Kaukolämpölaitoksen raportoinnin kehittäminen

Abstract

Kansainvälisen päästökaupan seurauksena turpeen käyttö maamme voimalaitoksissa tulee vähentymään ja vastaavasti puun poltto eri muodoissa lisääntyy. Tästä johtuen kattilan likaantumista ja nuohoustarvetta on seurattava entistä tarkemmin. Päästöjen kannalta kattilan kaikkien toimintojen seuranta on tärkeää. Vatajankosken Sähkö Oy:n Kankaanpään Kaukolämpölaitoksen raportoinnin ja tiedonkeruun kehittäminen käytönvalvonnan tehostamiseksi muodostui opinnäytetyöni aiheeksi. Kankaanpään kaukolämpölaitoksessa pääautomaatiojärjestelmänä on Honeywell Total Plant Alcont, jolla ohjataan kattilalaitosta ja kaukolämmön jakelua. Lisäksi erillisellä kaukokäyttöjärjestelmällä operoidaan kaukolämpöverkoston apukattiloita. Opinnäytetyöhön liittyen pääautomaatiojärjestelmän laitteistoa päivitettiin, kahden prosessiaseman prosessorikortit vaihdettiin uudempiin ja tehokkaampiin. Automaatiojärjestelmään tehtiin lausekieliohjelmaa energiavirtojen laskentaan höyryn ja lauhteen entalpioiden perusteella. Laitoksen raportointitietojen visualisointiin suunniteltiin graafinen näyttökaavio. Pitkän aikavälin tieto tallennetaan historiatietokantaan. Raportointia ja tiedonkeruuta kehittämällä laitoksen häiriötöntä ja tehokasta toimintaa voidaan edistää. Historiatietojen sekä laskettujen tehojen ja häviöiden avulla laitoksen hyötysuhdetta voidaan tarkkailla ja ajettavuutta parantaa. Lisäksi tällä historiatiedon keruulla voidaan saada aikaan merkittäviä parannuksia säätöjen vireessä pysymiseen pitkällä aikavälillä. Ajoittaiset tai jaksottaiset poikkeamat löydetään helposti historiatietoja analysoimalla. Ongelmien aiheuttajiin päästään puuttumaan ajoissa, ennen tilanteen muuttumista vakavaksi, jolloin seurauksena olisi laitoksen alasajo.

Due to international emission trading, the use of peat will decrease, and the burning of wood in different physical states will increase. The monitoring of contamination and dust removing in boilers has to be followed. Thus, emissions tracing is important, and operations have to be improved. The development of monitoring and data logging at Vatajankosken Sähkö Oy Kankaanpää thermal power plant became my thesis work. The main distributed control system (DCS) in the Kankaanpää thermal power plant is Honeywell Total Plant Alcont which controls the boiler unit and the district heating system. The district heating network is operated by a separate remote-drive operation station. The DCS hardware was updated in this project. The processor cards in two process modules were replaced by new ones. New high-level language applications for computing energy flows based on water steam enthalpy were programmed in the DCS. An HMI graphical display was designed to visualize the logged data of the plant. Long-term data is stored in the process history database. Correct and cost-effective operations can be performed by developing the monitoring and data logging. The performance and runnability can be improved by history data considerations. The tuning of the control loops in longer term can be significantly improved by process data logging as well. By analyzing the history data, occasional or periodic variations can easily be located. The problem situations are identified early enough before the problems get worse, and the process might have to be shut down.