voimalaitosautomaatio
Download
Skip this Video
Download Presentation
Voimalaitosautomaatio

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 24

Voimalaitosautomaatio - PowerPoint PPT Presentation


  • 316 Views
  • Uploaded on

Voimalaitosautomaatio. Automaatiotekniikan seminaari. Esimerkkivoimalaitos: Rautaruukki, Raahe K4. otettu käyttöön 1991 esimerkissä kuvataan voimalaitoksen toiminta sen valmistuttua toimintaperiaate ajotavat kattilan prosessit ja säädöt. K4 rakentamisen syyt.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Voimalaitosautomaatio' - chesmu


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
voimalaitosautomaatio

Voimalaitosautomaatio

Automaatiotekniikan seminaari

Timo Heikkinen

esimerkkivoimalaitos rautaruukki raahe k4
Esimerkkivoimalaitos: Rautaruukki, Raahe K4
  • otettu käyttöön 1991
  • esimerkissä kuvataan voimalaitoksen toiminta sen valmistuttua
    • toimintaperiaate
    • ajotavat
    • kattilan prosessit ja säädöt

Timo Heikkinen

k4 rakentamisen syyt
K4 rakentamisen syyt
  • terästehtaalla suuri energian kulutus
  • tarjolla runsaasti omia polttoaineita
    • masuunikaasu (CO)
    • koksikaasu (H, CnHm)

Timo Heikkinen

suunnittelun haasteita 1
Suunnittelun haasteita (1)
  • monipolttoainekattila
    • masuunikaasu (maka)
    • koksikaasu (koka)
    • kevyt polttoöljy (POK)
    • raskas polttoöljy (PORV)
    • erittäin raskas polttoöljy (PORE)
    • kivihiiliterva

Timo Heikkinen

suunnittelun haasteita 2
Suunnittelun haasteita (2)
  • yksi ensimmäisistä PLU-kortteja sisältäviä Damatic XD –projekteja
    • moottori-, venttiili- ja poltinohjaukset
    • kattilasuoja kahdennuksineen

Timo Heikkinen

automaatioj rjestelm
Automaatiojärjestelmä
  • Damatic XD (metsoDNA:n edeltäjä)
  • 11 prosessiasemaa (AP01-04, AP07-13)
  • liityntäasema (gateway) tietojen välittämiseksi PMS-tiedonhallintajärjestelmään sekä Rautaruukin energianhallintajärjestelmään
  • 4 operointiasemaa, joista 1 automaatiotilassa
  • mosaiikkitaulu!

Timo Heikkinen

h yryvoimalaitoksen toimintaperiaate 1
Höyryvoimalaitoksen toimintaperiaate (1)
  • tehtävänä vapauttaa polttoaineeseen sitoutunut (kemiallinen) energia vesihöyryn energiaksi ja siitä edelleen sähköksi
  • höyrynkehitin
    • tulipesä
    • höyrykattila

Timo Heikkinen

h yryvoimalaitoksen toimintaperiaate 2
Höyryvoimalaitoksen toimintaperiaate (2)
  • tulipesässä polttoaineeseen sitoutunut energia muutetaan lämmöksi
  • lämpö siirretään vesihöyryyn pääosin tulistimissa
  • höyryn energia muutetaan turbiinissa mekaaniseksi energiaksi
  • mekaaninen energia muutetaan generaattorissa sähköenergiaksi

Timo Heikkinen

h yryvoimalaitoksen toimintaperiaate 3
Höyryvoimalaitoksen toimintaperiaate (3)
  • osa höyrystä käytetään prosessihöyrynä sekä kaukolämpönä
  • prosessin hallinnassa tavoitellaan massa- ja energiavirtojen stationääristä tilaa
  • energiantuottoprosessin prosessimuuttujat
    • epätasapaino voidaan ilmaista
    • tasapainoon pyritään automaation avulla

Timo Heikkinen

tuotantoprosessi
Tuotantoprosessi
  • prosessissa pyritään tasapainoon
  • prosessimuuttujien pysyttävä sallitulla alueella
    • turvallisuus
    • päästövaatimukset
    • taloudellisuus

Timo Heikkinen

osaprosessit
Osaprosessit
  • palamisprosessi
  • vesi-/höyryprosessi
  • turbiini ja generaattori
  • kaukolämpö

Timo Heikkinen

osaprosessit palamisprosessi
Osaprosessit: palamisprosessi
  • polttoainevirtaus muuttuu tulipesässä palamisen avulla lämpövirraksi
  • palamistuloksen optimointi
    • säätökohde: polttoaine- ja ilmavirtauksen suhde
    • indikaattori: savukaasujen happipitoisuus

Timo Heikkinen

osaprosessit vesi h yryprosessi
Osaprosessit: vesi-/höyryprosessi
  • vesi nostetaan korkeammalle energiatasolle
  • energiavirtojen tulee olla tasapainossa
    • säätökohde: kattilassa esiintyvät lämpötilat
    • indikaattori: lämpötilat

Timo Heikkinen

osaprosessit turbiini ja generaattori
Osaprosessit: turbiini ja generaattori
  • terminen energia muutetaan turbiinissa mekaaniseksi energiaksi
  • mekaaninen energia muutetaan generaattorissa sähköenergiaksi
  • sähköntuotannon ja kulutuksen oltava tasapainossa
    • säätökohde: sähkön tuotanto
    • indikaattori: sähköverkon taajuuden poikkeamat

Timo Heikkinen

osaprosessit kaukol mp
Osaprosessit: kaukolämpö
  • ajoittain osa kattilan lämpötehosta johdetaan kaukolämpöverkkoon
  • lämmöntuotannon ja kulutuksen oltava tasapainossa
    • säätökohde: lämmöntuotanto
    • indikaattori: paluuveden lämpötilan tai kaukolämpöverkon paine-eron poikkeamat

Timo Heikkinen

polttoaineet
Polttoaineet
  • pääpolttoaineet maka ja koka
  • polttoöljyt
    • lähinnä tukipolttoaineina
    • muiden polttoaineiden puutteessa
  • kivihiiliterva

Timo Heikkinen

polttimet
Polttimet
  • 14 toisistaan riippumatonta poltinta
  • 6 makapoltinta (1-6)
  • 4 yhdistelmäpoltinta (7-10)
    • pääosin koka
    • PORV
  • 4 öljypoltinta (11-14)
    • PORV, PORE, kivihiiliterva (11-14)
    • POK (11, 14)

Timo Heikkinen

s d n ongelmia
Säädön ongelmia
  • polttimien suuri määrä
  • polttoaineiden erilaisuus koksikaasusta kivihiilitervaan
  • kattiloiden K3 ja K4 yhteiskäyttö
  • vaihteleva tehontarve 40..100 %

Timo Heikkinen

voimalaitoksen ajotavat 1
Voimalaitoksen ajotavat (1)
  • kiinteän paineen ajotapa
    • ”kattila seuraa”
  • etupaineen ajotapa
    • ”turbiini seuraa”

Timo Heikkinen

kiinte n paineen ajotapa 2
Kiinteän paineen ajotapa (2)
  • kattila pyrkii pitämään höyrynpaineen vakiona
  • turbiini säätelee sähkötehoa
  • tehovaateen kasvaessa:
    • turbiini kuluttaa enemmän höyryä
    • lieriön pinta laskee
    • höyrynpaine laskee
    • kattila nostaa polttotehoa

Timo Heikkinen

etupaineen ajotapa 2
Etupaineen ajotapa (2)
  • kattila pyrkii pitämään tuotetun sähkötehon vakiona
  • turbiini säätelee höyrynpainetta
  • tehovaateen kasvaessa:
    • kattila nostaa polttotehoa
    • kattilan tuottama höyrymäärä kasvaa
    • höyrynpaine pyrkii nousemaan
    • turbiini avaa säätöventtiiliään

Timo Heikkinen