Pumppujen ja kompressoreiden toimilaitteiden valintakriteerit

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark TKK

Authors

Date

2008

Department

Kemian laitos

Major/Subject

Tehdassuunnittelu

Mcode

Kem-107

Degree programme

Language

fi

Pages

120 (+23)

Series

Abstract

Pumppujen ja kompressoreiden kuluttama energia muodostaa merkittävän osan prosessiteollisuuden kokonaisenergiankulutuksesta. Ilmastonmuutos sekä energian hinnan nousu kannustavat energiatehokkuuden parantamiseen jatkuvatoimisissa pumppaus- ja komprimointisysteemeissä, joissa energiakustannukset muodostavat lyhyelläkin tarkasteluvälillä suurimman osan kokonaiskustannuksista. Työn kirjallisuusosassa on esitetty pumpun ja kompressorin sekä niiden yhteydessä käytettävien ajolaitteiden sähkömoottorin ja höyryturbiinin toiminta. Pääpaino kirjallisuusosassa on tuoda esille pumppaus- ja komprimointisysteemin kokonaishyötysuhteeseen vaikuttavat osatekijät, kuten pumpun ja kompressorin säätötavat. Kirjallisuusselvityksen pohjalta luotiin soveltavassa osassa pumpun ajolaitteen valitsemiseksi Excel-pohjainen laskentaohjelma osaksi Neste Jacobs Oy:n olemassa olevaa pumppulaskentaa. Ohjelma vertaa taajuusmuuttajakäyttöisen sähkömoottorin, höyryturbiinin ja vakionopeudella pyörivän sähkömoottorin muodostamia kokonaiskustannuksia valitussa pumppaussysteemissä. Ajolaitteen valintalomakkeen toimintaa on käsitelty kolmen olemassa olevan esimerkkitapauksen avulla. Kompressoreiden ajolaitteen valintaa käsiteltiin soveltavassa osassa kahdessa todellisessa esimerkkitapauksessa. Työn perusteella pumpun ajolaitteen valinta riippuu hyvin paljon pumppaussysteemin ominaisuuksista. Taajuusmuuttajalla varustettujen sähkömoottoreiden käyttö pumppujen yhteydessä on perusteltua jos dynaamisen nostokorkeuden osuus on suuri ja virtausmäärissä tapahtuu vaihteluja. Taajuusmuuttajalla toteutetun pumpun pyörimisnopeussäädön kustannussäästöt kuitenkin laskevat em. seikkojen pienentyessä. Höyryturbiini osoittautui kokonaiskustannuksiltaan kalleimmaksi vaihtoehdoksi pienten ja keskisuurten pumppujen yhteydessä. Huomioitavaa on kuitenkin, että höyryturbiinikäytön kokonaiskustannuksiin vaikuttaa ratkaisevasti käytetyn höyryn hinta, jonka määrittäminen tarkasti on haastavaa suunnitteluvaiheessa. Työssä tutkittujen suuritehoisten kompressoreiden ajolaitteeksi höyryturbiini sen sijaan on kokonaiskustannuksiltaan varteenotettava vaihtoehto. Tämä johtuu siitä, että höyryturbiinin hyötysuhde kasvaa huomattavasti ajolaitteelta vaaditun akselitehon kasvaessa. Höyryturbiinikäytön etuja on myös luontainen kierrosnopeuden säätömahdollisuus.

Description

Supervisor

Hurme, Markku

Thesis advisor

Tamminen, Esa

Keywords

pumppu, kompressori, energiatehokkuus, ajolaite, taajuusmuuttaja

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120554753

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK