Optimalizačný systém zvýšil ziskovosť výrobnej prevádzky Southern Mississippi Electric Power Association

-- 14.12.12

Na zlepšenie výkonnosti elektrárne R.D. Morrow Generating Station v Hattiesburgu v štáte Mississippi na juhu USA sa rozhodla Southern Mississippi Electric Power Association (SMEPA) využiť riadenie založené na predikcii (MPC) a neurónových sieťach – SimSci-Esscor™ Connoisseur™.

Hlavnou výzvou pre združenie prevádzkujúce túto uhoľnú elektráreň bolo zvýšenie tepelného výkonu a účinnosti kotla pri dodržaní nízkej hladiny emisií NOx, čiže zvýšenie výkonnosti Rileyových turbínových jednotiek, zlepšenie vplyvu mlyna na energetickú účinnost pece a celkové zníženie emisií NOx. Za týmto účelom bol nainštalovaný moderný DCS riadiaci systém, aby sa zlepšila výkonnosť Rileyových turbínových jednotiek s guľovými mlynmi. Riadiace systémy pece ako aj guľových mlynov boli optimalizované viacrozmerným systémom. Zlepšenie tepelného výkonu bolo dosiahnuté zredukovaním strát suchého plynu a znížením straty žíhaním. Zlepšením riadenia mlynov sa navyše zvýšil maximálny energetický výkon predovšetkým pri nízkokvalitnom uhlí.

Optimalizátor na stanovenie najefektívnejšieho prevádzkového bodu

Elektráreň SMEPA v Hattiesburgu používa dve paralelné kotlové turbínové jednotky s výkonom 204 MW pri tlaku 2 400 psig. Výrobcom všetkých kotlových jednotiek je Riley Stoker Corporation. Každá má prevedenie turbo pece s vyrovnaným ťahom s predným a zadným spaľovaním. Nominálne parametre pary na vstupe vysokotlakovej turbíny sú tlak 2 400 psig pri 1 005 °F a 1 000 °F na vstupe ST turbíny. Maximálny kontinuálny parný výkon je 1 575 000 lhs/h. Palivom je práškové uhlie z troch Rileyových obojstranných guľových rúrových mlynov, plnených šiestimi gravimetrickými podávačmi.

Zariadenie má dvanásť Rileyových difúznych horákov. Dva tlakové ventilátory a dva ventilátory s umelým ťahom dodávajú spaľovací vzduch a zabezpečujú vyrovnaný ťah spalín z kotla do práčky. Regulátory na každom ventilátore regulujú prúd vzduchu. Jeden recirkulačný ventilátor vracia spaliny na spodok spaľovacej zóny pece, ktorá je taktiež riadená regulátorom ventilátora. Cieľom optimalizátora je stanovenie najefektívnejšieho pracovného bodu kotla a mlynov, ako je definované súborom žiadaných hodnôt pre regulované a akčné premenné v modeli procesu. Aby sa dosiahol optimálny bod prevádzky kotla a mlynov, viacrozmerný optimalizátor posiela žiadané hodnoty regulovaných veličín (CVs) do regulátora a zároveň do regulátora komunikuje cieľové hodnoty akčných zásahov (MVs).

Expertný systém odstraňovania sadzí z teplovýmenných plôch kotla je riadený systémom Connoisseur™ tak, aby sa zmaximalizovala teplovýmenná plocha v kotli. Systém Connoisseur ™ pracuje oddelene a samostatne od DCS riadiaceho systému, takže nezvyšuje riziko poruchy DCS systému. Aplikácia v spoločnosti SMEPA je navrhnutá tak, aby v prípade, že operátor prejde do režimu ručného riadenia nedošlo k prerušeniu riadenia procesov.

Efektívna technológia pre zvýšenie výkonnosti kotlov

Pre túto aplikáciu poskytol prediktívny model riadenia efektívnu technológiu na zvýšenie výkonnosti kotlov pri zachovaní teplôt pary a noriem emisií NOx. Technológia bola výborne prijatá operátormi vďaka stabilnému výkonu systému a bezproblémovej spolupráci s existujúcou jednotkou ARC na kotle. V závislosti od záťaže prináša toto riešenie zlepšenie potenciálnej tepelnej účinnosti až o 1,5 %, čo znamená návratnosť investícií do projektu za čas kratší ako jeden rok.

Invensys Operations Management
Eastern.Europe@invensys.com

Eastern.Europe@invensys.com

iom.invensys.cz

Invensys, logo Invensys, ArchestrA, Avantis, Eurotherm, Foxboro, IMServ, InFusion, Sim- Sci-Esscor, Skelta, Triconex a Wonderware sú obchodné značky spoločnosti Invensys plc, jej pobočiek a sesterských spoločností.