Höyrykattilatekniikka (5 op)

Tavoitteet

Opiskelija ymmärtää kattilaitoksen toiminnan ja käytön. Opiskelija tietää erilaiset voimalaitosten höyrykattilat ja niiden apulaitteet. Opiskelija tuntee kattiloiden rakenteet ja niissä käytetyt materiaalit.

Sisältö

-Kattiloissa käytetyt polttoaineet, palaminen ja päästöjen muodostumismekanismit
-Savukaasujen puhdistusjärjestelmät
-Typen oksidien vähentäminen poltossa
-Kattiloiden rakenne, ripustukset ja materiaalit
-Kattiloiden apulaitteet ja tulistimet
-Polttoaineen käsittely sekä ilman ja veden esilämmitys
-Erilaiset polttotavat ja polttimet: arinapoltto, leijukerrospoltto, pölypoltto, biomassan ja jätteiden poltto, kaasuttimet, kaasun ja öljyn poltto
-Lämmöntalteenottokattilat, ylikriittiset kattilat ja soodakattilat
-Kattiloiden säätö- ja käyttötekniikka ja turvalliseen käyttöön liittyvät määräykset
-Kattilan käynnistys ja pysäytys
-Kattilaveden käsittely, lämpöpintojen likaantuminen, korroosio ja huolto
-Painelaitelainsäädäntö

Oppimateriaalit

Opettajan osoittama materiaali.

Suositeltavaa kirjallisuutta:

Huhtinen M., Kettunen M., Nurminen P. & Pakkanen H. 2004. Höyrykattilatekniikka . Edita
Prima Oy. Helsinki. ISBN 951 37 3360 2.

Raiko R., Saastamoinen J., Hupa M. & Kurki Suonio I. 2002. Poltto ja palaminen.
International Flame Research Foundation Suomen kansallinen osasto. ISBN 951 666
604 3. Gummerus Kirjapaino Oy, Jyväskylä 2002.

Tier S. 2003. Steam Boiler Technology. 2nd Edition. Helsinki University of Technology
Department of Mechanical Engineering. ISBN 951 22 6759 4.

Opetusmenetelmät

Toteutuksen lähiopetus on pääasiassa lähiopetusta englanniksi.
Vierailu voimalaitoksella.
Laskuharjoitukset.
Kotitehtävät.
Ryhmätyö.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Vierailu voimalaitoksella ja vierailijaluennot.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Sovitaan aloitusluennolla.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Valtaosan opintojaksosta voi suorittaa itsenäisesti verkossa Moodle-oppimisympäristön kautta. Lisätietoja ensimmäisellä luennolla.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Luennot 30 h
Voimalaitosvierailu 4 h
Laskuharjoitukset 20 h
Tentti 3 h
Harjoitustyö 20 h
Kotitehtävät 20 h
Itsenäinen opiskelu 30 h

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija tuntee erilaiset höyrykattilarakenteet ja yleisimmät kattiloissa käytetyt materiaalit.
Opiskelija tietää höyrykattiloiden erilaiset vedenkiertotavat ja niiden merkityksen kattilan toiminnalle ja konstruktiolle.
Opiskelija osaa laskea polton ilman tarpeen ja syntyvän savukaasumäärän ja savukaasujen pitoisuudet polttoaineen alkuaineanalyysin perusteella.
Opiskelija tuntee eri polttotavat ja niiden edut ja haitat.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija tuntee erilaiset kattilarakenteet ja yleisimmät kattiloissa käytetyt materiaalit.
Opiskelija tietää höyrykattiloiden erilaiset vedenkiertotavat ja niiden merkityksen kattilan toiminnalle ja konstruktiolle.
Opiskelija osaa laskea kattiloiden savukaasulaskut sekä hyötysuhteen ja polton ilmakertoimen savukaasu-, lämpötila-, paine- ja massavirtamittausten tuloksista.
Opiskelija osaa selostaa hyvin eri polttotavat, tietää niiden edut ja haitat sekä soveltamiskohteet.
Opiskelija tuntee kattilan säädön periaatteet, turvalliseen käyttöön liittyvät määräykset ja tavat, pysäytykset ja käynnistyksen.
Opiskelija tuntee savukaasujenpuhdistusjärjestelmät.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija tietää erilaiset kattilaratkaisut, niihin liittyvän tekniikan ja erilaiset apulaitteet sekä niissä käytetyt materiaaliratkaisut.
Opiskelija tietää höyrykattiloiden erilaiset vedenkiertotavat ja niiden merkityksen kattilan toiminnalle ja konstruktiolle.
Opiskelija osaa laskea kattiloiden savukaasulaskut sekä hyötysuhteen ja polton ilmakertoimen savukaasu-, lämpötila-, paine- ja massavirtamittausten tuloksista.
Opiskelija osaa selostaa hyvin eri polttotavat sekä tietää niiden edut ja haitat sekä soveltamiskohteet.
Opiskelija tuntee kattilan säädön periaatteet, turvalliseen käyttöön liittyvät määräykset ja tavat, pysäytykset ja käynnistykset sekä tuntee kattilan vastaanottokokeen suorituksen ja merkityksen.
Opiskelija tuntee kattilaveden käsittelyn ja sen merkityksen lämpöpintojen likaantumiselle ja korroosiolle ja huoltotarpeelle.
Opiskelija hallitsee savukaasujen puhdistukseen liittyvät tekniikat.

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija tuntee erilaiset höyrykattilarakenteet ja yleisimmät kattiloissa käytetyt materiaalit.
Opiskelija tietää höyrykattiloiden erilaiset vedenkiertotavat ja niiden merkityksen kattilan toiminnalle ja konstruktiolle.
Opiskelija osaa laskea polton ilman tarpeen ja syntyvän savukaasumäärän ja savukaasujen pitoisuudet polttoaineen alkuaineanalyysin perusteella.
Opiskelija tuntee eri polttotavat ja niiden edut ja haitat.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opintojakso arvioidaan numeerisesti asteikolla 0-5 seuraavien osasuoritusten perusteella

Tentti 60 %
Kotitehtävät 20 %
Ryhmätyö 20 %

Esitietovaatimukset

Opiskelija hallitsee matemaattis-luonnontieteelliset perusvalmiudet. Opiskelija ymmärtää voimalaitoksissa sekä energian tuotannossa ja käytössä esiintyvien tärkeimpien laitteiden termodynaamisen toiminnan perusteet. Opiskelija tuntee erilaiset energiantuotannossa ilmaan syntyvät päästöt. Opiskelija tuntee päästöjen hallintamenetelmät ja tietää ilmansuojelua säätelevän lainsäädännön ja asetukset.