LÄMPÖLAITOKSEN PUUPOLTTOAINEEN TEHOSTAMINEN KÄYTÄNNÖSSÄ - VAIKUTUS YRITYKSEN TALOUTEEN LUENNOITSIJA: KIMMO PUOLAMÄKI ENERGIATEKNIIKAN INSINÖÖRI 23 VUOTTA ENERGIA-ALALLA TYÖHISTORIA JA TOIMET: TURUN ENERGIALAITOS, 1990 VTT, 1996 SAARIJÄRVEN KAUKOLÄMPÖ OY, 2008 JYVÄSKYLÄN AMMATTIKORKEAKOULU, 2012
MITKÄ VAIKUTTAVAT YRITYKSEN TALOUTEEN ENITEN? MISTÄ YRITYKSEN TALOUTEEN VAIKUTTAVAT ASIAT NÄKEE? PALKAT POLTTOAINEOSTOT KÄYTTÖASTE - LAITEHUOLTOJEN JA UUSIMISEN MÄÄRÄ TILINPÄÄTÖS - VERTAILU ERI VUOSIEN VÄLILLÄ PROSENTTIOSUUDET LIIKEVAIHDOSTA/KUSTANNUKSISTA KANNATTAA KESKITTYÄ NIIHIN, MISSÄ ON HELPOITEN SAATAVISSA LISÄÄ KATETTA TAI TYÖMÄÄRÄ ON ISO
PALAMINEN JA PALAMISEN EDELLYTYKSET MUUTTUMATON PERUSASIA HAPPI (O 2 ) Täydellinen palaminen Puun poltto LÄMPÖTILA HÄIRIINTYMÄTÖN KETJUREAKTIO PALAVA AINE
PALAMISEN VAIHEET (ESIMERKKINÄ ARINAPOLTTO) ILMANJAKO - PERUSPERIAATTEET Tertiääri-ilma Ilma on syötettävä oikeaan kohtaan, lämpötilaan ja saatava sekoittumaan palavan kaasun/ kiinteän palavan aineen kanssa: Savukaasun kierrätys Täydellinen palaminen ja päästöjen syntyminen Palamisilman jäähdyttävä vaikutus Palamisilman kanavoituminen Indikaattorit: lämpötilat, häkä (CO), hiilivedyt (CxHy)
PUUN KOOSTUMUS Polttoaineanalyysin merkitys korostuu jos halutaan optimoida palamista, vähentää päästöjä ja tietää mitä yhdisteitä päätyy minnekin Polttoaineanalyysi on halvempi tapa hallita kattilan korroosioita, arinan toimintaa ja tuhkan ominaisuuksia
KATTILAN SÄÄTÄMISEN LÄHTÖKOHDAT Optimointi: hyvälaatuinen polttoaine, toimivalla syötöllä, korkealla lämpötilalla ja oikealla ilmamäärällä = Korkea hyötysuhde, ei päästöjä, pienet kustannukset - Polttoaineen ominaisuudet mahdollisimman tasaiseksi (palakoko, kosteus, epäpuhtaudet, kivet, tikut jne.) - Syötön tasaisuus ja toimivuus (esim. syöttöruuvin/putken malli vaihtelee polttoaineen mukaan) - Lämpötilan hallinta/nosto palamisvaiheiden aikana (esim. muuraukset, palamisilman jakautuminen arinalla) - Todelliset ilmamäärät kokonaisilmamäärästä (esim. nm3/s, ei puhaltimen rpm) - Tarvittavat savukaasumittaukset (happi, häkä ja lämpötila, edustavat paikat, oikein mittaavat laitteet ja vuodot ennen mittauksia) - Palamisalueen lämpötilamittaukset - Lämmitysjärjestelmän tuntemus
HAKEKATTILAN SÄÄTÄMINEN SAVUKAASUN PERUSTEELLA Savukaasun jäännöshappi alueella 6-8 %, Happi alle 6 % > palamattomien hiilivetyjen määrä kasvaa, kattila likaantuu Yli 8 % > liika palamisilma jäähdyttää palamista > palamisreaktio katkeaa, sähkönkulutus kasvaa (savukaasupuhallin, palamisilmapuhaltimet) Häkä, CO = CxHy Häkäpitoisuus mahdollisimman alhaiseksi (50-200 ppm, %-yksikkö liian suuri) Savukaasun lämpötila, ei pesuria 120-150 oc Korroosio ja likaantuminen vähenee Päästöt jää tuhkiin Kestää paremmin polttoaineesta tulevia vaihteluita
HUONOLAATUISEN POLTTOAINEEN VAIKUTUKSET KATTILAJÄRJESTELMÄSSÄ Polttoaineen määrä kasvaa: Polttoaineostot Huoltokustannukset Syöttöhäiriöt, käyttökatkot, holvaantuminen, korvaavat polttoaineet, jäätyminen, Sähkönkulutus kasvaa Päästöt ja häviöt kasvavat Sähkönkulutus kasvaa Korroosio, lentotuhkan määrä kasvaa Palamattomat, yhdisteet ja pienhiukkaset Arina: tuhkan sulaminen, tukkeentuminen, ilman karkaaminen, Polttoainehäviöt Tuhkan määrä kasvaa, hävityskustannukset, nuohous lisääntyy Syöpyminen ja kuluminen kasvaa Säätäminen vaikeutuu, epätasaisempaa ajoa, lämpötilavaihtelut rasitus arinalle ja lämpöpinnoille
KATTILAN SÄÄTÄMISEN HAASTEET Lämmönkulutuksen vaihtelevuus Kiinteän polttoaineen pitkä palamisaika (noin 10 sekuntia) Tasainen korkea lämpötila koko palamisajalle > polttoaineen kosteuden haihdutus > muuraukset Palamisilman sekoittuminen kuumaan kaasuun > kanavoituminen Vesikierron "liian" tehokas lämmön vastaanotto > kylmät pinnat Polttoaineen tasalaatuisuus > kosteus, palakoko vakioksi Syötön tasaisuus (esim. 40 kw stokerilla syöttö vaihtelee minuutin aikana jopa 500 g) > NÄKYY HÄKÄPIIKKEINÄ/HAPEN ROMAHDUS Savukaasumittausten vähäisyys > happi/savuk.lämpötila Vuodot ja mittareiden oikeat paikat > pituus= 5 x kanavan D
KANTAPÄÄN KAUTTA OPITTUA Helpoin tapa nostaa kattilan hyötysuhdetta ja vähentää työmäärää on parantaa polttoaineen laatua > TOIMINNAN KANNATTAVUUS 90 % ongelmista johtuu polttoaineen laadusta ja polttoaineen syötöstä Käyttäjän on tunnettava kattila, sen säätäminen ja säädön vaikutukset Huonolaatuinen polttoaine maksaa enemmän kuin osaat ottaa huomioon Investoinneissa ja muutoksissa yritysjohdon kannattaa kuunnella tekijöitä ja käyttäjiä eli lämpölaitoshoitajia > laitosten käytettävyys paranee Lämpölaitostekniikka menee kohti valvomatonta tekniikkaa > automaatioosaamisen vaatimus kasvaa > laitokset omatoimisia > kattilan säätötekniikan osuus korostuu kattilan ajon optimoinnissa Tulos ja investointivaraukset kotiutetaan omistajille > kunnossapito ja polttoaineen laatu heikkenee > hinta ratkaisee valinnan
Kiitos mielenkiinnosta! Onko herännyt kysymyksiä? Tessu 9 v. Sepe 6 v. Kuvattu purjejääkelkasta GoProlla kuvaaja: Pula
SAVUKAASUANALYSAATTORIN KÄYTTÖ JA TULOSTEN TULKINTA SAVUKAASUANALYSAATTORI Savukaasun analyysi perustuu useimmiten jäähdyttämällä kuivattuun näytteeseen, josta mitataan eri kaasupitoisuudet kennoilla tai kaasun valon aallonpituuksiin perustuvalla tekniikalla. Analysaattorien lisäksi kaasujen analyysi/mittausjärjestelmä koostuu mittaussondista, näyteletkusta, lämmitysvastuksista, säätimistä, pumpuista, jäähdyttimestä. Analysaattori voidaan kalibroida ilmalla ja/tai näytekaasulla. Laitteita on monilla eri valmistajilla eri tarkoituksiin.
SAVUKAASUANALYSAATTORIN KÄYTTÖ JA TULOSTEN TULKINTA SAVUKAASUANALYSAATTORIN KÄYTTÄMINEN OIKEIN: Kalibroi laite (nollapiste ja yläpiste mitattavalle alueelle) Tunne mittalaite ja sen ominaisuudet ja rajoitukset Kirjaa kalibroinnit ja seuraa aikaa vasten laitteen toimintaa (esim. ryömiminen/kennon toimivuus) Mittaa oikeasta kohdasta (kanava ja kattila) Poista vuodot (suurin virheen aiheuttaja) Tunne kemia, kosteuden ja lämpötilan vaikutus Kyseenalaista tuloksia Jos jokin ei täsmää > mieti ja etsi syy Onko yksikkö oikein tai muunnettu oikein (mg/nm3, ppm)
SAVUKAASUANALYSAATTORIN KÄYTTÖ JA TULOSTEN TULKINTA TULOSTEN TULKINTA Kaasukomponentit vaikuttavat toisiinsa, yksittäisen tuloksen virhe voi löytyä toisesta komponentista (esim. SO2 ja H2O) Laite tuottaa mittaustuloksen yleensä sähköviestinä (0-5 V/0-10V, 0-4 ma/5-20 ma), joka on häiriöille altis ja vaatii tiedonkeruulta ja tallennukselta yleensä muuntokertoimia. Mitä useampi analysoitava kaasukomponentti, sitä enemmän tarvitaan kaasukemian ja laitteen mittaustekniikan tuntemusta Monipuolisimmat laitteet tarvitsevat vuosien opettelun ja käyttökokemuksen tulosten tulkitsemiseksi (esim. FTIR/HCL ja Elpi/hiukkasjakaumat)
SAVUKAASUANALYSAATTORIN KÄYTTÖ JA TULOSTEN TULKINTA TULOSTEN TULKINTA HAKEKATTILA Hakekattilan säätämiseksi ja tulosten tulkitsemiseksi tarvitaan: kattilan ja palotilan lämpötilat, ilmanjako, savukaasukomponentit O2 ja CO sekä polttoaine ja tuhka-analyysi ja määrät LEIJU/ARINAKATTILA Tuhkien ominaisuuksien tulkitsemiseksi tarvitaan kattava kattilan lämpötilajakauma, laaja kaasukomponenttien mittausjärjestelmä useista pisteistä, tietoa kattilan virtausolosuhteista, ilmanjaot, polttoainemäärät ja analyysit polttoaineista ja tuhkista (pohjatuhka, lentotuhkat)
LÄMMÖN KESKIMÄÄRÄISET HINTATIEDOT MISTÄ ETSIÄ TIETOA? ENERGIATEOLLISUUS RY: TILASTOT, OHJEET TILASTOKESKUS: TILASTOT YRITYSTEN KOTISIVUT: HINNASTOT KAUKOLÄMMÖN KÄSIKIRJA
LÄMMÖN KESKIMÄÄRÄISET HINTATIEDOT MITÄ ON HUOMIOITAVA HINTAA IHMETELTÄESSÄ LÄMMÖN TUOTTAJAN KOKO, TUOTANTOMUOTO (CHP) SIJAINTI JA PAIKKAKUNTA (VERKOSTON KOKO, LÄMMÖN TARVE/ALUEELLISET EROT) LÄMMITETTÄVÄT KIINTEISTÖT, ASIAKKAIDEN MÄÄRÄ (KIINTEISTÖJEN KOKO, KIINTEISTÖJEN IKÄ JA KUNTO) KÄYTETYT POLTTOAINEET, KYTKÖKSET POLTTOAINETUOTTAJIIN (POLTTOAINEIDEN YHTEISKÄYTTÖ) LÄMPÖYHTIÖN OMISTUSPOHJA, YRITYKSEN TAVOITTEET (KUNNAN OMISTUS, POLITIIKKA, VOITTO)
LÄMMÖN HINNAN MÄÄRITTÄMINEN HINNAN MÄÄRITTÄMINEN KOHDALLEEN ON HAASTAVAA ASIAKKAITA KOHTAAN TASAPUOLINEN JA OIKEUDENMUKAINEN (ERI KOKOISET KIINTEISTÖT) PERUSTELTU JA TODENNETTAVA YRITTÄJÄLLE KANNATTAVA (ESIM. OIKEA HINTA, KATTAA KAIKEN) HUOMIOI TULEVAISUUDEN (POLTTOAINEIDEN HINTAKEHITYS, KATTAA VARAUKSET) KILPAILUKYKYINEN (KILPAILIJAT, UUDET TEKNIIKAT, PASSIIVIENERGIA) HINNAN ASETTAMINEN KOHDALLEEN ON USEAN VUODEN TYÖ. KUN HINTA ON OIKEA, KANNATTAA SE SITOA ELINKUSTANNUSTEN YLEISEEN NOUSUUN/INDEKSIIN
LÄMMÖN HINNAN MÄÄRITTÄMINEN HINTA MÄÄRÄYTYY KANNATTAVASTA LIIKETOIMINNASTA (APUNA TULOS- JA RAHOITUSLASKELMA, POSTOSUUNNITELMA, TASE) OIKEA HINTA = LIIKEVAIHTO - MATERIAALIT JA PALVELUT (POLTTOAINEET, KÄYTTÖ- JA KUNNOSSAPITO, ULKOPUOLISET PALVELUT, ALIHANKINTA) - HENKILÖSTÖKULUT (PALKAT, SIVUKULUT) - POISTOT (LAITTEET, RAKENNUKSET) - RAHOITUSKULUT (LAINAT/INVESTOINNIT) - TILINPÄÄTÖSSIIRROT - VEROT VOITTO (0-15 %) HINNAN PITÄÄ SISÄLTÄÄ TÄYSIMITTAISESTI KUNNOSSAPITO, POISTOT JA INVESTOINNIT!
LÄMMÖN HINNAN MÄÄRITTÄMINEN MUITA APUKEINOJA OMAN TOIMINNAN VERTAILU MUIHIN LÄMPÖYRITYKSIIN KILPAILIJOIDEN/YRITYSTEN TILINPÄÄTÖKSET JA VUOSIKERTOMUKSET Tuotantolaitokset, koko (käytetyt polttoaineet, tuotettu energia) Kustannusrakenne (henkilöstömäärä, polttoaineostot, alihankinta) Lainat, omistajat poistot (laitteet, rakennukset)
LÄMMÖNTUOTANNON SOPIMUSMALLIT Lämpösopimuksen tekeminen SOPIMUSTA LUETAAN NYKYÄÄN ERILAILLA KUIN ENNEN! Sopimusta luetaan ja pidetään sitovana Kaikki sopimuskohdat oltava aukottomia Asiakkaiden vaativuus on kasvanut Mitkä palvelut kuuluvat sopimuksen piiriin (esim. vaihtimen säätö, palveluhinnasto) Kiinteistöjen erot ovat kasvaneet > haaste hinnoittelulle Lisä- ja vertailutiedon saanti on helpottunut Sopimusten tekoon kannattaa panostaa ja perehdyttää hyvin asiakaslähtöinen henkilö Liittyjä kannattaa palkita Reklamaatiot on käsiteltävä heti ja huolella Sopimusasiat sähköiseksi yrityksen kotisivulle