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.

”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.

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.

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.

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

Seuraa Publicomedia

Publicomedia uutiskirje