Voimalaitoksen polttoaineen syöttölaitteiden modernisointi : automaation suunnittelu

Abstract

Tämä opinnäytetyö on tehty Oulun energia Oy:lle. Opinnäytetyössä suunniteltiin Oulun energian Toppila 2 -voimalaitosyksikön polttoainekuljettimien modernisointiprojektin yhteydessä tarvittavat automaatiosovellukset. Laitteistoon sisältyi modernisoitavan polttoaineen syöttölaitteiston syöttöruuvit ja tasaustaskut apulaitteineen sekä uutena prosessin osana rikinsyöttöjärjestelmä.

Toppila 2 -voimalaitoksella on käytössä Valmet DNA -prosessinohjausjärjestelmä sekä Valmetin Centralized I/O että ACN I/O -automaatiokaappeja, joista kaikkiin tehtiin muutostöitä projektissa. Työhön kuului näyttökuvien suunnittelua sekä automaatiosovellusten suunnittelua ja testausta. Työssä tutustuttiin laajasti voimalaitoksen automaatiojärjestelmän rakenteeseen ja muutostyössä tarvittavien työkalujen käyttöön. Valmet DNA -suunnittelutyökaluista käytettiin sovellusten suunnitteluun FbCAD -sovellusta ja näyttökuvien suunnitteluun Picture Designer -sovellusta. Sovellukset ja näyttökuvat sisältävää sovellustietokantaa hallittiin DNA Explorer -sovelluksella.

Sovelluksia suunnitteli pääosin Oulun Energian järjestelmäosasto ja polttoaineen syöttölaitteiston säätöpiirien suunnitteluun osallistui lisäksi Valmetin asiantuntija. Opinnäytetyössä suunniteltujen polttoaineen syöttölaitteiden ja rikinsyöttöjärjestelmän sovellukset saatiin suunniteltua ja testattua ennen voimalaitoksen käynnistystä. Laitteiston käyttöönotto viimeisteltiin polttoainekuljettimien säätimien osalta voimalaitoksen käynnistyessä suunnitellun aikataulun mukaisesti, mutta rikinsyöttöjärjestelmän laitteiston lopullinen testaus voidaan suorittaa vasta, kun voimalaitoksen polttoaineenseokseen saadaan riittävä osuus vähärikkistä polttoainetta rikin syötön mahdollistamiseksi. Modernisointiprojektin myötä Toppila 2 -voimalaitosyksiköllä voidaan lisätä puupolttoaineen määrää halutusti. Laitteistoa on mahdollista jatkokehittää tulevien käyttökokemusten perusteella niin, että turpeesta on tulevaisuudessa mahdollista luopua täysin.

This thesis was commissioned by Oulun energia Oy. The objective of the bachelor’s thesis was to design the automation applications needed with the modernization project of the fuel conveyor system of the Toppila 2 -power plant unit. The fuel supply equipment to be modernized included supply screws and equalization pockets with auxiliary equipment, as well a new part of the process, namely a sulfur supply system.

The Toppila 2 power plant has the Valmet DNA process control system with the Valmet Centralized I/O and ACN I/O automation cabinets, all of which some parts were modified in the project. The work included picture design as well as the design and testing of automation applications. The structure of the power plant's automation system and the use of the tools needed in the modification work were widely explored. FbCAD and Picture Designer applications were used from the Valmet DNA design tools.

The design of the applications was mainly done by the personnel of Oulun energia, and an expert from Valmet was used to assist in the case of the fuel supply equipment control circuits. The designed applications in this thesis were completed when the power plant started up in the planned schedule.