Turbiinin ohitusjärjestelmän perusparannuksen analysointi

Abstract

Tämä diplomityö tehtiin Fortum Power and Heat Oy:lle. Työssä käsiteltiin turbiinin ohitusjärjestelmän ohitusventtiilin säätötavalle vaihtoehtoisia ratkaisuja. Työn tarkoituksena oli paloriskien takia päästä eroon hydrauliikkaöljystä, varmistaen järjestelmän turvallinen ja luotettava käyttö voimalaitoksen käyttöiän loppuun asti.

Öljyvuodot aiheuttavat merkittäviä turvallisuusriskejä voimalaitosympäristössä, joten työssä lähdettiin ensisijaisesti etsimään ratkaisuja, joilla nämä riskit saataisiin eliminoitua. Järjestelmän varaosaongelmien takia työssä tarkasteltiin myös järjestelmän kunnossapitoa ja varmistettiin eri ratkaisujen kohdalla varaosien saatavuuden.

Työssä esiteltiin neljä vaihtoehtoista ratkaisua ohitusventtiilin säädölle, joista pyydettiin tarjoukset eri toimittajilta. Ensimmäisenä vaihtoehtona käsiteltiin vanhan hydrauliikka-aseman peruskunnostus. Ratkaisuja löydettiin myös vaihtamalla säätötavan väliaine vedeksi ja ilmaksi, vesihydraulisen ja pneumaattisen järjestelmän muodossa. Säätöön tarvittaviin voimiin ei päästä pelkästään sähköllä toimivalla lineaaritoimilaitteella, joten päädyttiin sähköhydraulisen toimilaitteen tarkasteluun.

Vaihtoehtoja ei työssä laitettu minkäänlaiseen paremmuusjärjestykseen, joten kaikki analysoitiin tasapuolisesti. Paloriskin vähentämisen kannalta on tietenkin selvä, että vesihydrauliikka tai pneumatiikka olisi paras vaihtoehto, mutta muutkin vaihtoehdot vaikuttavat siihen huomattavasti. Kaikki vaihtoehdot olivat kunnossapito näkökohdasta edullisempia kuin nykyinen järjestelmä. Työssä tehtiin myös kustannuslaskelmat eri vaihtoehdoista, mutta liikesalaisuuksien johdosta niitä ei julkaista.

This master’s thesis has been carried out for Fortum Power and Heat Oy. The thesis considers alternative control solutions for a by-pass valve in a turbine by-pass system. In order to reduce fire risks, the aim was to stop using hydraulic oil and ensure the system’s safe and reliable operation until the end of the power plant’s life cycle.

Oil leakages cause significant safety risks in power plant surroundings, and therefore, the primary task was to find solutions that eliminate these risks. Because of problems with the system’s spare parts, the work also dealt with the maintenance of the system and checked the availability of spare parts for different solutions.

The thesis presents four control solutions for the by-pass valve, for which price quotations were requested from different suppliers. The first option involves the rehabilitation of the old hydraulic station. Other solutions were found by changing the control medium to water and air, in the form of water hydraulic and pneumatic systems. Forces required for controlling the system could not be achieved only by an electrically operated linear actuator. For this reason, this thesis also reviews an electro-hydraulic actuator.

The solutions were not ranked. Therefore, every solution was equally analyzed. It is clear that the water hydraulics or pneumatics would be the best solution, from the point of view of fire risk reduction, but the other options also affect it considerably. From the maintenance point of view, all the new options were more favorable than the current system. Cost calculations were prepared for each solution, but they cannot be published due to business secrets.