Nacházíte se:  Úvod    Energetické strojírenství    Technické možnosti naplňování vyšších požadavků na provoz energetických zařízení

Technické možnosti naplňování vyšších požadavků na provoz energetických zařízení

Publikováno: 6.5.2008, Aktualizováno: 27.4.2009 13:22
Rubrika: Energetické strojírenství, Technologie, materiály

Příspěvek shrnuje požadavky na provoz energetických zařízení a vyhodnocuje technické možnosti k jejich naplňování zejména v případě déle provozovaných kotlů. Pozornost je věnována problematice účinnosti kotlů a výstupním emisím z hlediska omezení daných připravovanou legislativou. Z tohoto pohledu je prezentováno využití pokročilých metod pro řízení provozu založených na složitých matematických metodách a na jejich programových realizacích pro zpracování měřených dat, automatizované řízení kotlů a pro specializovanou podporu řízení kotlů. Je popsáno použití metody vyrovnání dat pro snížení neurčitosti měřených dat na kotli a pro zajištění jejich vzájemné konsistence vyplývající fyzikálních zákonů, kterými se procesy spalování řídí. Dále je popsáno použití matematických modelů spalovacích procesů pro zefektivnění řízení spalování z hlediska snížení ztrát a omezení emisí. Práce popisované v tomto referátu vznikly v rámci výzkumně vývojového projektu „Vytvoření pokročilých metod a nástrojů ke zvýšení tepelné účinnosti elektráren a tepláren“ (č. projektu FI-IM3/226) podporovaného Ministerstvem průmyslu a obchodu České republiky.

POŽADAVKY NA ZVÝŠENÍ EFEKTIVNOSTI PROVOZU ODPOVÍDAJÍCÍM SOUČASNÝM A BUDOUCÍM PODMÍNKÁM
Z hlediska zvýšení úrovně provozu kotle jsou pro jeho efektivní řízení důležité tyto aspekty:
a) Teplota spalin na výstupu z ohniště nesmí překročit určitou hodnotu, aby nedocházelo k zastruskovávání výstupní mříže z ohniště a prvních svazkových výhřevných ploch. Tato podmínka je obvykle formulována ve tvaru tooš < tmk - 50 [oC] tj. teplota na odchodu z ohniště musí být o 50 K menší než teplota měknutí popelovin spalovaného paliva.
b) Hodnota této teploty spalin je významná pro bilancování přenosu tepla do výparníku, což platí zvláště pro kotle s oběhem. Její odchylka proti hodnotě projektované při jinak stejných vstupních podmínkách signalizuje porušení bilanční rovnováhy mezi přenosem tepla do výparníku a přehříváků a z toho plynoucí nutnost zásahu obvodu regulace teploty přehřáté páry. Při zvýšené tooš je třeba vstřiky zvýšit a naopak. Při jejím velkém poklesu proti projektované hodnotě by mohlo dojít k tomu, že nebude možno vůbec dodržet požadovanou teplotu přehřáté páry.
c) Teplota spalin na odchodu z ohniště současně též může vypovídat o úrovni zanesení (zastruskování) ohniště a lze její znalosti využít i v této oblasti, tj. k prevenci nežádoucího struskování ohniště a tím všech z toho vyplývajících problémů a ekonomických ztrát.
d) Teplota spalin v této oblasti je dále významná též z hlediska aplikace některých odsiřovacích a denitrifikačních technologií, jejichž efektivní účinnost závisí na teplotě, při níž probíhají. Jsou to tzv. „teplotová okna“. Při znalosti průběhu teploty v jednotlivých místech ohniště by teoreticky bylo možno přizpůsobovat i místo zavádění reagentu, či upravovat jeho průtok s přihlédnutím ke změně účinnosti procesu na teplotě tj. η = f(t). Konkrétně se to týká selektivní nekatalytické denitrifikace s použitím čpavku či močoviny a suché aditivní metody odsiřování. Tato metoda odsiřování ovšem má dnes omezenou použitelnost.
e) Z hlediska naplnění vyšších požadavků na provoz energetických zařízení je důležitý poznatek, že teplota spalin po průřezu ohništěm není vyrovnaná. V horní části spalovací komory teploty spalin mohou mít velké výkyvy. Provedená měření i výpočty programem Fluent potvrzují, že teplota spalin v této oblasti má velké výkyvy. Velké rozdíly v teplotách mohou způsobovat nesymetrii v zanášení, komplikovat řízení výstupní teploty spalin z hlediska koroze a mohou mít negativní vliv na účinnost. Dále mohou snižovat účinnost primárních opatření a komplikovat použití sekundárních denitrifikačních opatření v tom smyslu, že nedostatečné zrovnoměrnění spalování vyvolává koncentrační nerovnoměrnosti emisí dusíku a vstřik reagentu by musel být řízen podle rozložení těchto koncentrací. To pak může vést k problémům s nedostatečným odstraněním emisí dusíků, nebo naopak k vypouštění reagentu do ovzduší. Vždy však ještě navíc jde o zvýšení provozních nákladů.
f) Nová legislativa postupně zpřísňuje podmínky pro provoz z hlediska emisí. Emisní limity pro oxidy dusíku byly pro kotle o výkonu nad 100 MW sníženy z 650 na 600 mg/m3, radikální snížení na 200 mg/m3 je požadováno od roku 2016. Tlaky na snižování emisí jsou rovněž v oblastních a celostátních limitech pro emise (zejména NOx a CO2), které v podstatě již v současné době neumožňují zvyšovat výrobu el. energie.
Pokud jde o provoz turbiny s regenerací napájecí vody a chlazení kondenzátorů vyšší požadavky na provozní vlastnosti mohou být tyto:
g) Víceparametrové řízení výkonu turbíny a systému regenerace napájecí vody s cílem dosažení zvýšení tepelné účinnosti při pevném výkonu a přivedeném teple do cyklu, maximálního výkonu při pevné účinnosti, resp. optimálního výkonu a účinnosti při pevném přivedeném teple do termického cyklu
h) Zvýšení regulačních možností pro poskytování podpůrných služeb elektrizační soustavě (v režimu zejména sekundární regulace frekvence) využitím snížení vysokotlaké regenerace napájecí vody a tím zvýšení výkonu turbiny po omezenou dobu.
i) Zjišťování degradace prostupu tepla a zvyšování netěsností ve výměnících pracujících v podtlaku a netěsností armatur na obtoku výměníků tepla a čerpadel.

Z hlediska celého energetického zařízení je možno rozlišit optimalizaci vlivu kotle na turbinu a turbiny na kotel. Obecně vzato, pokud se týče vlivu kotle na turbinu, jedná se o vliv výstupních parametrů páry z kotle na turbinu. S klesajícími parametry (zejména teplotou) turbina pracuje s nižší účinností. Schopnost udržet tyto parametry prakticky znamená snížit zanášení teplosměnných ploch v horní části kotle. To vede k problematice řízení rozložení teplot spalin v horní části spalovací komory, která je popsána v odstavcích týkajících se kotle.
Pokud se týče vlivu turbiny na kotel, snížení teploty napájecí vody z výstupu regenerace vede ke snížení výstupní teploty spalin z kotle a tím ke snížení komínové ztráty (a tím ke zvýšení výkonu kotle) Pro pilotní elektrárnu snížení výstupní teploty spalin o cca 14 oC vede ke zvýšení výkonu kotle zhruba o 1 % při stejném příkonu. Tento vliv má své omezení v teplotě rosného bodu. Model parovodního traktu spolu s modelem kotle umožňuje určitou optimalizaci (snížení účinnosti turbiny versus zvýšení výkonu kotle). Větší možnosti pak jsou při víceparametrovém řízení regenerace napájecí vody, jak je popsáno dříve.


OMEZENÍ SOUČASNÝCH PROGRAMOVÝCH PROSTŘEDKŮ PRO ŘEŠENÍ PROBLEMATIKY SPALOVÁNÍ VE SPALOVACÍ KOMOŘE
Řešení problematiky optimalizace v šíři výše popsané nelze realizovat bez použití efektivních nástrojů, tj. programových prostředků. Dá se říci, že současné programové prostředky pro řešení problematiky spalování mají tato omezení:
j) Jak bylo již uvedeno, střední hodnotu výstupní teploty, určovanou standardními výpočtovými postupy např. podle tzv. Normativní metody, vypracované a normované jako standardní postup v SSSR a převzaté i do naší oborové výpočtové normy ON 070417, které byly verifikovány jak měřením, tak dalšími mechanizmy, jako tepelné bilance apod., lze považovat za správnou. Dále se standardně předpokládá, že horizontální teplotový profil má při symetrickém uspořádání a provozu hořáků maximum v oblasti vertikální
osy ohniště a má přibližně tvar elipsoidového vrchlíku. Při tom se předpokládá pokles teploty spalin u stěn cca o 150 K. Pří asymetrickém provozu hořáků tj. např. při vyřazení některého hořáku resp. mlýna lze jako jednu možnost předpokládat, že asymetrie se projeví posuvem maxima teploty směrem k pracujícím hořákům, resp. stěně, kde jsou funkční hořáky. Pokud však konfigurace hořáků nebo i jen dílčích výstupů dalších přívodů vzduchu (terciární, dohořívací) vytváří rotační moment, nelze vyloučit pootočení (spirální tvar) proudnic a tím i pootočení teplotového pole. Velikost pootočení však nelze odhadnout vzhledem k členitosti geometrie ohniště, změně vazkosti plynů s teplotou atd. Další odchylky od předpokladu stejného geometrického rozložení teplot spalin ve výstupní rovině ohniště jako je rozložení příkonů hořáků mohou být i důsledky nesymetrického štěpení proudů narážejících na sebe při uspořádání proti sobě. Fakticky je každé granulační práškové ohniště vždy geometricky osově nesymetrické proto, že má výsypku a většinou i zúžení v podélné svislé rovině ze strany 2. tahu, tzv. nos (neplatí pro věžové kotle). Ten má napomáhat lepšímu omývaní ploch v přední horní části kotle.
k) Nedostatkem dosud používaných programů pro výpočet teplot v ohništích kotlů spalujících uhelný prášek je dále to, že počítají fakticky buď jen střední výstupní teplotu na odchodu z ohniště, nebo v podrobnějším provedení jen průběh střední teploty ve směru toku spalin (tzv. pásmový výpočet), resp. předpokládají, že teplota je v rovině kolmé na proudnici přibližně stejná. Neumějí stanovit a poskytnout analytické podklady pro vyhodnocení a zdůvodnění případné nerovnoměrnosti teploty, které mohou být dány nestejnou délkou proudnic od jednotlivých hořáků nebo jejich částí (hořákových hubic), či nerovnoměrnosti přívodu paliva v důsledku projekční asymetrie, či provozu s menším počtem mlýnů či hořáků.
l) Současný stav je takový, že neexistuje možnost automatického vyrovnávání teplotového pole v ohništi také a hlavně proto, že jeho skutečný tvar není většinou bezpečně znám a výpočetní programy ho neumožňují věrohodně určovat.
m) Problém je rovněž v tom, že i kdyby byl tvar teplotového pole znám, současné programové prostředky neumožňují zcela jednoznačně zjistit, kterými akčními zásahy jej lze účinně ovlivňovat bez nebo s minimálními nepříznivými zásahy do dalších požadovaných výstupů resp. regulovaných parametrů jako je obsah NOx, CO, účinnost kotle atd. (otázka zajištění dostatečné autonomnosti obvodu).
n) V reálných podmínkách absolutní symetričnost provozu nelze předpokládat vůbec, jednak proto, že vždy vznikají odchylky nepřesnou montáží, nepřesností výroby teoreticky stejných komponent, jejich různými deformacemi v provozu a nepřesnostmi v nastavení provozních parametrů, v obdobných prvcích jednotlivých hořáků. Citlivost na možný posuv resp. nepřesnost nastavených vstupních parametrů
o) Možnost pootočení teplotových polí ukázaly již první provedené výpočty pomocí programu Fluent s nepatrnou asymetrií přívodu terciárního vzduchu ve výsypce.
p) Jako nejvhodnější možnost k zajištění symetrie spalování se nabízí přerozdělení výkonu jednotlivých hořáků resp. mlýnů. Ovšem k tomu je třeba znát vlivnost výkonu každého hořáku na teplotu v každém místě. Tato závislost fakticky známa není resp. předpokládané vazby nejsou ověřeny. Současné výpočetní metody ji neumožňují zjistit. Pokud v provozu nějaká skutečná výrazná nerovnoměrnost teplotového pole je identifikována a projeví se nějakými následnými nepříznivými účinky, např. když profil má výrazné teplotové maximum, které se nadto objeví v blízkosti stěny a tudíž způsobuje zastruskování v tom místě, řeší to jednotliví operátoři zcela individuelně podle své zkušenosti. A tyto zkušenosti mohou být u jednotlivých operátorů rozdílné.

METODY A PROGRAMOVÉ NÁSTROJE K NAPLNĚNÍ VYŠŠÍCH POŽADAVKŮ NA PROVOZ ENERGETICKÝCH ZAŘÍZENÍ

Metody a programové nástroje pro validaci měřených dat a pro snížení jejich neurčitosti
Důležitým krokem pro naplnění požadavků na zajištění efektivnosti provozu odpovídající současným a budoucím podmínkám je zajištění měření s vysokou věrohodností a nízkou neurčitostí.
K řešení problematiky validace měřených dat se používají různé metody. Jednou z velmi perspektivních metod, která je rozpracovávána v I&C Energo, je metoda vyrovnání dat (Data Reconciliation Method). Metoda je založena na těchto principech:
q) Pro vyrovnání dat používá fyzikální a chemické modely pro jednotlivé technologické uzly a celé technologické zařízení (tj. splnění bilanční rovnováhy validovaných měření je přímo zakotveno v principu metody; vyrovnaná data v technologických uzlech vyhovují bilancím s nulovou chybou),
r) Korekce měřených dat je provedena tak, aby byla minimalizována tzv. účelová (kriteriální) funkce, která minimalizuje součet všech vážených oprav měřených dat (kvadrát odchylky vyrovnané hodnoty od měřené vážené vůči výrobcem zadané neurčitosti).

Odtud vyplývají pro metodu vyrovnání měřených dat tyto základní výhody:
s)
Vyrovnaná data jsou konsistentní s fyzikálními a chemickými zákony.
t) Metoda umožňuje dopočítávat neměřené veličiny, tj. zejména hmotové a energetické toky spojovacími potrubími mezi jednotlivými kolektory, které pak rovněž vyhovují fyzikálním a chemickým zákonům.
u) Vyrovnaná data jsou ze statistického hlediska přesnější než data naměřená
v) Metoda umožňuje identifikovat měření s hrubými chybami, tj. data, která celý měřený soubor dat znehodnocují.

Matematické modely technologických procesů ve spalovací komoře a v parovodním systému
Matematické modelování technologických procesů je metoda, bez které optimalizaci provozu složitých systémů nelze efektivně provádět. U složitých energetických systémů expertní znalosti, provozní zkušenosti v podstatě umožňují odhadnout základní vlivy vstupních parametrů na parametry výstupní a přibližně je kvantifikovat. Rozsah experimentálně získaných zkušeností je však omezen složitostí vazeb mezi technologickými veličinami a omezenými možnostmi provádět speciální zkoušky na elektrárně.
Matematické modely musí být nelineární, aby umožňovaly z hlediska potřeb řízení stanovení vlivů vstupních veličin řízené soustavy (kotel, turbina s regenerací, celá elektrárna) na veličiny výstupní pro široký rozsah výkonu a provozních režimů.

Současný stav modelovací techniky lze shrnout takto:
V případě parovodního traktu:
w)
Jsou vytvořeny modely pro účely projektování a analýzy provozu. Modely jsou většinou založeny na ustředňování parametrů v jednotlivých částech celého systému, což umožňuje získat poměrně věrohodné výsledky.
x) V podstatě chybí modely umožňující analýzy při vzniku poruchových stavů menšího rozsahu, které nemusí být vůbec zjistitelné a přitom mají pozorovatelný vliv na ekonomii. Dále chybí podrobné modely pro stavy vznikající degradací zařízení, která má obecně negativní dopady na ekonomii.

V případě kotlů na pevná paliva:
y) Jsou v praxi používány modely určené zejména pro statické výpočty pro projektování. Jedná se o modely s jednou prostorovou souřadnicí po výšce (ve směru proudění spalin), u nichž ve směru kolmých řezů je předpokládáno úplné vyrovnání teplot a ostatních teplotechnických parametrů a chemických koncentrací. Tento předpoklad není v praxi splněn i při symetrickém provozu mlýnů a přívodu vzduchu, natož při často používaném nesymetrickém provozu, např. s omezeným počtem mlýnů.
z) Ze zahraničních programů je znám a používán program Fluent, který umožňuje prostorový výpočet parametrů ve spalovací komoře a v navazujících kanálech zadního tahu. Obecně otázkou při aplikaci programu Fluent je spolehlivost a přesnost výsledků. Dvě dosud v rámci projektu provedené simulace provozu kotle se symetrickým a nesymetrickým provozem hořáků poskytují natolik odlišné výstupy , že je velmi obtížné vysledovat příčiny změn vypočtených parametrů a určit jejich citlivosti na vstupní parametry. Vedle toho program Fluent pracuje pro přímé použití velmi pomalu, výstupy se získávají se značným zpožděním a nelze jej tedy využít pro přímé řízení.

aa) Chybí modely pro podrobné analýzy symetrického a nesymetrického provozu, které by umožňovaly zjišťovat základní charakteristiky spalovací komory kotle pro optimalizaci jeho přímého řízení. tj. zjišťovat vlivnost jednotlivých řídicích zásahů, kterých může být i větší počet na tvary teplotních polí, polí koncentrací, tlaků atd. v místech, která jsou rozhodující pro celkové vlastnosti kotle z hlediska jeho ekonomie. Složitost této problematiky podtrhuje i skutečnost, že průřezy spalovací komory kotle mají většinou plochu několika
desítek m2.

Vytvořené matematické modely v I&C Energo
Model parovodního traktu:
Matematický model je vytvořen podle standardního blokového schématu, které vyjadřuje zapojení turbiny s vysokotlakým a nízkotlakým dílem a s dvěma regeneračními odběry z vysokotlakého dílu a třemi z nízkotlakého dílu. Modelována je napájecí nádrž kondenzátor s chlazením vodou z řeky, vodou z chladicích věží, resp. míchanou vodou z chladicích věží a z řeky. Rovněž je modelován vliv nedokonalého míchání, což může být významné v případě,
že nedokonale smíchaná voda je přiváděna k různým kondenzátorům.
Modelovány jsou rovněž obtoky regeneračních ohříváků a čerpadel, které jsou za běžného provozu uzavřeny, přičemž jejich provozní netěsnost není prakticky zjistitelná.

Modely kotle:
Modely kotle byly vytvořeny ve dvou modifikacích se vzájemně doplňujícími se vlastnostmi.

Model kotle s ustředněnými parametry po průřezu spalovací komory
Model vychází z matematického modelu vyvinutého na ČVUT Praha. Tento model byl vytvořen v minulosti pro účely projektování, tj. návrhu uspořádání teplosměnných ploch a velikosti těchto ploch k dosažení požadovaného výkonu a výstupních parametrů při daných vstupních parametrech včetně zadaného přebytku vzduchu. Model používá metodiku výpočtu spalovací komory vzniklé v 80. letech, která je rozsáhle ověřená a poskytuje věrohodné výsledky. Předpokládá však ustřednění parametrů po průtočné ploše spalovací komory.
Tento model byl v rámci projektu přetransformován do inversní podoby, tj. při známé konstrukci kotle a velikosti teplosměnných ploch umožňuje stanovení vlivu změn vstupních parametrů kotle na straně spalovací komory (změna uhlí a jeho výhřevnosti, množství a teplot vzduchu, změna recirkulace spalin, atd.) a na straně napájecí vody na výstupní parametry kotle včetně emisí, z nichž lze pak určit dopady těchto změn vůči výchozímu stavu do ekonomických ukazatelů provozu kotle.

Z hlediska metod teorie řízení umožňuje stanovení zesílení přenosů vstupních veličin řízené soustavy kotle na veličiny výstupní. Původní model ČVUT byl dopracován tak, že umožňuje simulaci koncentrací kyslíku na výstupu ze spalovací komory (levá, pravá strana) a na výstupu ze zadního tahu (levá, pravá strana) kotle při známých vstupních parametrech. Na základě měření v těchto místech (levá, pravá strana) jsou určeny vnitřní parametry modelu, které pak jsou použity pro stanovení těchto zesílení přenosů, jejich využitím pro predikci řídicích zásahů na ekonomii kotle a rovněž pro určení množství falešného přisávaného vzduchu. Model může být použit:
bb) Pro analýzy systému řízení kotle po jeho doplnění o model řízení kotle
cc) Pro analýzy modifikací úprav kotle u nichž lze předpokládat zanedbatelný vliv na oprávněnost použitého předpokladu o ustřednění výstupních parametrů jednotlivých teplosměnných ploch po výstupním průřezu
Programová verse matematického modelu může přijímat vstupní data, která jsou zadávána jako nezávislé vstupy, nebo data, která jsou kontinuálně měřena za provozu, nebo data ze záznamu provozu. Simulace pak může být pro měřené výstupní veličiny porovnávána přímo s měřením v grafickém záznamu. To umožňuje širší ověření platnosti modelu před vlastními analýzami režimových a výkonových změn během provozu a případné úpravy vnitřních parametrů modelu tak, aby model byl plně věrohodný v širokém rozsahu provozních podmínek.

Po částech prostorový model spalovací komory kotle
Praktické poznatky z elektráren Mělník 1 a Teplárny Strakonice však ukázaly, že z hlediska řízení emisí na minimální úrovni a optimalizace účinnosti je rozložení parametrů ve spalovací komoře značně nerovnoměrné a nesymetrické. Jejich zrovnoměrnění bez věrohodných modelovacích nástrojů není možné, a proto je nutné se tímto modelováním zabývat.
V předchozím odstavci popsaný model umožňuje modelování integrálních parametrů kotle. Jak je výše uvedeno, je založen na ustřednění (vyrovnání) profilů parametrů po příčných řezech spalovací komorou. Řízení kotle podle tohoto modelu proto může být pouze řízením ustředněných hodnot.
Optimalizace spalování z hlediska řízení emisí a ztrát však vyžaduje pro návrh řízení plně respektovat prostorové nesymetrie v rozložení teplot a dalších veličin, které mohou být způsobeny nesymetriemi spalovací komory a výrobními odchylkami a zejména nesymetriemi provozními (nesymetrický provoz mlýnů, nestejné charakteristiky regulačních orgánů, chyby systému měření atd.).
Cílem vývoje podrobnějšího modelu bylo vytvořit model, který může být použit pro řízení symetrie spalování a vzniku a odstraňování emisí. Dále pak vytvořit model, který poskytuje vysokou věrohodnost výsledků při nízkých nárocích na dobu simulace přechodového procesu.
(Jak je výše uvedeno, program Fluent reprezentuje třídimensionální simulaci, avšak pro praktické použití pro řízení je nepoužitelný).
Model byl proto konstruován tak, že spalovací komora byla rozdělena po průřezu na nastavitelný počet dílčích ploch, které tvoří směrem po výšce základny objemových elementů spalovací komory. Po průřezu jednotlivých dílčích ploch jsou veličiny ustředněny, takže podle stupně členění je modelováno rozložení parametrů po průřezu. Po výšce je modelován přenos energie a hmot podle místního rozložení parametrů. Při vývoji se ukázal významný problém při nastavování modelu na měření. Měřicí technika založená na použití pyrometrů neumožňuje lokalizovat místo, kde je příslušná teplota měřena (a to je pro nastavení modelu nezbytné). To potvrdila první ověřovací měření provedená na Elektrárně Mělník. Proto je model v současné době je model ve stavu, kdy ještě nemohla být efektivní technika jeho nalaďování na měření plně ověřena.
 

 

Matematický model po dořešení problematiky jeho nalaďování na měření bude umožňovat:
dd) Stanovení teplotních, kyslíkových a emisních profilů v různých řezech spalovací komory (vzhledem ke značným nárokům na jeho rozsah je jeho testování dosud omezeno na modelování teplotních polí, pro modelování emisí jsou zpracovány matematické algoritmy)
ee) Nastavení vnitřní parametrů modelu tak, aby ho bylo možno naladit na měření teplot a koncentrací ve vybraných příčných řezech kotle
ff) Analýzy algoritmů a nastavení systému řízení kotle po doplnění modelu příslušným systémem řízení
gg) Analýzy vlivu nesymetrie provozu (mlýnů, poruch v měření, degradací) na rozložení parametrů v klíčových místech a dopadů do algoritmů řízení a jeho nastavení
hh) Analýzy dosažitelných úrovní provozu z hlediska emisí, účinnosti, pohotovosti (zanášení ploch, dosažení parametrů přehřátí páry atd.)
ii) Analýzy vlivů změn v dimensování a umístění akčních orgánů regulace kotel z hlediska emisí, účinnosti, pohotovosti (zejména vstupů vzduchu do spalovací komory)
jj) Dimensování sekundárních opatření a jejich provozní řízení

Programové nástroje pro vizualizaci výstupů validace naměřených dat a dopočtů ekonomických ukazatelů
Pro provozovatele přijatelná forma vizualizace výstupů programových prostředků je důležitý prvek pro efektivní využití těchto nástrojů. V I&C Energo byl vytvořen programový systém na monitorování výstupů validace měřených dat a modelování parovodního traktu a kotle, která byla popsána výše. Vzhledem k poměrně pracnému využívání výsledků validace pro optimalizační účely ve vytištěné papírové formě, byly provedeny práce (vytvoření programových prostředků) pro zpracování výstupů validace do konečných (požadovaných) ekonomických ukazatelů a jejich vizualizace v rámci informačního systému na technologických schématech elektrárny.
Pro provozní použití bylo vytvořeno programové propojení výstupů validace s technologickými schématy, které jsou součástí informačního systému elektrárny. Programový systém vizualizace umožňuje rovněž dopočty ekonomických ukazatelů (účinnost, měrná spotřeba, ztráty) jednotlivých komponent a celého zařízení a tím efektivní využití programových nástrojů pro provoz energetického zařízení.

PRAKTICKÉ MOŽNOSTI VYUŽITÍ VYTVOŘENÝCH PROGRAMOVÝCH PROSTŘEDKŮ PRO OPTIMALIZACI PROVOZU

Celkové zpřesnění měřených dat pro bilancováni validační metodou:
kk) Pro bilancování výroby a prodeje energie (měřená data odpovídají přírodním zákonům, žádná energie nechybí, žádná se neztrácí).
ll) Stanovení stupně redundance měření pro dosažení požadované neurčitosti příslušných měřených (nebo obráceně stanovení vlivu zvýšení redundance dat na snížení neurčitostí)

Optimalizace výroby v provozovaných výrobních režimech
mm) kontinuálním vyhodnocováním ekonomických ukazatelů ze zpřesněných dat
nn) kontinuálním sledováním příspěvků jednotlivých vlivů na zhoršování integrálních ekonomických ukazatelů (účinnosti, měrné spotřeby), pohotovosti (zastruskovávání, nežádoucí provozní stavy) a emisí
oo) detekce lokalit a kvantifikace přisávaného vzduch do kotle (upřesnění míst přisávání doplněním měřičů a modelováním)
pp) nastavování provozních režimů výroby podle predikčního modelu 

Snižování nákladů na provoz SKŘ
qq)
Zjišťování degradace čidel (zjišťování snižování neurčitostí měřených dat, zjišťování hrubých chyb měření programovou cestou)
rr) Stanovení postupu po zjištění čidla s hrubou chybou měření do jeho opravy a vyhodnocení dopadu tohoto postupu na neurčitost měřených dat.
ss) Snížení nákladů na testování čidel prodloužením period kalibrace podle kalibračních přístrojů. Automatizovaná kalibrace čidel podle validovaných
hodnot v období mezi periodami kontrol. Stanovení degradace technologického zařízení a jeho vlivu
tt) Zjišťování skutečného stavu funkce technologických komponent (zhoršování přenosu tepla, snižování průtočného množství, snižování těsnosti
uu) Zjišťování skutečného stavu akčních orgánů regulačních obvodů (změny charakteristik regulačních orgánů)

Zvýšení výkonnosti zařízení jeho dokonalejším řízením a provozem
Parovodní trakt
vv) využití možností současně prováděného víceparametrového řízení systému regenerace napájecí vody (např. ke zvýšení účinnosti při stálém výkonu, nebo ke zvýšení účinnosti při stálém výkonu atd.)
ww) využití možností řízení systému regenerace pro poskytnutí vyšších podpůrných služeb elektrické síti
xx) Při paralelním provozu turbin optimalizace celého zařízení využitím toků propojovacími potrubími (kombinovaný teplárenský provoz spolu s výrobou
el. energie, turbosoustrojí s různou účinností atd.)

Kotel
yy) Vyhodnocení dosažitelných hodnot výkonnostních parametrů a emisí při změnách paliva, nízkonákladových úpravách, zjištění rezerv a jejich využití nastavením regulačního systému
zz) Provedení úprav systému řízení kotle ke zrovnoměrnění spalování v ohništi (zrovnoměrnění rozložení teplot a koncentrací emisí v horní část spalovací komory)
aaa) Provedení úprav v řídicím systému kotle umožňujícím využívat reservy kotle v oblasti rosného bodu

Přizpůsobení provozu bloků novým emisním limitům
Provozované bloky
bbb) Proměření a provedení opatření ke zrovnoměrnění spalování
ccc) Ověření účinnosti realizovaných primárních opatření
ddd) Případné seřízení, resp. modifikace, opatření (přesnější umístění vstupů vzduchu primárních opatření a jejich dimensování)
eee) Zjištění potřebnosti sekundárních opatření, jejich případný návrh

Nové bloky
fff) Spolupráce na tvorbě projektu a jeho realizaci v zastoupení provozovatele, resp. výrobce zařízení

Regulace provozu kotle z hlediska nízkoteplotní koroze
Vedení provozu kotle tak, aby:
ggg) Bylo dosaženo maximálního možného ochlazení spalin za kotlem a tím minimální komínové ztráty
hhh) nedocházelo ke korozi výhřevných ploch v důsledku podkročení rosného bodu spalin

Publikace v oboru energetiky, strojírenství a stavebnictví k prodeji
 

NEJčtenější souvisejicí články (v posledních 30-ti dnech)

TAMEH Czech spustila v huti ArcelorMittal Ostrava nový kotel TAMEH Czech spustila v huti ArcelorMittal Ostrava nový kotel (785x)
Ostravská energetická společnost TAMEH Czech, která je součástí společného podniku skupin ArcelorMittal a Tauron, uvedla...
Rozmrazovacie tunely - uhlie sa už rozmrazuje novou technológiouRozmrazovacie tunely - uhlie sa už rozmrazuje novou technológiou (776x)
V procese prípravy investičného projektu ,,Rekonštrukcia rozmrazovacích tunelov“ v Elektrárny Nováky bola v prvom rade v...
Bulletin Českého jaderného fóra č. 3/2015 je o vyhořelém jaderném palivu (769x)
Bulletin Českého jaderného fóra č. 3/2015  " Výběr lokality pro hlubinné úložiště vyhořelého jaderného paliva a radioakt...