dr inŝ. Mariusz Słoma Metso Automation Polska Sp. z o.o. Ul. Kościuszki 1C Gliwice , Poleko- Forum Czystej Energii

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "dr inŝ. Mariusz Słoma Metso Automation Polska Sp. z o.o. Ul. Kościuszki 1C Gliwice , Poleko- Forum Czystej Energii"

Zdzisław Skiba
8 lat temu
Przeglądów:

1 Nowoczesne rozwiązania systemów sterowania w Energetyce Odnawialnej na przykładzie regulacji i optymalizacji spalania biomasy w kotłach ze złoŝem fluidalnym dr inŝ. Mariusz Słoma Metso Automation Polska Sp. z o.o. Ul. Kościuszki 1C Gliwice

2 Energetyka odnawialna Biomasa Oczekiwania: Maksymalizacja produkcji Energii Zielonej stabilizacja parametrów/ produktów jednostki wytwórczej Maksymalizacja zdolności produkcyjnych niezawodność Minimalizacja oddziaływania na środowisko (NOx, SOx, Pył... CO2) Maksymalizacja efektu ekonomicznego (w tym aspekty kosztów eksplotacji i Ŝywotności technologii

156 BIOMASA = = Paliwo NIEHOMOGENICZNE Konieczność mieszania paliw pochodzenia rolniczego i pochodzenia leśnego (bądź odpadów) i paliw

3 Wyzwanie w sterowaniu kotłem opalanym paliwami odnawialnymi wg.rozp.dz.u.156 BIOMASA = = Paliwo NIEHOMOGENICZNE Konieczność mieszania paliw pochodzenia rolniczego i pochodzenia leśnego (bądź odpadów) i paliw kopalnych Mieszanka róŝnych rodzajów paliw pochodzących od róŝnych dostawców i składowanych w róŝnych warunkach Stale zmieniająca się wartość opałowa mieszanki spalanych paliw prowadzi zwykle do zakłóceń w procesie spalania Biopaliwa Odpady Paliwa kopalne + + = Nieoznaczoność masy i Energii Chemicznej oraz warunków podawania paliw

4 Automatyka i wyzwalanie pełnego potencjału procesu FBB Ponad 30-letnie doświadczenie w sterowaniu kotłami ze złoŝem fluidalnym w tym wielopaliwowych Uczestnictwo w projektach budowy nowych i przebudowy starych jednostek na całym świecie w ramach dostaw firmy Metso (technologia kotłowa i automatyka ) Zakres doświadczeń obejmuje automatyzację całego typoszeregu jednostek -od bardzo małych (30t/h) -poprzez największy CFB opalany biomasą na świecie 240MWe (Alholmes) -do największego, nadkrytycznego kotła CFB 460MWe (Łagisza)

5 Rozwiązania specjalnie dla sterowania FBB Podstawowe narzędzia: System DCS : metsodna CR Zaawansowane algorytmy sterowania DNAhistorian & PMA

6 Nie moŝna wyświetlić obrazu. Na komputerze moŝe brakować pamięci do otwarcia obrazu lub obraz moŝe być uszkodzony. Uruchom ponownie komputer, a następnie otwórz plik ponownie. Jeśli czerwony znak x nadal będzie wyświetlany, konieczne moŝe być usunięcie obrazu, a następnie ponowne wstawienie go. metsodna CR Architetura Nastawnia Sterowanie, Utrzymanie ruchu, Raportowanie Połączenia zdalne Biuro Raportowanie, integracja z aplikacjami do zarządzania Topologia gwiazdy lub ringu Redundantna sieć Ethernet Pomieszczenia szaf systemowych Sterowanie, Optymalizacja, Komunikacja, System zabezpieczeń System scentralizowany lub rozproszony XML InŜyniering, Utrzymanie ruchu Zarządzanie systemem i aparaturą obiektową Usługi informatyczne Obiekt System metsodna gwarantuje kompatybilność wstecz = długowieczność rozwiązań

7 Nie moŝna wyświetlić obrazu. Na komputerze moŝe brakować pamięci do otwarcia obrazu lub obraz moŝe być uszkodzony. Uruchom ponownie komputer, a następnie otwórz plik ponownie. Jeśli czerwony znak x nadal będzie wyświetlany, konieczne moŝe być usunięcie obrazu, a następnie ponowne wstawienie go. Sterowanie kotłem fluidalnym Podstawowy (typowy) zakres automatyzacji kotła: - Sterowanie przepływem wody zasilającej i poziomem wody w walczaku, - Sterowanie temperaturą pary przegrzanej - Sterowanie przepływem paliwa (mieszanką paliw biomasowych) Typowo dwie linie zasilania z obu stron kotła od przykotłowego zasobnika paliwa, sterowanie przenośnikami, śrubami podajników ślimakowych i podajnikami obrotowymi W zaleŝności od wielkości kotła, ilości róŝnych paliw, moŝe być kilka linii podawania paliwa - Sterowanie olejowymi palnikami rozruchowymi - Sterowanie przepływem powietrza spalania - Sterowania ciśnieniem pary / regulator paliwa - Sterowanie ciśnieniem złoŝa fluidalnego (usuwanie popiołu przez dno dyszowe) - Sterowanie odsiarczaniem SO2 (tylko dla kotłów CFB współspalających biomasę z węglem) - Sterowanie temperaturą złoŝa fluidalnego (współczynnik powietrze/paliwo, rozkład powietrza na pierwotne i wtórne)

8 Sterowanie układem podawania paliwa

9 Zaawansowane aplikacje sterowania procesem FBB Kompensator Paliwa Oblicza zmiany wartości opałowej paliwa Steruje podawaniem paliwa UmoŜliwia szybsze zmiany obciąŝenia kotła UmoŜliwia szybką adaptację kotła do niejednorodnego paliwa FBB Optymalizator Spalania Optymalizuje profile temperatury złoŝa fluidalnego UmoŜliwia osiągnięcie wysokiej sprawności spalania i stabilizuje wydajność

10 Optymalizator Spalania w kotłach fluidalnych Stabilizacja parametrów pary Symetria spalania Kontrola profilu temperatur złoŝa Optymalne O 2 vs CO Optymalizacja SO 2 Optymalizacja NO x

11 Nie moŝna wyświetlić obrazu. Na komputerze moŝe brakować pamięci do otwarcia obrazu lub obraz moŝe być uszkodzony. Uruchom ponownie komputer, a następnie otwórz plik ponownie. Jeśli czerwony znak x nadal będzie wyświetlany, konieczne moŝe być usunięcie obrazu, a następnie ponowne wstawienie go. I/O groups MCC I/O groups PLC MCC IA I/O groups PLC R I/O groups PLC PLC Wyniki implementacji Kompensatora Paliwa Bilans kotła Sterowanie ciśnieniem Ciśnienie pary Przepływ pary ZuŜycie tlenu Zapotrzebowanie na paliwo CO O2 CO O Przepływ pary - Ciśnienie pary - Temperatura pary - Temp. wody zasil. - Przepływ oleju/gazu - Przepływ powietrza - Przepływ spalin - Zawartość O2 w spali - Przepływ paliwa stałego Wartość opałowa paliwa Sterowanie podawaniem paliwa Przepływ paliwa max Sterowanie powietrzem spalania CO [mg/nm3 6% O2] Time Time η, P O2 [%,wet] O2 [%, wet] 11

12 Modułowa Struktura Zaawansowanych Aplikacji FBB Moduły Kompensator Paliwa Dystrybucja Powietrza Optymalizacja O 2 /CO Zaawansowana Regulacja temperatury złoŝa Zaawansowana Regulacja profile temperatur kotła Zaawansowana Regulacja temperatur cyklonów (dla CFB) Zaawansowane sterowanie układami podawania paliwa Minimalizacja NO x Minimalizacja SO 2 Opcjonalne Opcjonalne Opcjonalne Opcjonalne Opcjonalne

13 Kompensator Paliwa- Wyniki przepływ pary O 2 węgiel Podczas zwiększania ilości węgla w mieszance (zmiany skokowe co 50MW) Parametry pary i tlen w spalinach pozostają stałe

14 Temperatua złoŝa Wybrane wyniki optymalizacji spalnia FBBtemperatura złoŝa fuidalnego Regulacja konwencjonalna Optymalizator spalania Wartość opałowa Mniejsze straty termiczne Zwiększenie Ŝywotności elementów kotła Redukcja NO x i SO 2 Zmiejszenie zuŝycia dodatków/reagentów Minimalizacja konieczności wymiany materiału złoŝa

15 Raportowanie energii z OZE Zgodnie z istniejącym ustawodawstwem energia wyprodukowana z odnawialnego źródła energii umoŝliwia sprzedaŝ tzw zielonych certyfikatów W celu przygotowania świadectw pochodzenia naleŝy zdobyć komplet informacji z: - Systemu podawania paliwa z uwzględnieniem odczytu certyfikowanych wag na taśmociągach - Laboratorium o parametrach fizykochemicznych poszczególnych rodzajów paliw - Certyfikowanych liczników energii oraz liczników ciepła Standardowe rozwiązanie ułatwiające sterowanie i rozliczenia zielonych certyfikatów to objęcie systemem DCS układu przygotowania i podawania paliwa: - Punkty rozładowcze, silosy, podajniki, wagi

16 Raporty Raport obejmuje szczegółową informację o: Produkcji energii elektrycznej brutto Produkcji ciepła ZuŜyciu poszczególnych rodzajów paliw (GJ, t) z uwzględnieniem zmieniającej się w czasie ich wartości opałowej

17 WYNIKI potwierdzone przez Klientów Continuous improvement

18 Nie moŝna wyświetlić obrazu. Na komputerze moŝe brakować pamięci do otwarcia obrazu lub obraz moŝe być uszkodzony. Uruchom ponownie komputer, a następnie otwórz plik ponownie. Jeśli czerwony znak x nadal będzie wyświetlany, konieczne moŝe być usunięcie obrazu, a następnie ponowne wstawienie go. Wybrane referencje CFB CFB 1988 Schnider Engineers, Stockton, USA 1988 Bechtel Construction, Bakersfield,USA 1989 Bechtel Construction, Colstrip, USA 1990 Jefferson Smurfit Corp, Middleton,USA 1997 EC Starogard, Starogard Gdański 2 x 75t 1998 Frantschach Pulp & Paper, Stetí, Czech Rep Oy Alholmens Kraft Ab, Pietarsaari, Finland

19 Nie moŝna wyświetlić obrazu. Na komputerze moŝe brakować pamięci do otwarcia obrazu lub obraz moŝe być uszkodzony. Uruchom ponownie komputer, a następnie otwórz plik ponownie. Jeśli czerwony znak x nadal będzie wyświetlany, konieczne moŝe być usunięcie obrazu, a następnie ponowne wstawienie go. Wybrane referencje CFB PKE SA, 2x152MWe El. Siersza, Trzebinia 2003 Eesti Eletrijaam, Narva, Estonia 2004 Balti Eletrijaam, Narva, Estonia 2007 Tornion Voima Oy, Tornio, Finland 2007 Fortum Power And Heat Oy, Kokkolan Voimalaitos, Kokkola, Finland 2008 PKE Elektrownia Lagisza S.A., Bedzin, 460MWe 2008 Porin Prosessivoima Oy, Pori, Finland

20 Nie moŝna wyświetlić obrazu. Na komputerze moŝe brakować pamięci do otwarcia obrazu lub obraz moŝe być uszkodzony. Uruchom ponownie komputer, a następnie otwórz plik ponownie. Jeśli czerwony znak x nadal będzie wyświetlany, konieczne moŝe być usunięcie obrazu, a następnie ponowne wstawienie go. Wybrane referencje BFB 1999 AVE Reststoffverwertung Lenzing GmbH, Lenzing, Austria 2000 Edenderry Power Operations Ltd., Ireland 2002 Kymin Voima Oy, Kuusanniemi, Finland 2003 Järvi-Suomen Voima Oy, Savonlinna, Finland 2006 UPM-Kymmene Ltd, Shotton Paper Mill, Deeside, UK 2006 UPM-Kymmene France S.A.S, Grand Couronne, France 2006 Rauman Voima Oy, Rauma, Finland 2008 Övik Energi Ab, Örnsköldsvik, Sweden 2008 Kalmar Energi Ab, Kalmar, Sweden 2008 Celulose Beira Industrial S.A Celbi, Figueira Da Foz, Portugal

21 Wybrane referencje dla technologii FBB BFB w Polsce W realizacji dwie konwersje kotłów OP130 do BFB 100t/h: 2008 Polish Energy Partners SA, EC Saturn, Świecie, Poland 2008 ZEW Kogeneracja SA, EC Czechnica, Poland PP Szczecin EC Starogard EC Saturn Stora Ensa VHP SA - EC śerań W realizacji nowe inwestycje: PGE ZEDO SA El. Szczecin BFB Stora Enso Ostrołęka CFB EC Czechnica PKE SA: El. Łagisza El. Siersza EC Tychy EC MARTIN Kotły BFB Kotły CFB

22 Metso Oczekuj wyników poprzez automatykę Produkcja Energii Zielonej (z wykorzystaniem biopaliw o wysokim stopniu heterogeniczności) wyniki: stabilizacja parametrów produkcji: T, P pary Maksymalizacja zdolności produkcyjnych Zwiększenie dostępności technologii Minimalizacja oddziaływania na środowisko (NOx, SOx, Pył... CO2) Poprawa parametrów sprawnościowych Zwiększenie Ŝywotności elementów kotła Zmiejszenie zuŝycia dodatków/reagentów Redukcja wymiany materiału złoŝa Długowieczność systemu DCS/minimalizacja kosztów inwestycyjnych

23 Wyniki! To wszystko czego się po nich spodziewam!

Podobne dokumenty

Nowoczesne metody sterowania biomasowymi kotłami fluidalnymi

Nowoczesne metody sterowania biomasowymi kotłami fluidalnymi Automatyzacja kotłów FBB Adam Ossera +48 605 534 967 Metso Automation Polska Sp. z o.o. Ul. Kościuszki 1C 44-100 Gliwice Nowoczesność z zachowaniem