdistetun veden tulolämpötilan nostaminen, hiomon suodosveden ylimääräisen lämmön hyödyntäminen paperikone 5 kirkassuodoksen lämmittämisen jälkeen, lämmön talteenotossa lämmitysvesikennon ja prosessivesikennon järjestyksen vaihtaminen sekä vastaavien vesi- ja energiataseiden laatiminen paperikone 1:lle ja hiomolle.

Jyväskylän kaukolämpöverkon kehittäminen

Kaukolämmitys on yleisin Suomessa käytetty lämmitysmuoto ja sen osuus koko lämmitysmarkkinoista on noin 50 %. Kaukolämmön varsinainen tuotanto ja jakelu alkoivat Suomessa vuonna 1957 ja Jyväskylässä vuonna 1960. Jyväskylässä kaukolämmön piiriin kuuluivuoden 2006 loppuun mennessä noin 3200 asiakasta. Suurin tuntiteho laitoksilta oli noin 375 MW. Vuonna 2020 suurimman tuntitehon on ennustettu olevan noin 480 MW, mikä tarkoittaa asiakasmäärän ja verkon pituuden merkittävää kasvua. Jyväskylän kaukolämpöverkon nykytilanne on hyvä. Verkostolaskennan tulosten perusteella lämpö saadaan siirtymään nykyisillä laitoksilla ja verkon laitteilla jokaiselle asiakkaalle niin normaalitilanteessa kuin päälaitoksen häiriötilanteessa. Häiriötilanteessa paikallisia ongelmia voi esiintyä, mutta niihin voidaan vaikuttaa parantavasti esimerkiksi verkon staattisen paineen nostolla. Jyväskylän kaukolämpöverkon tulevaisuuden näkymät ovat erinomaiset. Laskennan perusteella verkkoa voidaan laajentaa kaikille laskennassa mukana olleille alueille ilman suurempia ongelmia. Uuden tuotantokapasiteetin, verkonlaajentumisen ja asiakasmäärän kasvun aiheuttamat kehitystarpeet saatiin selvitetyksi ja tulokset olivat aikaisempien tutkimusten suuntaisia. Tulevaisuutta ajatellen verkkoon joudutaan tekemään muutamia muutoksia suunniteltujen uusien yhteyksien lisäksi. Uuteen linjaan, joka yhdistää Palokan verkon toisen yhteyden kautta Jyväskylän pääverkkoon, rakennetaan mahdollisesti pumppaamo. Lisäkuristusventtiilejä tarvitaan viiteen eri paikkaan turvaamaan riittävän suuret kaukolämpöveden paluupaineet. Osa venttiileistä olisi suositeltavaa asentaa jo nykytilanteessa, sillä niiden hankinta parantaisi verkon nykytilaa.

Hybridilämmityksen vaikutus sähkön- ja lämmöntuotantoon

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää kaukolämmityksen rinnalla käytettävän toisen lämmitysmuodon, tässä tapauksessa sähkölämmityksen, vaikutusta sähkön- ja lämmöntuotantoon. Tämä tutkimus liittyy ¿Kehittyvä kaukolämpö -hankkeen pilottiosaan. Hankkeen pilottiosassa tutkitaan hybridilämmityksen kannattavuutta ja vaikutuksia sekä kuluttajan että yhdyskunnan kannalta. Tämätutkimus jatkaa jo aikaisemmin tehtyä tutkimusta 'Hybridilämmityksen kustannusvaikutukset', jossa tutkittiin kaukolämmityksen taloudellisuutta kuluttajan kannalta elinkaarianalyysin avulla. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on määrittää hybridilämmityksen niin taloudelliset kuin ympäristölliset vaikutukset yhdyskunnan kannalta. Yhdyskunnan osalta vaikutuksia tarkasteltiin referenssikaupungin avulla. Referenssikaupungin alkuarvot perustuvat jo aiemmin tähän pilottiosaan tehtyyn tutkimukseen 'Hybridilämmityksen kustannusvaikutukset'. Näitä arvoja hyväksi käyttäen referenssikaupungille perustettiin kaksi energian tuotantorakennemallia ja molemmille malleille kaksi eri skenaariota hybridilämmityksen kasvamisesta. Skenaarioissa otettiin huomioon myös päästökaupan vaikutukset. Molemmat skenaariot osoittivat päästökaupan vaikutukset mukaan luettuna, ettei sähkölämmityksen käyttäminen kaukolämmityksen ohella tuo ainoastaan yhdyskunnalle lisää tuotantokustannuksia, vaan se lisää myös päästöjä. Tulevaisuuden epävarmuutta analysoitiin herkkyysanalyysin avulla. Tutkimusta varten laadittiin tuontienergian ja kotimaisten polttoaineiden hinnoille kaksi skenaariota, joilla laskettiin vuositason tuotantokustannukset. Jokainen skenaario toi huomattavan lisän niin tuotantokustannuksiin kuin päästöihin. Eri skenaarioilla oli vaikutus kaukolämmön pysyvyyskäyrän muotoon ja näin myös voimalaitoksien käyttötunteihin. Laitoksien huipun käyttötunnit pienenevät ja tuotantokustannukset tuotettua energiayksikköä kohden kasvavat. Tapauksessa, jossa on edullista käyttää peruskuormalaitoksia mahdollisimman paljonvuoden aikana, hybridilämmityksen käyttäminen siirsi tilannetta päinvastaiseen suuntaan. Tämä suunta tarkoittaa sitä, että halpaa peruskuormatuotantoapitää korvata kalliimmalla ja enemmän päästöjä aiheuttavalla erillistuotannolla. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että mikäli sähkölämmityksen yleistyminen kaukolämmityksen rinnalla lisääntyy, aiheuttaa se yhdyskunnalle huomattavia lisäkustannuksia ja päästöjä. Yksi sähkölämmityksen käyttöä lisäävä tekijä on kuluttajien mielikuva. Kuluttajien mielikuva sähkölämmityksestä on, että se on asennuskustannuksiltaan edullinen ja helppo asentaa. Todellisuudessa sähkölämmityksen käyttäminen tuo odottamattomia lisäkustannuksia kuluttajille energiantuotantolaitoksien omien lisääntyvien tuotantokustannusten kautta. Nämä kustannukset voivat realisoitua esimerkiksi kohonneiden sähkön ja kaukolämmön energiamaksujen tai sähkön siirtomaksujen muodossa. Ainoastaan kuluttajien mielikuvien muuttamisella voidaan päästä yhdyskunnan kannalta taloudellisempaan ja ympäristöystävällisempään energiantuotantomalliin.

Energiankäytön tehostamispotentiaalit UPM-Pelloksen vaneritehtailla

UPM-Pelloksen vaneritehtaat muodostavat Euroopan suurimman vanerintuotantoyksiköntuotantokapasiteetilla mitattuna. Pelloksen vaneritehtailla on kolme eri tehdasta yhdellä tehdasalueella. Vaneritehtaiden viilunkuivaus on hyvin merkittävä primäärienergian kuluttaja. Tehtaiden prosessienergian saannista huolehtii Järvi-Suomen Voiman voimalaitos. Viilunkuivaajien poistokaasuista jalauhteista saadaan talteen merkittävästi sekundäärienergiaa. Sekundäärienergia kulutetaan pääosin hautomoaltaalla tukkien haudontaan. Tukkien haudonta pyritäänhoitamaan lähes kokonaan sekundäärienergialla. Primäärihöyryä tarvitaan altaalle kuitenkin huoltoseisakkien aikana. Tässä diplomityössä tutustutaan vanerin valmistuksen prosessiin Pelloksen vaneritehtailla. Työssä kartoitetaan tehtaiden prosessien, hautomoaltaan ja voimalaitoksen välisiä energiavirtauksia. Työn tarkoituksena on saada selville mahdollisia hyödyntämättömiä potentiaaleja tehtaiden energiankäytössä. Työssä pohditaan myös mahdollisia eri tapoja energiankäytön tehostukselle. Voimalaitoksen höyrykuorma on kuivauskoneiden kulutuksesta riippuen ajoittain voimakkaasti vaihtelevaa. Höyrykuorman vaihtelu aiheuttaa ongelmia voimalaitoksen tuotannolle. Työssä pohditaan höyrykuorman tasausmahdollisuutta muun muassa höyryakun avulla.

Maakaasulla tuotetun aluelämmön tekniset edellytykset ja kilpailukyvyn arviointi

Tässä diplomityössä tutkitaan maakaasulla tuotetun aluelämmön teknisiä edellytyksiä sekä tuotetun lämmön kilpailukykyä. Työon tehty Helsinkikaasu Oy:n tilauksesta käyttäen tutkimuskohteina heidän olemassa olevia lämpökeskuksia. Helsinkikaasu Oy:n lämpökeskukset ovat tehoiltaan alle10 MW, joka on myös työssä tarkasteltavien lämpökeskuksien maksimiteho. Diplomityössä määritellään kyseisen teholuokkaan suunnittelu- ja mitoitusperusteet, tarkastellaan lämpöliiketoimintamalleja sekä arvioidaan liiketoiminnan kasvupotentiaali. Diplomityön on tarkoitus toimia työkaluna HelsinkikaasuOy:n laajentaessa lämpöliiketoimintaansa.