Venäläisen voimalaitosblokin mallintaminen, viritys ja ajotapatarkastelut

Tämän diplomityön tavoitteena on rakentaa offline-malli Venäjällä, Tyumenin kaupungissa, sijaitsevan TETS2-voimalaitoksen yhdestä blokista. Malli rakennetaan Fortumin kehittämän Solvo = simulointiohjelmiston avulla. Tämä diplomityö on osa Fortumin TGC10-projektia ja tutkimuksen tuloksia hyödynnetään tulevaisuudessa, kun mallia kehitetään ja siten saadulla mallilla tarkastellaan todellisen voimalaitoksen toimintaa. Mallin rakentamisen jälkeen se viritetään mahdollisimman tarkoin mitattuun kuormapisteeseen, jonka jälkeen tarkastellaan miten malli toimii muihin mitattuihin kuormapisteisiin verrattuna. Mahdolliset eroavuudet pyritään selvittämään. Laskentatulosten perusteella näyttää, että rakennettu malli vastaa kohtalaisen hyvin todellista voimalaitosta, huolimatta tehdyistä yksinkertaistuksista ja oletuksista. Kun laitoksesta ja sen ajotavoista eri tilanteissa saadaan lisää tietoa, mallin tarkkuutta voidaan parantaa, jolloin se saadaan vastaamaan todellista laitosta entistä paremmin. Tällöin myös nykyisten ajotapojen todellista vaikutusta voimalaitoksen käyttötalouteen on helpompi arvioida. Lisäksi mallinnetulla laitoksella ajetaan kahdeksan eri ajotapatarkastelua ja niiden vaikutusta laitoksen käyttötalouteen, hyötysuhteeseen, polttoainetehoon ja sähkötehoon arvioidaan. Työssä ei huomioida investointikustannuksia eikä kaukolämmön hintaa, joten laskelmat ovat ainoastaan suuntaa-antavia. Laskelmien perusteella on suositeltavaa selvittää turbiinivalmistajan mitoitusarvoista ja turbiinin lujuusteknisillä laskelmilla, johtuuko turbiinin välipaine- ja matalapaineosan välisen säätöventtiilin kuristaminen lauhdeajossa turbiinin matalapainepesän mitoituksesta Ilman lujuusteknisiä laskelmia ja valmistajan tietoja ei ole mahdollista sanoa, onko kuristus kannattavaa vai ei. Suositeltavaa on myös ilman esilämmittimien vuotojen minimointi uusimalla ilman esilämmittimet tai korjaamalla nykyiset. Vuotojen minimoinnilla voidaan saavuttaa merkittävää rahallista hyötyä. Laitoksen nykyistä kaukolämmönvaihtimien lauhteiden kytkentätapaa verrataan Suomessa yleiseen kytkentätapaan ja laskelmat osoittivat, että Venäjän kytkentätapa on taloudellisesti kannattavampi. Kaasuturbiinikytkentä, jossa syöttövesi lämmitetään korkeapaine-esilämmittimien sijasta kaasuturbiinin jätelämpökattilassa ja savukaasujen loppulämpö otetaan talteen kaukolämpöverkkoon, osoittautui kannattamattomaksi