Lämmönsiirtimien huoltojen optimointi kunnonseurantajärjestelmän avulla

Tässä insinöörityössä tutkitaan lämmönvaihtimien vuosihuoltojen optimointia ja käytettävyyden kehittämistä kunnonseurantajärjestelmän avulla. Tavoitteena oli selvittää eri menetelmien mahdollisuuksia toteuttaa tarvittava kunnonseurantajärjestelmä lämmönvaihtimen tehon ja likaantumisen seuraamiseksi ja ennustamiseksi, sekä menetelmistä aiheutuvia kustannuksia. Digitalisaatio, älykkäät järjestelmät, tekoäly ja IoT (Internet of Things) muuttavat perinteisen kunnossapidon luonnetta niiden mahdollistamien kunnonseurantajärjestelmien avulla. Mittaustekniikat ja standardisointi kehittyvät jatkuvasti alentaen automaatio- ja mittauslaitteistojen kustannuksia. Yhä useampi kunnossapitoa vaativa kohde on taloudellisesti kannattavaa anturoida, jolloin laitteen kunnossapitotarve voidaan ennakoida ja huollot optimoida. Mittausdatasta saadun tiedon avulla saadaan tietoa laitteen toiminnasta, kulumisesta ja mahdollisesta vikaantumisesta etukäteen. Älykkäiden järjestelmien avulla tuotannon pysäytykset yllättävien laiterikkojen takia voidaan välttää. Etukäteen suunnittelemalla voidaan minimoida huoltopysäytyksiin käytetty aika ja suunnitella pysäytykset edulliseen ajankohtaan. Työn kirjallisuusosassa esitellään lämmönsiirron teoriaa lämmönvaihtimien näkökulmasta sekä levylämmönvaihtimien toimintaa ja siihen vaikuttavia tekijöitä. Työ on kohdistettu Neste Oyj:n Jäähdytysvesilaitos 2:een, jossa teoria yhdistyy käytäntöön. Soveltavassa osuudessa kuvataan automaatiomuutoksen vaatimat toimenpiteet kunnonseurantajärjestelmän toteuttamiseksi, näistä on käsitelty eri vaihtoehdot sekä mittausmenetelmälle että automaatiomuutoksen toteutukselle. Työssä on myös kuvattu eri pesumenetelmiä levylämmönvaihtimille. Työn lopputulos on ehdotus kunnonseurantaan perustuvasta, vaihtoehtoisia pesumenetelmiä hyödyntävästä vuosihuoltosuunnitelmasta. Työhön sisältyy myös investointilaskelma, jossa on arvioitu automaatiomuutoksen kannattavuutta verrattuna tämän hetken huoltotottumuksiin.This Bachelor’s thesis studies the optimization of the annual maintenance of seawater heat exchangers through a condition monitoring system. The potential of different methods and costs are taken into consideration to conduct the necessary monitoring of the fouling and cooling power. The thesis was assigned by Neste Corporation. The nature of traditional maintenance is changing due to digitalization, intelligent systems, artificial intelligence and IoT (Internet of Things). Standardization and measuring techniques are evolving and therefore, the costs of automation systems and condition monitoring systems are continually decreasing. Due to the decrease in prices, systems that require maintenance become more profitable to be equipped with a condition monitoring system. This enables the anticipation and optimization of the annual maintenance. Condition monitoring systems provide information of the operation, wear and potential failure of the systems. Smart condition monitoring systems in industrial applications can prevent unexpected stops due to hardware failure. With knowledge of the condition of the hardware, it is possible to minimize production downtime by planning maintenance shutdowns in advance. The theory of heat transfer was examined from the point of view of heat exchangers. The thesis is focused on the process and heat exchangers of Neste Corporation’s Cooling Water Plant 2. The practice part of the thesis describes the suggested procedures to implement the necessary condition monitoring system and alternative methods to conduct the required measurements. As a result of this thesis, a maintenance program was proposed, which is based on condition monitoring and alternative washing methods. The thesis also contains maintenance investment calculation, where the profitability of the condition monitoring system is evaluated. The evaluation is carried out by comparing the benefits of the proposed maintenance program with today’s maintenance habits