Voimalaitoksen vedenkäsittely, Sekaioninvaihtimen korvaaminen elektrodeionisaatiolaitteistolla
Ruokosalo, Hannu (2010)
Ruokosalo, Hannu
Tampereen ammattikorkeakoulu
2010
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201005108652
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201005108652
Tiivistelmä
Tiivistelmä
Työssä käsitellään voimalaitoksen höyrykattilan vedenkäsittelyä ja lisäveden valmistuk-sessa käytettävän sekaioninvaihtimen korvaamista sähköisellä ioninvaihtimella eli elekt-rodeionisaatiolaitteistolla. Uudistuksella pyritään pienentämään vedenkäsittelylaitoksen käyttökuluja ja mahdollisesti parantamaan lisäveden laatua.
Uuden kattilan valmistuttua on lisäveden saannin riittävyys erikoistapauksissa ollut hieman epävarmaa. Hyvälaatuinen syöttövesi on kuitenkin tärkeää kattilan toiminnan, luotettavuuden, turvallisuuden, kunnossapitokustannusten vähentämisen, hyötysuhteen ja höyryn laadun takia. Erityisen tärkeää on poistaa korroosiota, lietteen muodostusta ja kattilakiveä aiheuttavat epäpuhtaudet.
Ioninvaihto on lisäveden täyssuolanpoistossa perinteisesti käytetty menetelmä. Perintei-sesti ioninvaihtoa on käytetty esikäsittelyn jälkeen varsinaisena täyssuolanpoistomenetelmänä, mutta käänteisosmoositekniikan kehityttyä ioninvaihto on siirtynyt lisäveden-valmistuksen viimeiseksi vaiheeksi varmistamaan lisäveden alhainen johtokyky ja sili-kaattipitoisuus. Elektrodeionisaatiotekniikka on kehitetty korvaamaan ioninvaihtoa, jotta koko prosessista saataisiin jatkuva ja kemikaaliton.
Työn teoriaosuudessa perehdyttiin voimalaitoksen vedenkäsittelyyn teoriassa. Tutki-musosuudessa puolestaan käsiteltiin ioninvaihdon ja elektrodeionisaation teoreettisia eroja. Näiden teoriatietojen perusteella myös selvitettiin, mitä ioninvaihtimen korvaa-minen elektrodeionisaatiolaitteistolla vaatisi, mitä hyötyjä siitä olisi ja minkälaisissa tapauksissa se olisi järkevää.
Tutkimuksessa todettiin, että sekaioninvaihtimen korvaaminen EDI-laitteistolla on mahdollista ja myös kannattavaa, jos vedenkäsittelylaitos on jatkuvassa ajossa. Nykyi-nen kokoonpano on kuitenkin toimiva, joten sen muuttaminen ei ole välttämätöntä. Tällä hetkellä vedenkäsittelylaitoksen tulevaisuuden käyttötapa ei ole vielä selvillä. Sen mahdollisuutena on jatkaa toimintaa entiseen tapaan, ryhtyä käsittelemään sillä lauhteita ja syöttövettä tai säilöä se varalle.
Työn tuloksia ei suoraan voi soveltaa kaikkiin voimalaitoksiin, koska vedenkäsittely on yksilökohtaista jokaisella laitoksella.
Työssä käsitellään voimalaitoksen höyrykattilan vedenkäsittelyä ja lisäveden valmistuk-sessa käytettävän sekaioninvaihtimen korvaamista sähköisellä ioninvaihtimella eli elekt-rodeionisaatiolaitteistolla. Uudistuksella pyritään pienentämään vedenkäsittelylaitoksen käyttökuluja ja mahdollisesti parantamaan lisäveden laatua.
Uuden kattilan valmistuttua on lisäveden saannin riittävyys erikoistapauksissa ollut hieman epävarmaa. Hyvälaatuinen syöttövesi on kuitenkin tärkeää kattilan toiminnan, luotettavuuden, turvallisuuden, kunnossapitokustannusten vähentämisen, hyötysuhteen ja höyryn laadun takia. Erityisen tärkeää on poistaa korroosiota, lietteen muodostusta ja kattilakiveä aiheuttavat epäpuhtaudet.
Ioninvaihto on lisäveden täyssuolanpoistossa perinteisesti käytetty menetelmä. Perintei-sesti ioninvaihtoa on käytetty esikäsittelyn jälkeen varsinaisena täyssuolanpoistomenetelmänä, mutta käänteisosmoositekniikan kehityttyä ioninvaihto on siirtynyt lisäveden-valmistuksen viimeiseksi vaiheeksi varmistamaan lisäveden alhainen johtokyky ja sili-kaattipitoisuus. Elektrodeionisaatiotekniikka on kehitetty korvaamaan ioninvaihtoa, jotta koko prosessista saataisiin jatkuva ja kemikaaliton.
Työn teoriaosuudessa perehdyttiin voimalaitoksen vedenkäsittelyyn teoriassa. Tutki-musosuudessa puolestaan käsiteltiin ioninvaihdon ja elektrodeionisaation teoreettisia eroja. Näiden teoriatietojen perusteella myös selvitettiin, mitä ioninvaihtimen korvaa-minen elektrodeionisaatiolaitteistolla vaatisi, mitä hyötyjä siitä olisi ja minkälaisissa tapauksissa se olisi järkevää.
Tutkimuksessa todettiin, että sekaioninvaihtimen korvaaminen EDI-laitteistolla on mahdollista ja myös kannattavaa, jos vedenkäsittelylaitos on jatkuvassa ajossa. Nykyi-nen kokoonpano on kuitenkin toimiva, joten sen muuttaminen ei ole välttämätöntä. Tällä hetkellä vedenkäsittelylaitoksen tulevaisuuden käyttötapa ei ole vielä selvillä. Sen mahdollisuutena on jatkaa toimintaa entiseen tapaan, ryhtyä käsittelemään sillä lauhteita ja syöttövettä tai säilöä se varalle.
Työn tuloksia ei suoraan voi soveltaa kaikkiin voimalaitoksiin, koska vedenkäsittely on yksilökohtaista jokaisella laitoksella.