Voimalaitoksen hiilimyllyjen ja niiden vaihteistojen uusimisen teknistaloudellinen vertailu

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Saikkonen, Antti
dc.contributor.author Koivumäki, Mikko
dc.date.accessioned 2017-12-18T11:50:08Z
dc.date.available 2017-12-18T11:50:08Z
dc.date.issued 2017-12-11
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/29193
dc.description.abstract Tämä diplomityö tehtiin Helen Oy:lle, joka on Helsingin seudun pääasiallinen energiayhtiö. Työn tavoitteena oli tuottaa esitys teknistaloudellisesti järkevimmästä toteutustavasta Salmisaaren B-voimalaitoksen hiilimyllyjen vaihteistojen korjaamisen, uusimiseen tai vaihtoehtoisesti uusien hiilimyllyjen hankkimisesta. Tutkimuksessa otettiin huomioon myös Helen Oy:n pitkän tähtäimen suunnitelmat sekä strategiset tavoitteet. Teknistaloudellinen tutkimus sisältää neljä osa-aluetta: design, simulointi, riskien arviointi ja kannattavuuslaskenta. Tutkimuksen teknisessä tarkastelussa käytettiin lähteinä asiantuntijoiden lausuntoja, voimalaitoksen häiriöraportteja ja NDT-tarkastusraportteja. Lisäksi vaihteistokotelon designia ja vaurioita tarkasteltiin valuteknisestä näkökulmasta asiantuntijan avustuksella sekä CAD-malliin pohjautuvalla valusimulaatiolla. Hiilimyllyjen modernisoinnin riskejä arvioitiin asiantuntijoiden lausuntoihin pohjautuen talouden, käytettävyyden ja turvallisuuden näkökulmista. Taloudellisessa tarkastelussa hiilimylly-, vaihteisto- ja vaihteistokoteloinvestointien kannattavuutta tarkasteltiin investointilaskelmien sekä herkkyysanalyysin avulla. Lisäksi hitsatun ja valetun vaihteistokotelon kustannuksia tarkasteltiin ja koteloiden uusimiselle määritettiin kannattavuusraja. Taloudellisissa tarkasteluissa käytettiin Helen Oy:n kannattavuuslaskentamallia yrityksen asettamilla lähtöarvoilla. Laskelmissa käytetyt kustannukset saatiin hiilimylly- ja vaihteistotoimittajilta sekä Helen Oy:n tietokannoista. Riskien arviointi suoritettiin ainoastaan hiilimyllyjen osalta, jonka tulokset osoittivat, ettei uusien hiilimyllyjen hankkiminen ole kannattavaa. Hiilimyllyt ovat teknisesti hyvässä kunnossa eikä niitä ole kannattavaa modernisoida taloudellisestakaan näkökulmasta. Vaihteistot ovat teknisesti hyvässä kunnossa segmenttilaakereita ja vaihteistokoteloja lukuun ottamatta. Vaihteistojen ja vaihteistokoteloiden taloudellinen tarkastelu osoitti, ettei uusien vaihteistojen tai vaihteistokoteloiden hankkiminen ole taloudellisesti kannattavaa. Tutkimuksen tuloksena voidaan sanoa, että uusien hiilimyllyjen, vaihteistojen sekä vaihteistokoteloiden hankkiminen ei ole kannattavaa. Sen sijaan vaihteistojen segmenttilaakerien liukupinnat tulee uusia tulevaisuudessa huollettavissa vaihteistoissa ruiskuttamalla valkometalli segmenttilaakerien liukupintoihin perinteisen valamisen sijaan. Lisäksi liukupintoihin tulee koneistaa voiteluöljytaskut segmenttilaakerien kuivuudesta aiheutuneiden vaurioiden ehkäisemiseksi. Vaihteistokotelot tulee korjata tulevaisuudessa tehtävien huoltojen yhteydessä kylmiä korjausmenetelmiä käyttämällä. Mikäli vaihteistokoteloiden korjaukseen kohdistuvat kustannukset kasvavat yli 70 %:a tai kotelot vaurioituvat pahasti, täytyy uusien vaihteistokoteloiden hankkimista harkita uudestaan. fi
dc.description.abstract This thesis was carried out for Helen Ltd which is the capital energy company of Helsinki City in Finland. The goal of this thesis was to present the most techno-economically reasonable way to execute a comparison between possible alternatives for repairing gearboxes of Salmisaari B power plant’s coal pulverizer, acquiring new gearboxes or new coal pulverizer. Furthermore, the research accounted for long-term planning and strategic goals of Helen Ltd as well. The techno-economic research includes four parts: design, simulation, risk analysis and cost accounting. In the technical examination of the thesis, statements of experts, fault reports of the power plant, and non-destructive testing reports were used as sources. In addition, the design of the coal pulverizer’s gearbox and its damages were examined based on expert statements and by using a cast simulation of the gearbox’s CAD model. The risk analysis of the coal pulverizers’ renewal was carried out in co-operation with experts. Divisions of the risk analysis were economy, usability and safety. In the economical examination of the thesis, the profitability of investments was examined by investment calculations and sensitivity analyses of the coal pulverizers and the gearboxes. In addition, costs of welded and casted structures of the current gearboxes were examined and the break-even point for their renewal was defined. The cost accounting model of Helen Ltd was used in the economical examination with company’s own initial values. The costs utilized in calculations were obtained from databases of Helen Ltd and from suppliers of coal pulverizers and gearboxes. The risk analysis was executed only for the renewal of coal pulverizers, the results of which showed that acquiring new coal pulverizers is not profitable. The current coal pulverizers are in good condition and the renewal is not profitable from the economical point of view either. The current gearboxes are technically in good condition except for segment bearings and the casting of the gearbox. The economical examination of the gearboxes showed that their renewal is not profitable. The result of this thesis show that, the renewal of the coal pulverizers, the gearboxes or the castings of the current gearboxes is not profitable. Instead of renewing the above equipment, the runners of the segment bearings need to be replaced by sprayed coatings, and the lubricant pockets need to be machined in the runners. The procedures will help to prevent bearing failures. The castings of the gearboxes need to be repaired in future overhauls by using the cold repairing methods. If the repairing costs increase by more than 70 % or the castings become damaged, acquiring new castings needs to be considered. en
dc.format.extent 91 + 8
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso fi en
dc.title Voimalaitoksen hiilimyllyjen ja niiden vaihteistojen uusimisen teknistaloudellinen vertailu fi
dc.title Techno-economic comparison for renewal of coal pulverizers and their gearboxes in power plants en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword teknistaloudellinen vertailu fi
dc.subject.keyword hiilimylly fi
dc.subject.keyword vaihteisto fi
dc.subject.keyword kannattavuuslaskelma fi
dc.subject.keyword valusimulaatio fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201712187991
dc.programme.major Mechanical Engineering fi
dc.programme.mcode ENG25 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Orkas, Juhani
dc.programme Master’s Programme in Mechanical Engineering (MEC) fi
local.aalto.electroniconly yes
local.aalto.openaccess yes


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account