Kaukolämmön operointiliittymän modernisointi : Espoon, Kirkkonummen ja Kauniaisten kaukolämpöverkko

Abstract

Tämän insinöörityön tarkoitus on dokumentoida Suomenojan voimalaitoksen kaukolämmön operointiliittymän modernisointi. Tavoitteena on löytää nykyvaatimusten tuomien haasteiden edellyttämiä teknisiä apukeinoja, joilla operaattorin tehtäviä voitaisiin helpottaa ja operaattorin olisi itse helpompi mitata päivittäisen suorituskykynsä tasoa. Työssä sivu-taan kaukolämpövalvojan tehtävien vaativuutta ja toimintaympäristön muutosten tuomia haasteita ja esitellään kaksi ratkaisua haasteiden helpottamiseksi.

Työn alkuosa käsittelee Suomenojan voimalaitoksen ja lämpökeskusten tuotantokapasiteetin ja tuotannon varmistamiseksi käytetyn teknologian esittelyä. Suomenojalla käytetyn prosessinohjauksen ja erityisesti kaukolämmön verkon operointiin käytetyn teknologian elinkaari on saavuttanut päätöksensä ja työn alkuvaihe keskittyy operointiliittymän moder-nisointiin graafisten parannusten ja uusien ominaisuuksien rakentamisessa. Uusien tarvit-tavien ominaisuuksien määrittelyyn on käytetty apuna käyttöliittymää päivittäin käyttäviä operaattoreita ja heitä ohjaavia esimiehiä.

Määrittelyvaiheen jälkeen työssä kuvataan uuden operointiin tarkoitetun käyttöliittymän rakennustyö, integrointi olemassa olevaan vanhaan automaatiojärjestelmään sekä käyttöönotto ja koulutus. Tehtävä sisältää yhteistyötä ulkopuolisen kumppanin kanssa.

Toinen merkittävä parannus käsittelee monimuuttujasäätöperiaatteen hyödyntämistä kaukolämpöverkon paine-erojen ja menolämpötilan säädössä. Työ esittelee Espoon kaukolämpöverkon säätötekniset perusteet, erittelee sen haasteet ja luo ratkaisun vaikeiden säätöparametrien hallitsemiseksi ja operaattorin työn helpottamiseksi. Työ keskittyy kahden parantavan ratkaisukonseptin ympärille luoden kaukolämpöoperaattorille huomattavasti paremmat edellytykset havaita visuaalisesti kaukolämpöverkossa tapahtuvat muutokset ja antaa automatiikan reagoida tarvittavalla tavalla muutostilanteiden hallitsemiseksi. Tehdyillä muutoksilla saavutettiin merkittävä taloudellinen hyöty sekä parannettiin oleellisesti kaukolämpöverkon operoinnin käyttäjäystävällisyyttä.

The purpose of this engineering thesis is to redesign and document a full modernization of Suomenoja power plant district heat operative control system user interface. The aim is to find technical solutions to help the operator to overcome challenges in today's process operation. This engineering theses focuses on two remarkable enhancements that will not only help the operator to guide through activities during unstable circumstances in district heat network but also give a clear graphical overlook to network status.

This engineering study presents the capacity of Suomenoja power plant and heat only boilers and the technology by which they are controlled today. Current control technology that is in use has reached the final stages of its lifecycle and this engineering study focuses on creating a new platform for a modern graphical illustration and new applications that organizes and illustrates information more clearly and in a prioritized way. Operators themselves have had a key role in developing new features to the new user interface.

Furthermore, the operator will have a provision to operate production components automatically via model predictive controller that will optimize the amount of produced energy in order to obtain stable, economical and constant delivery of district heat to customers.

This engineering thesis demonstrates a construction of new modern operating interface, integration to old system and commissioning of new interactive control applications. Estab-lishment of these two concepts will give operator a prominent opportunity to master a fluent operation of district heat network with very little physical workings. Implemented improvements gained a significant economical impact on production optimization and has made control system much more user friendly.