Rozmach simulací v elektrárnách

-- 09.06.09 00:44

Tak jako si firmy v oblasti výroby, maloobchodu a dalších sektorů utahují opasky a hledají příležitosti k optimalizaci svých provozů, i odvětví energetiky se na své operace dívá zkoumavým pohledem. Elektrorozvodné závody s nebývalou důsledností sledují své finanční výsledky a hledají příležitosti ke zvýšení ziskovosti, aniž by musely obětovat bezpečnost, spolehlivost a dostupnost. Simulace se stále častěji objevují jako jedno z řešení, které elektrárny využívají pro pomoc s plněním svých finančních a operačních cílů. Překvapuje vás to? Je to pochopitelné, protože simulátory se již po desetiletí v energetickém odvětví používají jako školicí nástroj.

I když bezesporu sloužily svému účelu dobře, z praktického hlediska na nich bylo hodně co zlepšovat. Zaprvé byly poněkud složité a náročné na údržbu. Uvědomme si, že pokud chtěl rozvodný závod používat simulátor jako efektivní školicí nástroj pro své operátory elektráren, bylo nezbytné pořídit stejné řídicí prvky, pracovní stanice a související logiku, jako se používá v reálném řídicím systému. A dále, aby byla simulace přesná a realistická, vždy, když byl distribuovaný řídicí systém (Distributed Control System – DCS) rozšířen nebo modernizován, musela být provedena podobná investice i do simulátoru. A protože simulátor měl kompletní sadu duplicitního hardwaru, technici řídicích systémů čas od času pořádali hony na náhradní díly.

Dříve a nyní

Technologický pokrok, v kombinaci s dnešní tržní realitou, se zintenzivnil a posílil širší roli simulací a následně i jejich podíl na lepším výkonu operátorů, efektivnějším využívání pracovní síly a lepší efektivitě závodů. Rozšíření virtuálních technologií je jedním z klíčových technologických vylepšení, která výrazně změnila situaci v oblasti simulací. Nyní je možno vytvořit virtuální simulátor, kde může být aplikační software řídicího systému provozován na osobním počítači PC. Například před pár lety dokázala společnost Emerson emulovat na jednom osobním počítači pět řídicích prvků. Nyní dokáže tato společnost emulovat až dvacet řídicích prvků na jednom osobním počítači a tento počet by se s rostoucím výpočetním výkonem měl dále zvyšovat.

Díky virtuální architektuře je údržba simulátoru nyní mnohem snadnější a levnější než kdykoli dříve, a proto jsou simulátory praktičtější a hodnotnější. Této technologie a jejích přínosů chce naplno využívat stále více elektráren. Své distribuované řídicí systémy proto specifikují s požadavkem na schopnosti simulace. Využívají jejich možností jako školicího nástroje a učí na nich operátory lépe porozumět řízení závodu. To je mimořádně přínosné, protože to dává personálu závodu sebedůvěru a schopnosti řídit závod v měnících se podmínkách, náležitě reagovat na alarmy a zvládat i ty nejnepravděpodobnější provozní situace. Vyškolením pracovníků k efektivnějšímu řízení závodu může simulátor uspořit miliony dolarů díky odstranění odstávek, odpadu a neefektivity prostřednictvím omezení neplánovaných přerušení provozu.

Simulátory se, ve shodě se svým původním účelem, často používají k zaškolování nových pracovníků pro bezpečný a efektivní provoz závodu. To je zvláště důležité proto, že starší, zkušenější operátoři s rozsáhlými zkušenostmi a léty praxe odcházejí do důchodu a předávají kormidlo „zelenějším“ pracovníkům. Kromě školení nových zaměstnanců využívají elektrárny technologii simulací k průběžnému vzdělávání stávajících pracovníků a ke školení operátorů na zcela novém systému před jeho uvedením do provozu, aby byl zajištěn hladký přechod bez přerušení dodávky energie nebo provozu. Kromě významné role školicího nástroje nabízí simulace i další příležitosti k provozním vylepšením. Simulátory se nyní běžně využívají pro technickou analýzu – pro ověření logiky řídicího systému před spuštěním systému a pro testování změn řídicího systému před jeho vlastní implementací v DCS.

Praktické nasazení v New Yorku

Projekt East River Repowering Project (ERRP) společnosti Con Edison je dobrým příklade z praxe, jak simulace přispívá nejen ke zkrácení doby potřebné pro uvedení nových projektů a modernizovaných prvků závodu do provozu, ale nabízí také příležitosti k průběžným úsporám. ERRP, závod se zkráceným kombinovaným cyklem, byl uveden do provozu před několika lety jako součást rozsáhlé modernizace energetického komplexu East River společnosti Noc Edison. Cílem projektu bylo udržovat spolehlivou a cenově přiměřenou dodávku páry a elektřiny pro zákazníky společnosti Con Edison ve městě New York.

 Závod East River využívá dvě spalovací turbíny společnosti General Electric připojené ke dvěma kotlům na odpadní teplo za spalovací turbínou a k prstencové sběrné komoře páry. Tato jedinečná konfigurace poskytuje páru v množství 1 451 tun za hodinu. Pára pak putuje přímo na Manhattan, kde se využívá jako klíčový zdroj vytápěcího systému této čtvrti. Expertní řídicí systém Ovation ovládá řadu kritických procesů této elektrárny o výkonu 360 MW. Z důvodu vysokých investic společnosti Noc Edison do tohoto závodu mělo jeho bezpečné a včasné uvedení do provozu a spuštění zásadní význam.

Aby byl zajištěn optimální provoz, společnost Con Edison chtěla školit své operátory pomocí modelů zařízení a závodu duplikujícího obnovený projekt East River ještě před vlastním uvedením do provozu a spuštěním.

Autor: Gene Abruzere, Emerson Process, Management

Sponzorované odkazy

	Řízení a údržba průmyslového podniku Redaktoři časopisu průběžně sledují nejnovější trendy ve všech aspektech výroby v průmyslových závodech a přinášejí odběratelům informace, které potřebují pro udržení své konkurenceschopnosti.
	All for Power - odborný časopis o energetice Časopis All for Power se zaměřuje na uhelnou a jadernou energetiku, plynárenství, teplárenství a energetické strojírenství. Medium přináší i racionální pohledy na OZE.
	4METAL.CZ - portál kovozpracujícího odvětví Skupina 4metal je sdružení kovozpracujících a strojírenských firem. Katalog firem, Burza strojů a materiálů, Burza práce, akce, aktuality, média. To vše na jedné adrese.