Turve/biopolttoainepohjainen voimalaitos (LK2) Yleinen kuvaus

Rakennetaan uusi polttoaineteholtaan noin 120 MW:n voimalaitos, jolla voidaan tuottaa kaukolämmön ja prosessihöyryn lisäksi vastapaine- ja lauhdesähköä. Polttoaineena käy-tetään turvetta ja puupolttoainetta (metsähake, puru, kuori, ym.). Voimalaitos koostuu kiertopetipolttoon perustuvasta höyrykattilalaitoksesta ja turbiinilaitoksesta. Nykyisiä öljykattiloita käytetään lähinnä talvisin, jolloin energiankulutus on suurimmillaan. Tar-vittavasta kaukolämmöstä ja prosessihöyrystä voitaisiin tuottaa uudella voimalaitoksella noin 444 GWh/a, jolloin nykyisillä öljykattiloilla tuotettavaksi jäisi noin 156 GWh/a.

Voimalaitoksen alustavat tekniset tiedot on esitetty taulukossa 5-12.

TAULUKKO 5-12

Uuden voimalaitoksen (LK2) alustavia teknisiä tietoja

Selite Lukuarvo ja

yk-sikkö

Polttoaineteho noin 120 MW

Kattilan lämpöteho 110 MW

Kokonaishyötysuhde 90 %

Kaukolämpöteho 50 MW

Prosessihöyryteho 20 MW

Sähköteho 39 MW

Huipun käyttöaika 6100 h/a

Sähköntuotanto 220 GWh/a

Kaukolämmöntuotanto 284 GWh/a

Prosessihöyryn tuotanto 160 GWh/a

Kiertoleijupoltto on laajalti käytetty polttotekniikka turpeen ja puuperäisten polttoainei-den poltossa. Kiertoleijupoltossa polttoaine murskataan oikeaan palakokoon ja polttoai-neesta erotetaan ennen polttoa metalli- ja kivimateriaalit. Tämän jälkeen polttoaine siir-retään poltettavaksi. Kiertoleijukattilassa polttoaine poltetaan ilmavirran mukana kuu-man hiekkamassan joukossa. Hiekka on kattilassa jatkuvassa liikkeessä ja polttoaine syötetään hiekan joukkoon. Hiekka/polttoaineseokseen puhalletaan palamisilmaa, joka yhdessä polttoaineen palamisen kanssa saa hiekka/polttoaineseoksen voimakkaaseen liikkeeseen tulipesän yläosaan, jossa palokaasut ja pesään palautettava hiekka erotetaan syklonissa toisistaan. Kuumat kaasut ohjataan kattilan lämmön talteenottopinnoille. Il-maa syötetään tulipesän eri tasoilta vaiheistaIl-maan palamista. Kattilasta saatava höyry pyörittää höyryturbiinia ja samalla akselilla olevaa generaattoria, joka tuottaa sähköä.

Turbiinin väliotosta otetaan höyryä Tornion tehtaille ja kaukolämmönvaihtimille, joiden avulla lämmitetään tehtaiden kaukolämpöverkossa kiertävää vettä. Lauhdesähkön

tuo-tannossa turbiinin läpi kulkenut höyry lauhdutetaan vedeksi lauhduttimessa merestä otettavan jäähdytysveden avulla. Kaukolämmönvaihtimien ja lauhduttimen jälkeen vesi pumpataan takaisin kattilaan. Pohjatuhka poistetaan kattilan pohjalta.

Polttoaineet, niiden hankinta, kuljetus ja varastointi

Laitos käyttää polttoaineenaan turvetta ja puupolttoainetta (metsähake, puru, kuori, ym.). Käynnistyspolttoaineena käytetään raskasta polttoöljyä. Turpeen osuus käytettä-västä polttoaine-energiasta vaihtelee ollen 70 - 100 %, ja puupolttoaineen osuus voi olla tämän hetken tiedon mukaan enintään noin 30 %. Puupolttoaineen osuutta rajoittaa sen saatavuus. Polttoaineiden kulutus on esitetty taulukossa 5-13. Kattilassa on mahdolli-suus polttaa myös CO-kaasua ja kivihiiltä. Kivihiiltä poltetaan, mikäli turpeen saata-vuudessa tai hintakilpailukyvyssä on ongelmia. Lisäksi REF I -kierrätyspolttoaineen käyttömahdollisuus Kemi-Tornio-talousalueelta selvitetään laitoksen ympäristölupaa varten.

TAULUKKO 5-13

Polttoaineiden kulutus tonneina vuodessa voimalaitosvaihtoehdossa (LK2). Öljyn kulutus vanhoissa öljykattiloissa tarkoittaa kulutusta olemassa olevissa öljy-kattiloissa.

Turve, t/a Puupolttoaine, t/a

Öljy, t/a

(vanhat öljykattilat)

Polttoaineena 100 % turve 370 000 0 15 000

Polttoaineena 70 % turve, 30 % biopolttoaine

260 000 120 000 15 000

Turve ja biopolttoaine kuljetetaan voimalaitokselle rekka-autoilla. Turvetta tai biopolt-toainetta on tarkoitus tuoda voimalaitokselle keskimäärin yhteensä noin 20 - 30 kertaa vuorokaudessa. Turpeen ja hakkeen keskimääräinen kuljetusetäisyys on 100 km. Bio-polttoaine varastoidaan voimalaitosalueella siilossa. Turve varastoidaan tuotantopaikalla (suolla), josta se kuljetetaan voimalaitokselle tarpeen mukaan. Turve kuljetetaan pur-kausasemalle, josta se siirretään kuljettimilla välivarastoon (siiloon) ja edelleen katti-laan. Turpeelle ja hakkeelle on omat varastointisiilot.

Kemikaalien käyttö

Voimalaitoksessa kemikaaleja tarvitaan savukaasujen käsittelyyn ja veden käsittelyyn.

Savukaasun rikinpoistossa tulipesään syötetään kalkkia (kalsiumkarbonaattia CaCO₃) ja typenoksidien poistoon käytetään tarvittaessa ammoniakkia. Suolattoman lisäveden ja lauhdeveden käsittelyssä tarvitaan mm. rikkihappoa, lipeää ja suolahappoa. Lisäksi voi-malaitoksella käytetään tavallisia pesuaineita pieniä määriä.

Savukaasupäästöjen vähentämistekniikat

Rikkidioksidipäästöjä vähennetään syöttämällä kattilan tulipesään kalkkikiveä. Sopi-vaan raekokoon jauhettu kalkkikivi kalsinoituu tulipesässä reaktiiviseksi kalsiumoksi-diksi, joka reagoi savukaasujen rikkidioksidin kanssa muodostaen kipsiä

kalkkipartikke-lin pinnalle ja pinnalla oleviin huokosiin. Kipsi poistetaan reaktorista kiinteässä muo-dossa.

Typenoksidien muodostuminen polttoprosessissa on monimutkainen tapahtuma, johon vaikuttaa mm. polttotekniikka ja palamisolosuhteet. Kiertoleijupoltossa päästään alhai-siin typenoksidipäästöihin matalan palamislämpötilan ja vaiheistetun palamisilman syö-tön ansiosta.

Hiukkaspäästöjä vähennetään poistamalla hiukkaset savukaasuista sähkösuodattimen avulla. Savukaasuissa olevien pölyhiukkasten erottuminen sähkösuodattimessa perustuu sähköstaattisiin voimiin. Sähkösuodattimessa pölyhiukkaset varataan sähkökentässä, minkä jälkeen ne erottuvat keräyselektrodeille, joilta pöly ravistetaan tai huuhdotaan pois (kuva 5/7). Sähkösuodattimen erotusaste on yli 99 %. Lopuksi savukaasut johde-taan savupiippuun.

KUVA 5/7 Sähkösuodatin

Veden tarve ja hankinta sekä jäähdytys- ja jätevedet

Voimalaitoksella käytetään merivettä jäähdytysvetenä lauhduttimessa. Jäähdytysvesi otetaan pölynkierrätyslaitosta varten rakennettavasta uudesta merivesipumppaamosta, joka rakennetaan noin 200 m satamasta merivartioston tukikohtaan päin. Jäähdytysve-den lämpötilan nousu on noin 10 ºC. Muuten käytettävän jäähdytysveJäähdytysve-den laatu ei laitok-sella muutu. Jäähdytysvettä tarvitaan lauhdesähkön maksimituotannolla noin 4300 m³/h ja vuositasolla noin 17,3 miljoonaa kuutiota. Lämmennyt jäähdytysvesi puretaan sata-ma-altaaseen. Mereen palautettavan jäähdytysveden lämpötila on 10 – 35 °C ollen ke-sällä lämpimämpi kuin talvella.

Makeaa vettä käytetään mm. höyryprosessin tarvitseman suolattoman veden valmistuk-seen ja voimalaitoksen huoltovetenä. Prosessivedelle tehdään täyssuolanpoisto Tornion tehtaiden omalla vesilaitoksella. Täyssuolanpoisto perustuu ioninvaihtotekniikkaan.

Suolattoman veden valmistuksen nykyinen kapasiteetti riittää uudelle voimalaitokselle-kin eikä vesilaitokselle tehdä laajennuksia hankkeen takia. Voimalaitoksen tarvitsema makea vesi otetaan Tornion tehtaiden nykyiseltä jokiveden-pumppaamolta Tornionjoen Laiskanlahdesta. Käytettävän makean veden määrä tulee olemaan arviolta 100 000 m³ vuodessa.

Jätevesiä voimalaitoksella syntyy suhteellisen vähän ja ne ovat laadultaan verrattain puhtaita. Jätevesiä syntyy mm. täyssuolanpoistossa, lauhteen puhdistuksessa, huuhtelu-jen yhteydessä sekä saniteetti- ja muissa vastaavissa sosiaalitiloissa. Muut jätevedet neutraloidaan ja johdetaan selkeytysaltaan kautta mereen viemäristä P3.

Paras käyttökelpoinen tekniikka

Voimalaitoksella tullaan käyttämään mm. seuraavia BREF-asiakirjaluonnoksessa (Eu-ropean Commission, 2003a) biomassan ja turpeen poltolle esitettyjä parhaan käyttökel-poisen tekniikan mukaisia ratkaisuja:

− turpeen ja biomassan polttaminen leijupetikattilassa

− sähkön ja lämmön yhteistuotanto

− hyötysuhde 75 – 90 % yhteistuotannossa

− hiukkaspäästöjen hallinta sähkösuodattimen avulla

− metallipäästöjen hallinta sähkösuodattimen avulla

− SO₂- päästöjen hallinta lisäämällä tulipesään kalkkikiveä

− NO_x-päästöjen hallinta tulipesän mitoituksella ja palamisilman vaiheistetulla syötöl-lä.

Laitos tulee täyttämään sille lainsäädännössä asetetut vaatimukset. Valitut perusratkai-sut vastaavat hyvin parhaan käyttökelpoisen tekniikan vaatimuksia, vaikka BREF-asiakirjassa mainittuja savukaasupäästörajoja ei kaikilta osin voidakaan saavuttaa.

Rakennukset

Voimalaitoksen rakentamiseen liittyviä uusia keskeisiä rakennuksia ovat kattilarakennus ja turbiinisali. Kattilarakennuksesta tulee noin 50 metriä korkea ja turbiinisalista hieman matalampi. Rakennusten alustavat pituudet ovat noin 28 - 35 metriä ja leveydet noin 33 metriä. Savupiipun korkeudeksi on suunniteltu noin 60 - 70 metriä. Lisäksi on

erik-seen sähkösuodatin, turpeen vastaanottoasema, polttoainemurskaamo, kaksi polttoai-nesiiloa, ym. Koko voimalaitoksen vaatima alue on noin 9000 m².

Kuvassa 5/8 on havainnollistettu voimalaitoksen laitosrakennuksia. Leijukerroskattila on korkeammassa rakennusosassa ja sen ulkopuolella on sähkösuodatin. Turbiiniraken-nus on kattilarakenTurbiiniraken-nusta matalampi rakenTurbiiniraken-nus. Pyöreissä siiloissa on polttoainevarastot.

KUVA 5/8

Havainnekuva voimalaitoksesta

Uusi voimalaitos voidaan sijoittaa joko nykyisen lämpökeskuksen läheisyyteen (LK3) tai Sahanlahden seudulle (LK4). Teknistaloudelliselta kannalta sijoitus nykyisen lämpö-keskuksen läheisyyteen (LK3) olisi parempi.

5.3.3.3 Ympäristökuormitus