Energialähteet ja polttoaineet (Tuulivoima)
Käyttö ja kunnossapito (Kunnonvalvonta, Kunnossapitopalvelut, Mittaukset, mittalaitteet, Tarkastus, testaus)
Tuulivoima
Kun tuulivoiman markkinat kuumenevat, jäähdytystarve kasvaa
”Vesi vanhin voitehista, mutta niin kuin asiakkaamme
sanovat, myös välttämätön paha”, sanoo kokonaisvaltaisia
vedenkäsittelypalveluita tarjoavan pirkkalalaisen KL-Lämpö
Oy:n vientipäällikkö Antti Nygren.
”ASIAKKAAMME TIETÄVÄT, että sillä on väliä, millaista
vettä lämmönsiirtimissä kiertää. Jos laitteistoissa on epäpuhtauksia,
sakkaa, ilmaa, tukkeumia tai vuotoja, lämmönsiirron
tehokkuus laskee. Pahimmillaan laite ylikuumenee tai rikkoutuu,
ja laitos joudutaan ajamaan alas.”
KL-Lämpö on teollisuuden vedenkäsittelyn ja lämmönsiirtonesteiden
erikoisosaaja, joka on ammentanut pitkää kokemustaan
energia-, prosessi- ja laivateollisuudesta myös tuulivoimapuolelle.
Tänä päivänä KL-Lämpö on Suomessa markkinajohtaja
omalla erikoisalallaan tuulivoimaloiden lämmönsiirtonesteiden
tuotteissa ja palveluissa. Asiakaskohteita yhtiöllä
on useita myös Suomen rajojen ulkopuolella Ruotsissa, Baltian
maissa ja Keski-Euroopassa.
KL-Lämpö Oy:n vientipäällikkö Antti Nygren sanoo, että ongelmat
jäähdytysjärjestelmissä liittyvät korroosioon, kiertoaineen epäpuhtauksiin sekä jäähdytysnesteen ominaisuuksien heikkenemiseen.
”Joku” on usein tuulivoimalan pahin vihollinen
Siinä missä voimalaitoksessa, sellutehtaassa tai rahtilaivan
konehuoneessa jäähdytetään koneita, myös tuulivoimaloissa
lämmönsiirron toimivuus on oleellinen osa järjestelmän jatkuvaa,
optimaalista toimintaa. Tuulivoimaloiden generaattorit
ja taajuusmuuttajat ovat herkkiä laitteita, joiden jäähdytys on
kriittinen tekijä käytettävyyttä ajatellen.
”Ensimmäiset tuulivoimaan liittyvät hankkeet tulivat meille
eteen jo Winwindin voimaloiden aikaan 2000-luvun alkupuolella,
kun havaittiin, että jäähdytys on ihan keskeinen laitteiden
toimintaan ja elinikään vaikuttava tekijä. Nykyisin tuulivoimaloiden
omistajat ja operoijat tietysti ymmärtävät jäähdytyksen
merkityksen, mutta aina silloin tällöin tulee vielä vastaan
tapauksia, joissa huoltotoimia on laiminlyöty. Se kuuluisa
”joku” on saattanut käydä lisäämässä epämääräisiä litkuja
lämmönsiirtimiin, ja vikojen ilmettyä on ihmetelty, että miten
tämmöistä on päässyt käymään”, Nygren kertoo.
Ongelmat jäähdytysjärjestelmissä liittyvät korroosioon,
kiertoaineen epäpuhtauksiin sekä jäähdytysnesteen ominaisuuksien
heikkenemiseen.
Lämmönsiirtoneste on käytännössä vesi-glykoli-inhibiittiseos.
Karkeasti puolet seoksesta on vettä, toinen puoli glykolia,
ja lisäksi on pieni määrä inhibiittejä eli korroosiota hidastavia
kemikaaleja. Ajan saatossa inhibiitin määrä nesteessä
vähentyy, kun se vähitellen hajoaa kemiallisesti liuokseen.
Joissain tapauksissa käytössä olevasta glykolista tai sen
sisältämästä inhibiitistä ei ole tuulivoimalan kunnossapitohenkilökunnalla
mitään tietoa. Tällöin on saattanut käydä niin,
että järjestelmään on lisätty tarpeen tullen glykoliliuosta, jonka
glykoli tai inhibiitti onkin ollut ominaisuuksiltaan erilaista kuin ennestään käytössä oleva. Tätä virhettä on syytä välttää; eri
glykolit ja inhibiitit saattavat nimittäin sakkautua.
Glykoliliuos irrottaa epäpuhtauksia jäähdytysjärjestelmien
lämmönsiirtopinnoilta. Epäpuhtaudet voivat tukkia muun
muassa taajuusmuuttajien jäähdytyskennoja. Laitteistoissa
on usein korroosiolle herkkää alumiinia, muovia sekä kumia.
Kumiosien kautta laitteistoihin vuotaa ajan myötä happea,
joka edelleen aiheuttaa korroosiota.
Vaikka järjestelmä ei näyttäisikään ulospäin mitään merkkejä
ongelmista, aika korroosion alkamisesta vuotoihin voi
olla yllättävän lyhyt. Seuraamalla nesteen kuntoa säännöllisesti
voidaan häiriöt jäähdytystehossa kuitenkin estää.
Suurin riski on järjestelmien jäähdytysmoduulien rikkoutuminen
korroosion vaikutuksesta. Rikkoutuneiden moduulien
vaihtaminen uusiin on työläs toimenpide ja voi maksaa jopa
kymmeniä tuhansia euroja.
Laitteiden kiertonesteen lämmönsiirto-ominaisuudet heikkenevät
ihan luonnollisesti ajan myötä, jolloin myös lämmönsiirron
tehokkuus laskee. Tämä puolestaan aiheuttaa laitteistojen
lämpenemistä, joka edelleen voi aiheuttaa laitoksen alasajon.
”Tuulivoimaloiden
generaattorit ja
taajuusmuuttajat ovat
herkkiä laitteita.
Puhdistamaton jäähdytyskenno
Puhdistettu jäähdytyskenno
Huoltosuunnitelma varmistaa korkean
käytettävyyden
Jokainen tuottamatta jäänyt kilowattitunti on tällöin pois sähkön
myyjän kukkarosta. Eikä siinä vielä kaikki: pahimmassa
tapauksessa esimerkiksi pitkäaikaisten sähkönosto- eli PPAsopimusten
puitteissa myymättä jääneen sähkön lisäksi joudutaan
hankkimaan sopimuksen velvoittama kapasiteetti
muualta.
”Kaikki nämä jäähdytysjärjestelmän ongelmat ja kipukohdat
ovat hoidettavissa ja ennaltaehkäistävissä hyvällä suunnittelulla.
Käytämmehän autommekin yleensä määräaikaishuollossa,
huoltosuunnitelman mukaisesti. Ja mieluiten vielä merkkihuollossa,
jossa merkin ja mallin ominaisuudet ja auton historia
tunnetaan. Vertaus sopii hyvin tuulivoimalan huoltoonkin
– kun tunnemme yksittäisen tuulipuiston ja sen laitteiden vaatimukset ja olosuhteet, pystymme ennakoimaan huoltotarpeet
kussakin asiakaskohteessa”, sanoo Nygren.
Ero puhtaan ja likaisen glykolinäytteen välillä on silmin havaittavissa.
Kunnossapidon vastuut siirtyvät arvoketjussa
Vastuu järjestelmien toimivuudesta painaa koko arvoketjussa
ja siirtyy ketjun eri toimijoiden välillä. Turbiinivalmistaja, taajuusmuuttajan
toimittaja, käyttö- ja kunnossapito-operaattori ja
voimalan omistaja ovat kaikki samassa veneessä: Sopimukset,
takuut ja vakuutukset velvoittavat kaikkia osapuolia hoitamaan
kunnossapitotoimenpiteet suunnitelmallisesti.
”Siksi mekin vaadimme, että teknikkomme ovat suorittaneet
tarvittavat kurssit ja koulutukset, ei pelkästään tuulivoimalaitosten
ja järjestelmien standardien ja vaatimusten, vaan
myös laitetoimittajien speksien mukaan. Olemme siis eräänlainen
tuulivoimaloiden merkkihuoltaja, joka tuntee voimaloiden
järjestelmät ja olosuhteet aina yksittäisiä turbiineja myöten.”
Yksinkertaisimmillaan huoltopalvelut toimivat avaimet
käteen -periaatteella, kirjaimellisesti.
”Asiakas luovuttaa meille tuulipuiston portin avaimet, sammutamme
turbiinit, teemme tarvittavat puhdistustoimenpiteet,
tyhjennämme lämmönsiirtimet vanhasta nesteestä, huuhtelemme ja vaihdamme uuden nesteen, ja hoidamme vanhan
nesteen kierrätykseen. Joskus riittää pelkkä järjestelmän tyhjentäminen
ja uudelleentäyttö järjestelmään suunnitellulla glykoliliuoksella”,
Nygren kertoo.
Yhden tuulivoimalan lämmönsiirtonesteiden puhdistus- ja
vaihto-operaatio kestää puolesta päivästä yhteen täyteen työpäivään.
Pirkkalan laboratorio.
Mielenrauhaa laboratoriotutkimuksilla
Yksi KL-Lämmön vahvuuksista on oma laboratorio, jossa kiertonesteen
laatu voidaan tutkia. Laboratoriossa käsitellään vuosittain
noin 6 000 näytettä, siis pitkälti toista sataa näytettä viikossa.
Näytteestä selviää inhibiitin määrä ja laatu, liuenneiden epäpuhtauksien määrä, nesteen pakkaskestävyys ja mahdollisten
vuotojen laajuus. Tutkimukselle saadaan siis syväanalyysi
siitä, millä tolalla kiertoaineen jäähdytysominaisuudet
ovat.
”Halutessaan asiakas voi ottaa näytteet itse, jolloin KLLämpö
toimittaa merkityt, parin desilitran tyhjät näytepakkaukset
asiakkaalle täytettäväksi ja palautettavaksi. Parin viikon
kuluessa saadaan laboratoriotulokset.”
”Sitä etsii, vaikkei toivoisi löytävänsä. Eli toivotaan, että
tulokset ovat hyvät ja nesteet kunnossa. Mutta jos ongelmia
löydetään, annamme suositukset tarvittavista toimenpiteistä -
ennen kuin syntyy ylimääräisiä kustannuksia”, Nygren lisää.
Huoltokustannus on pieni hinta
energiavarmuudesta
”Suomessa on tällä hetkellä noin 1 600 tuulivoimalaa, ja
lisää on tulossa satamäärin. Voimaloiden koko ja elinikävaatimukset
kasvavat, jolloin meillä on jo ihan kansallisestikin iso
vastuu siinä, että laitokset toimivat kuten pitää. Huoltojen ja
kunnossapidon kustannus on pieni hinta siitä, että meillä on
toimiva energiainfrastruktuuri – jokaista yksittäistä tuulivoimalaa
myöten”, Nygren sanoo.
Teksti: Pekka Lehtonen
Kuvat: Kl-Lämpö Oy
