ОБ ЭФФЕКТЕ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ METSODNA EMS ДЛЯ

ОБ ЭФФЕКТЕ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ METSODNA EMS ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ
ЭНЕРГЕТИКОЙ В ЦБП НА ПРИМЕРЕ ОДНОГО ЕВРОПЕЙСКОГО ЗАВОДА
Ээро Марккула
Metso Automation, Финляндия
Ввиду освобождения рынка электроэнергии и газа энергоемкие предприятия, такие
как предприятия ЦБП, могут существенно уменьшить затраты на энергию.
Для управления энергоснабжением необходим точный сбор сведений о потребностях
в электроэнергии, паре и газе; мониторинг потребления энергии; постоянное управление
затратами и нагрузками, а также прогноз потребления энергии.
Основные функции эффективного управления энергоснабжением
Основные функции эффективного управления энергоснабжением включают
составление энергетического баланса завода, а также анализ потребления энергии по
каждому цеху. Дополнительные функции включают прогноз потребности в паре и
электроэнергии, оптимизацию производства энергии и приобретений электроэнергии и
топлива.
При составлении энергетического баланса завода производится подробный
мониторинг основных параметров как всего завода, так и основного его оборудования
(котлы, паровые турбины и пр.) и потребителей пара (в технологическом процессе).
Используются следующие расчетные переменные:
– Производство энергии (МВт) – полная электрическая мощность (МВт), мощность
теплофикации (МВт), мощность технологического пара (МВт), полная мощность
теплоснабжения (МВт);
– Полный вход топлива, (МВт);
– Коэффициент электроэнергии и теплоснабжения;
– Коэффициенты эффективности (%) – КПД, электрическая эффективность,
технологический пар;
– Потребление энергии (MВт) – потребление пара (ТП), угля, торфа, мазута;
электроэнергия (собственные нужды);
– Наработки, пуски, остановы.
При анализе потребления энергии по цехам для каждой основной единицы
оборудования (цеха или агрегата) используются следующие расчетные переменные:
– Пар, МВт за тонну;
– Электроэнергия, МВт за тонну;
– Возврат конденсата.
Концепция metsoDNA EMS
Программный комплекс metsoDNA EMS включает стандартизированные,
определенные программные приложения для отдельных электростанций (станционного
уровня). Эти программные продукты специально разработаны для разных типов
электростанций для улучшения управления, оптимизации эксплуатации и сокращения
затрат, а также предоставления информации на всех уровнях – управления, операторов и
обслуживающего персонала.
Каждая программа разрабатывается специально для конкретной электростанции или
технологического участка. Модульная структура программ обеспечивает возможность
масштабирования и расширения, что позволяет охватить завод в целом, т. е. основное и
вспомогательное оборудование. Предусмотрена возможность передачи дополнительных
и/или уже определенных технологических данных в системы ERP (SAP, IFS и т. д.).
Функции metsoDNA EMS
Программный продукт metsoDNA EMS предназначен для:
– сбора и оценки данных по энергоснабжению;
– сбережения энергии;
– уменьшения затрат на энергию.
Функции metsoDNA EMS включают:
– Основное рапортирование – стандартные рапорты, например суммарные сводки,
сводки аварийных сигналов и т. д.
– Прогноз потребностей – прогнозирование потребления электроэнергии и тепла,
энергии на собственные нужды, потребностей в приобретении.
– Управление – основные (всеобщие) операции на электростанции и
характеристики эксплуатационных показателей.
– Управление производством – подробный анализ характеристик станции (тепловой
баланс и КПД), мониторинг работы основного оборудования (котел, паровые турбины,
газовые турбины), работа вспомогательного оборудования и систем.
– Мониторинг состояния основного и вспомогательного оборудования.
– Управление производством – планирование производства и производительности
(топливо, оборудование), включая имитацию и оптимизацию.
– Управление энергией и рисками на уровне всего предприятия.
Прогноз производства и потребления
Прогноз производства вводится в систему вручную или передается автоматически из
заводской информационной системы (ERP). Прогноз рассчитывается за каждый час по 3 х
24 часа. Дополнительные прогнозы (недельные, месячные и т. д.) проводятся по запросу.
В прогнозе учитываются различные продукты производства, требующие разных затрат
электроэнергии.
Прогноз потребления технологического пара и электроэнергии производится
автоматически на основе прогноза производства. Вначале на базе текущих (и прошлых)
эксплуатационных
показателей
определяется
потребление
электроэнергии
и
технологического пара. Далее автоматически определяются специфические показатели
потребления на базе собранной информации. При прогнозировании учитываются любые
улучшения КПД производства энергии. Расчет удельного потребления пара и
электроэнергии
на
участок
производства
позволяет
организовать
выдачу
предупредительных сообщений при отклонениях этих показателей от номинальных
значений.
На базе собранных данных рассчитывается прогноз потребностей в собственном
производстве электроэнергии, в приобретении электроэнергии, в природном газе и паре.
Горизонты прогноза – на четверть часа, на несколько часов и на трое суток.
Прогнозы на поставку энергии – производство электроэнергии, приобретение
электроэнергии и производство технологического пара – составляются автоматически на
основе данных по потребностям в электроэнергии и технологическом паре. Для
определения, сколько электроэнергии можно производить по отношению к паровой
нагрузке (и сколько требуется приобрести), применяется модель поставки электроэнергии.
Данной моделью обеспечивается оптимальная схема производства, т. е. план, в каких
режимах должны работать котельные установки, паровые и газовые турбины, чтобы
сократить общие производственные расходы до минимума. Модель учитывает все
необходимые работы (как, например, плановые остановы для техобслуживания). Помимо
этого, модель выдает точные данные по потреблению топлива.
При прогнозе производства производится расчет:
– баланса электроэнергии, теплоэнергии, газа и технологической воды;
– план-графики в виде рапортов для поставщиков электроэнергии и газа;
– сравнение установок и фактических значений по электроэнергии, газу, пару,
конденсату, технологической воде и питательной воде.
На случай отказа измерений имеется база данных с заменяющими значениями
основных измерений.
Оперативное управление
Для оперативного управления система предлагает эффективные функции для
основных операций по управлению электростанцией и систему отчетности. Эффективное
и точное рапортирование по управлению электростанцией способствует повышению
уровня знаний по ходу производства, постоянному повышению качества управления,
поиску неисправностей и разрешению проблем. Рапорты и расчеты по основным
операциям
ТЭС
включают
электрическую
и тепловую мощность (MВт), потребление и производство энергии (MВт/ч), КПД станции
(%).
Мониторинг приобретения и/или поставки электроэнергии
Мониторинг
приобретения
и/или
поставки
электроэнергии
позволяет
оптимизировать приобретение электроэнергии и предотвращает начисление штрафов за
превышение тарифов на приобретение. Функции системы по мониторингу включают:
– мониторинг приобретения с сигнализацией;
– прогноз (15 мин) для приобретения по текущей нагрузке;
– рапорт приобретения/продажи;
– видеограмма с трендами последних 7 суток;
– ввод тарифов.
В качестве дополнительной функции возможно автоматическое ограничение
нагрузки.
Преимущества от использования системы metsoDNA EMS
– Стратегическое планирование (месяцы/годы) позволяет выбирать, оценивать и
управлять будущими контрактами; сокращать затраты и планировать будущие
капиталовложения.
– Оперативная оптимизация (каждый день) позволяет сократить общее потребление
энергии на 1–2%, а затраты на управление – на 1–3%.
– Дополнительные преимущества включают тактическое (на срок от 1 до 30 суток)
планирование и оптимизацию, в т. ч. обслуживание котлов, паровых турбин и т. д., а
также прогноз потребностей. Наличие прогноза позволяет снизить затраты на горячий
резерв и предотвращает начисление штрафов за превышение тарифов на приобретение.
При использовании системы metsoDNA EMSдостигается экономия в потреблении
топлива в среднем на 1–2%. Экономия топлива на 1% соответствует сумме 0,3 млн €.
Экономия топлива на 2% соответствует сумме 0,6 млн €. Таким образом, срок окупаемости
системы – менее одного года.