Tuulivoimalapalvelut: Havaitse tuulivoimalasi jäähdytysjärjestelmäongelmat ajoissa

Kalle Jalonen, Projekti-insinööri, KL-Lämpö Oy

Havaitsemme tuulivoimalan jäähdytysjärjestelmien ongelmat jäähdytysnesteen laboratorioanalyysien avulla ennen kuin ongelmat näkyvät kustannuksina. Analyysien perusteella voimme ratkaista ongelmia.

Tuulivoimalan jäähdytysjärjestelmä saattaa vaikuttaa toimivan hyvin, vaikka sisällä itse järjestelmässä tilanne alkaisikin olla jo hälyttävä. Jäähdytystehon ollessa riittävää ei järjestelmää eikä sen glykoliliuoksen laatua välttämättä huomioida. Järjestelmän epäpuhtauksien aiheuttaessa ensimmäisen kerran lämpötilahälytyksen, ollaan jo tilanteessa johon ei kannattaisi ajautua. Aika korroosion alkamisesta järjestelmävuotoon voi myös olla yllättävän lyhyt, vaikkei järjestelmä antaisikaan ulospäin mitään merkkejä ongelmista. Nesteen kuntoa seuraamalla voidaan häiriöt jäähdytystehossa kuitenkin estää.

Järjestelmän rakenne herkkä korroosiolle

Tuulivoimaloiden jäähdytysjärjestelmissä käytetään rakennusmateriaaleina yleisimmin alumiinia, muovia ja kumia. Kumi on materiaalina helppo, kevyt ja edullinen asentaa, mutta valitettavasti se päästää ajan saatossa happea pikkuhiljaa järjestelmään. Näin ollen järjestelmässä on useimmiten aina vähän ilmaa. Ilma haittaa lämmönsiirtoa, mutta altistaa järjestelmän myös ilmiölle nimeltään korroosio.

Alumiini puolestaan on korroosiolle hyvin herkkä materiaali jota käytetään järjestelmissä herkissäkin paikoissa. Lisäksi järjestelmässä on yleensä käytetty ruostumatonta tai haponkestävää terästä, jotka ovat materiaaleina puolestaan kestävimpiä ja varmimpia. Jossain tapauksissa on käytetty myös mustaa rautaa, joka taas on materiaalina hyvinkin altis korroosiolle.

Inhibiitein korroosiota vastaan

Korroosiota pyritään ehkäisemään erilaisten korroosiosuojakemikaalien eli inhibiittien avulla. Inhibiitti lisätään glykoliliuokseen jo liuoksen valmistusvaiheessa. Ajan saatossa inhibiitin määrä nesteessä saattaa käytössä kuitenkin vähentyä eli kovassa rasituksessa inhibiitti vähitellen hajoaa järjestelmään. Tällöin korroosiosuojaus heikkenee.

Inhibiitin määrä nesteessä tulisi pitää jatkuvasti riittävällä tasolla. Mikäli tästä ei ole huolehdittu ja inhibiitin määrä vähenee riittämättömäksi, voi järjestelmään syntyä korroosiota. Pahimmassa tapauksessa korroosio etenee niin pitkälle, että jäähdytysjärjestelmään syntyy vuoto. Jos järjestelmä alkaa vuotaa lauhduttimesta tai vielä huonommassa tapauksessa taajuusmuuttajakaapin sisäpuolelta, voivat vahingot ja korjaustoimenpiteet tulla todella kalliiksi ja vaivalloisiksi. Tällöin tuulivoimala on myös pois tuotannosta.

Kerrostumat ja sakat

Järjestelmässä tapahtuvan korroosion seurauksena järjestelmän pinnoilta voi liueta erilaisia materiaaleja. Nämä saattavat sakkautua ja kerrostua järjestelmään. Samoin tekee liuokseen hajonnut inhibiitti ja vaikka korroosiosuojausta olisikin pidetty hyvällä tasolla inhibiittilisäyksillä, ei hajonnut inhibiitti poistu järjestelmästä itsekseen. Ajan kuluessa epäpuhtaudet voivat kerrostua niinkin pahasti, että saattaa syntyä jopa tukkeumia.

Tukkeumat ja kerrostumat heikentävät lämmönsiirto-ominaisuuksia merkittävästi; joskus jopa niin merkittävästi, ettei jäähdytys ole enää riittävää. Tuulivoimalan tuotanto voi tällöin alkaa kärsiä liian lämpenemisen aiheuttamista hälytyksistä ja käyttökatkoksista.

Yleisesti käytössä olevat korroosiosuoja-aineet ovat rakenteiltaan ja ominaisuuksiltaan erilaisia kemikaaleja. Joissain tapauksissa käytössä olevasta glykolista tai siinä olevasta inhibiitistä tai sen ominaisuuksista ei ole kunnossapitohenkilökunnalla mitään tietoa olemassa.

Tarpeen tullen on lisätty järjestelmään glykoliliuosta, jonka inhibiitti onkin ollut ominaisuuksiltaan erilaista kuin käytössä oleva. Tätä virhettä on syytä välttää; eri inhibiitit saattavat nimittäin sakkautua joutuessaan toistensa kanssa tekemisiin. Sakkautuminen yleensä johtaa järjestelmän perusteelliseen puhdistukseen, jotta sen oikea toimintakyky on saatu palautettua.

Ajan myötä korroosio ja erilaiset epäpuhtaudet tosin vanhentavat jokaisen jäähdytysjärjestelmän glykoliliuoksen siihen pisteeseen, että järjestelmä tulee puhdistaa ja neste vaihtaa tuoreeseen alkuperäisten lämmönsiirto-ominaisuuksien palauttamiseksi.

Miten nesteen kuntoa voi tutkia?

Jäähdytysjärjestelmän kiertonesteestä eli glykoliliuoksesta tehtävä laboratorioanalyysi on yksinkertainen ja varma tapa tarkastella paitsi nesteen myös itse järjestelmän kuntoa. Analyysissä määritellään yleisimmät liuenneet ja lämmönsiirtoa haittaavat metallit ja tutkitaan myös nesteen tärkeimpiä fysikaalisia ominaisuuksia. Jos tutkittavaksi saadaan myös sakkaa, sen koostumus voidaan selvittää erillisen EDS-analyysin avulla.

Jos analyysissä havaitaan nesteeseen liuenneen epäpuhtauksia, voidaan päätellä lian kerrostuneen mahdollisesti myös järjestelmän pinnoille. Siellä jo olemattominkin kerrostuma tai sakka heikentää lämmönsiirto-ominaisuuksia. Tuulivoimalan jäähdytysjärjestelmässä nämä ominaisuudet ovat ensiarvoisen tärkeässä asemassa, sillä järjestelmä ja lämmönsiirtoneste ovat jatkuvasti todella kovassa rasituksessa. Analyysillä voidaan myös todentaa järjestelmässä esiintyvä korroosio.

Kun laboratorioanalyysillä on todettu kiertonesteen kunnon heikentyminen, voidaan tulosten pohjalta laatia toimenpidesuositukset jäähdytystehon ennallistamiseksi.

Kiinnostavaa?

Tilaa tuulivoimalasi jäähdytysjärjestelmän glykoliliuoksesta ilmainen analyysi.

Kysyttävää?

Ota yhteyttä asiantuntijaamme ›