Tarastenjärven hyötyvoimalaitos

Teksti: Matti Valli Kuvat: Ari Korkala

Jätemateriaalin hyödyntäminen energiana on tehokas tapa ympäristöpäästöjen vähentämiseen. Ellei niin tehtäisi, suuri osa jätteestä jouduttaisiin läjittämään entiseen tapaan kaatopaikoille.

Jätteen mätäneminen kaatopaikoilla aiheuttaisi valtavat metaanipäästöt, ja metaanihan on kymmenen kertaa hiilidioksidia pahempi kasvihuonekaasu.

– Tarastenjärven voimalaitoksen polttoprosessi perustuu maailmalla yleiseen arinatekniikkaan. Polttolämpötila on noin 800 astetta, ja kattilassa lämpötila on noin tuhat astetta. Tunnissa jätettä palaa 20–22 tonnia. Roskapussin viipymä arinalla on 30–45 minuuttia, jonka jälkeen se on luovuttanut kaiken energiansa lämmöksi ja sähköksi, Tammervoima Oy:n kehitysjohtaja Mika Pekkinen kertoo.

Tampereen Sähkölaitos omistaa Tammervoima Oy:stä 51 prosenttia ja Pirkanmaan Jätehuolto Oy 49 prosenttia. Jätettä poltetaan vuodessa noin 160 000 tonnia. Siitä syntyy kaukolämpöä 310 gigawattituntia ja sähköä 90 gigawattituntia. Voimalaitoksen hyötysuhde on yli 90 prosenttia.

Samassa käyttöliittymässä

Tarastenjärven voimalaitosautomaatio on  varsin perinteistä. Näin on varmistettu laitoksen yhdenmukainen toiminta Tampereen Sähkölaitoksen muiden automaatiojärjestelmien ja prosessilaitteiden kanssa.

Poikkeuksellista on se, että Valmet Automation Oy:n toimittamaan DNA-voimalaitosautomaatioon on yhdistetty samassa käyttöliittymässä toimiva kiinteistöautomaatiojärjestelmä. Tavallisesti nämä kaksi järjestelmää toimivat täysin erillään toisistaan.

Projektipäällikkö Raimo Vuori Power Instruments Oy:stä on toiminut projektissa automaatiosta, instrumentoinnista ja sähköistyksestä vastaavana asiantuntijana tilaajan edustajana.

– Automaatio- ja kiinteistöjärjestelmien integraation ansiosta niin polttoprosessin etenemistä kuin kiinteistön tapahtumia voidaan seurata samoilta valvontanäytöiltä. Halusimme laitokseen järjestelmän, jonka kautta kokonaisuutta voidaan hallita yhdellä käyttöliittymällä, Vuori tiivistää.

Projektin suunnittelun ja toteutuksen kokonaisuudesta vastanneen ÅF-Consult Oy:n automaatio- ja instrumentointiosuuden projektipäällikkö Juha Korhonen sanoo, että valittu automaatiojärjestelmä on osoittautunut toimivaksi ratkaisuksi. Sillä, että muilla Tampereen sähkölaitoksen voimalaitoksilla on käytössä sama järjestelmä, on luonnollisesti omat etunsa. Eri laitokset voidaan helposti integroida yhdeksi automaatiokokonaisuudeksi.

– Eri voimalaitosten operointinäytöiltä voidaan seurata kaikkien samassa verkossa toimivien laitosten toimintaa, mikä helpottaa esimerkiksi kaukolämmöntuotannon valvontaa, Korhonen sanoo.

Laitosten operointirajapinnan samankaltaisuus tukee eri laitoksilla toimivien operaattoreiden yhteistoimintaa. Merkittäviä ovat myös automaation huollossa ja ylläpidossa saavutettavat synergiaedut.

Projektinjohtajana hankkeessa toimineen ÅF:n Tapani Tuppuraisen mukaan rakennusautomaation toteuttaminen voimalaitoksen pääautomaatiojärjestelmässä tekee  laitoksen käytöstä yksinkertaisempaa, koska kaikki toiminnot voidaan hoitaa saman järjestelmän kautta.

– Ylläpidettävien automaatiojärjestelmien lukumäärä on pienempi. Toisaalta erillinen rakennusautomaatiojärjestelmä olisi jossain määrin edullisempi ja suoraviivaisempi toteuttaa. Erillinen rakennusautomaatiojärjestelmä on ehkä yleisempi käytäntö, mutta voimalaitoksilla näkee molempia toteutustapoja, Tuppurainen sanoo.

Arkkitehtisuunnittelu prosessien ehdoilla

Kohteen pääsuunnittelijana toimi arkkitehti Jean Andersson KVA Arkkitehdit Oy:stä. Tilaajan toiveena oli saada taloudellisesti järkevästi energiaa tuottava ja ympäristönsä huomioiva laitos.

– Suurimpia haasteita arkkitehdille olivat voimalaitoksen prosessiosien kilpailutukset, jotka tehtiin samanaikaisesti rakennussuunnittelun kanssa. Muutamassa tapauksessa pitkälle suunniteltua rakennuksen ulkovaippaa jouduttiin sovittamaan uudelleen tilaajan valitsemien prosessiosien ehdoilla. Tämä on toisaalta luonnollista ja hyvinkin tyypillistä juuri teollisuus- ja voimalaitosrakentamisessa, Andersson sanoo.

Arkkitehdin näkökulmasta voimalaitosprojekti oli äärettömän kiinnostava kaikkine haasteineen ja yhteensovittamisineen.

– Uskomme, että onnistuimme luomaan ulkonäöllisesti suojeltuun ympäristöönsä hyvin soveltuvan voimalaitoskokonaisuuden.

Tähän lopputulokseen pääsimme kaikkien osapuolien hyvän yhteistyön tuloksena. Koko suunnitteluprosessi ja rakentaminen sujuivat ilman suurempia yllätyksiä, Andersson toteaa.

Savukaasut puhtaaksi

Ympäristön kannalta keskeinen toiminto jätteenpolttolaitoksella on savukaasujen puhdistus, joka koostuu muun muassa sähkösuodatuksesta sekä aktiivihiili- ja kalkkikäsittelystä.

Mika Pekkisen mukaan savukaasu tulee kattilasta savukaasukanavaa pitkin 160–170 -asteisena sähkösuodattimelle, joka poistaa kaasusta lentotuhkaa ja pienhiukkasia. Suodatuksen jälkeen savukaasut ohjautuvat reaktoriin, jossa kaasuun sekoitetaan aktiivihiiltä ja kalkkimaitoa. Reaktorissa kaasun lämpötilaa lasketaan 120 asteeseen.

– Puolikuivan savukaasujen puhdistusmenetelmän jälkeen palokaasut ohjataan savukaasulauhduttimelle eli savukaasupesurille, jonka teho on kahdeksan megawattia. Lämpöenergia otetaan talteen kaukolämmön paluuveteen. Pesurin lauhdevedet johdetaan voimalaitosprosessiin hyödynnettäväksi. Piipusta tulevan savukaasun lämpötila laskee lämmön talteenotossa 120 asteesta 55 asteeseen, Pekkinen kertoo.

Mittalaitteet kahdennettu

Päästöjä mittaavat laitteistot on kahdennettu, joten yhden mittausanturin tai -järjestelmän rikkoontuminen ei aiheuta laitoksen alasajoa. Jätteenpolttomääräysten mukaan laitos on nimittäin ajettava alas neljässä tunnissa, jos reaaliaikainen päästömittaus lakkaa toimimasta tai päästöjen määrä ylittää ympäristöluvassa määritellyt raja-arvot.

– Päästöistä, poltetuista jätemääristä ja jätelajeista raportoidaan kuukausittain Pirkanmaan ELY-keskukselle sekä Tampereen ja naapurikuntien ympäristöviranomaiselle. Tukesin varmistustarkastukset tehdään kolmen vuoden välein. Laitoksen päästöjen arvot ovat olleet alle kymmenen prosenttia sallituista päästörajoista. Poikkeuksen tekevät typen oksidit, joiden määrä on ollut noin 50 prosenttia sallituista päästörajoista, Pekkinen sanoo.

Tulipalojen varalta

Laitoksen sähkö-, automaatio- ja kaapelitilat sekä keskijännitekojeistotila on suojattu argonkaasua käyttävillä sprinklereillä. Argonkaasu syrjäyttää hapen niin, että tuli sammuu. Terveille ihmisille argonkaasu ei ole vaarallista. Kaasulla täyttyneessä tilassa voidaan oleskella ainakin jonkin aikaa, mutta ohjeiden mukaan paikalta on poistuttava välittömästi. Jätekuormien purkuhallissa lämpötila on lähes sama kuin ulkona, ja siellä on käytössä vedetön sprinklaus. Sammutusjärjestelmän syöttöputket sijaitsevat ulkopuolella.

– On kuitenkin epätodennäköistä, että kuorma-auto syttyisi palamaan nimenomaan purkuhallissa, mutta kaikkeen on varauduttu, Mika Pekkinen toteaa.

Bunkkerissa, josta jäte nostetaan kahmarilla polttoon, on kolme kauko-ohjattavaa vesitykkiä. Lisäksi bunkkerissa olevan jätteen lämpötilaa skannataan koko ajan lämpökameralla, joten lämpötilan noususta saadaan nopeasti hälytys.

Operaattori voi estää tulipalon syttymisen suuntaamalla vesitykin suihkun kamerakuvan perusteella kuumaan paikkaan. Pelastuslaitoksen johtoauton saapumien laitokselle kestää noin viisi minuuttia.

Tarkkaan valvottu

Laitoksella on valvontakameroita lähes neljäkymmentä yksikköä. Kaikki laitosalueella tapahtuva liikenne tallentuu kovalevyille, joita on varmuuden vuoksi sijoitettu eri puolille rakennusta.

Kamerat zoomaavat ja lukittuvat tarvittaessa liikettä havaitessaan liikkuvaan kohteeseen, ja tallennustoiminto käynnistyy. Kovalevyjen tallennuskapasiteetti kattaa noin viikon tarpeet.

– Kamerahankinnoista vastasi rakennussähköistyksen urakoinut Kaunisto-yhtiöt. Ulkoalueilla IP-verkkoon liitetyt kamerat toimivat kuituyhteydellä, lyhyemmillä etäisyyksillä kuparikaapelein. Sähkölaitoksen vaatimuksesta kameratoimittajaksi valittiin Bosch, jotta tekniikka olisi yhteensopivaa sähkölaitoksen muiden kameravalvontajärjestelmien kanssa, Raimo Vuori kertoo.
Sähköinen lukitusjärjestelmä on Abloy Protec2 Cliq -lukitus- ja kulunhallintajärjestelmä, joka koostuu etähallittavasta ohjelmistosta, älyavaimista, päivitysyksiköistä sekä erityyppisistä lukoista.

Järjestelmä on sama kuin Tampereen Sähkölaitoksen muillakin tuotantolaitoksilla; avaimen kadotessa sen sähköinen tunnus voidaan mitätöidä. Työajan seuranta ja ovien valvonta perustuu Timeconin järjestelmään, joka sekin on sama kuin sähkölaitoksella.

– Monet energiayhtiöt ovat mukana valtakunnan Virve-viranomaisverkossa toiminnan huoltovarmuuskriittisyyden takia. Myös Tampereen Sähkölaitoksella käytetään Virve-verkkoa laajasti yli 20:llä Virven päätelaiteella, joista yksi yksikkö on sijoitettu Tammervoiman valvomoon puhelinliikenteen varmistamiseksi, Pekkinen sanoo.