Bioenergiakeskuksen hakelämpölaitoksen häiriötilojen vähentäminen automaatioasetuksien optimoinnilla

Abstract

Bioenergiakeskuksen 200 kW:n hakelämpölaitos tuottaa huomattavan paljon hälytyksiä, ja suurimman osan hälytyksistä oletettiin johtuvan huonoista automaatioasetuksista. Huonojen automaatioasetusten vuoksi palaminen on epätasaista ja kattilan teho on huojuvaa. Suuri hälytysmäärä aiheuttaa suuren määrän lisätyötä ja kustannuksia lämpöyrittäjälle. Siksi opinnäytetyössä haluttiin selvittää, miten Bioenergiakeskuksen hakelämpölaitoksen häiriötiloja voitaisiin vähentää automaatioasetuksien optimoinnilla. Työn tavoitteena oli löytää sellaiset automaatioasetukset hakelämpölaitokselle, että sen aiheuttamat hälytykset lämpöyrittäjälle vähenisivät ja laitoksen vaihteleva palamisprosessi tasaantuisi. Työssä säädettiin kattilan tehoa ohjaavan automaation PI-säätimen ohjausarvoja ja seurattiin, kuinka ne vaikuttavat kattilan toimintaan eri tilanteissa. Säätöjen tuloksena palaminen ja kattilan teho saatiin hieman tasaisemmaksi niin tasa- kuin piikkikuormatilanteessa. Biopolttoaineella lämmitettäessä ei kuitenkaan koskaan päästä vastaaviin reagointiaikoihin verrattuna öljylämmitykseen, joten pientä huojuntaa kattilan toiminnassa ilmenee aina lämmitystarpeen kasvaessa äkillisesti. Tulevaisuudessa kattilan tasaisen ja puhtaan palamisen kannalta pitäisi pyrkiä vähentämään suuria äkillisiä piikkikuormatilanteita. Yksi suurimmista äkillisistä kuorman aiheuttajista on Bioenergiakeskuksen lämmityksen kytkeytyminen aamuisin päälle. Lämpölaitoksen puhtaamman ja tasaisemman palamisen kannalta olisikin hyvä, että selvitettäisiin lämmityksen päälle kytkeytymisen mahdollista jaksottamista.

The 200-kW wood chip heating plant of the Bioenergy Development Centre causes a noticeable amount of alarms. Most of the alarms are assumed to be caused by bad automation settings. Due to the bad automation settings, burning is uneven and the power of the heating boiler fluctuates. The large amount of alarms causes a lot of additional work and costs for heating entrepreneurs. That is why I wanted to study in this thesis how the error conditions of the wood chip heating plant of the Bioenergy Development Centre could be decreased by optimising the automation settings. The aim of the thesis was to find such automation settings for the wood chip heating plant that the alarms caused by it would decrease and the fluctuating burning process of the plant would become more stabilised. The settings of the PI controller of the automation that controls the heating boiler power were adjusted. It was then studied how the adjustments affected the heating boiler functionality in different conditions. As a result of the adjustments, the burning and the heating boiler power became a bit more stabilised in both base and peak load conditions. When heating with biofuel the reaction time can never be as fast as when heating with oil, so the heating boiler functionality always fluctuates slightly when the heating demand increases suddenly. In the future, in order for the heating boiler to burn in a stabilised and clean manner the amount of large and sudden peak load situations should be tried to be decreased. One of the largest factors causing load is the activation of the heating in the Bioenergy Development Centre in the mornings. It would be useful to study whether the heating activation could be arranged serially, so that the burning in the heating plant would be cleaner and more stabilised.