Вступление в ... Систему управления энерг оснабжением...

Вступление в...

Систему управления энергоснабжением metsoDNA EMS

© Metso Automation Inc. 2003 04/19/232

Управление энергоснабжением

Почему управлять энергией?

Plan

t M

ana

gem

entИзменения на рынках энергии:

• Освобождение рынка электроэнергии и газа • Энергоемкие предприятия, такие как предприятия

ЦБП, могут существенно уменьшить затраты на энергию

Назначение metsoDNA EMS:• сбор и оценка данных по энергоснабжению• возможности сбережения • уменьшение затрат на энергию

Как управлять?• точный сбор потребностей в электроэнергии, паре

и газе • мониторинг потребления• постоянное управление затратами и нагрузками• прогноз потребления

Stunden


Управление энергоснабжением Основные функции EMS

Основные функции эффективного управления энергией

• Энергетический баланс завода

• Конкретное потребление энергии в разных цехах

Дополнительные функции:

• Прогноз потребностей в паре и электроэнергии

• Оптимизация производства энергии и приобретений электроэнергии и топлива

Топливо Пар

Электроэнергия

Приобретениеэлектроэнергии


Стандартизированные, определенные программные приложения для отдельных электростанций (станционного уровня)

Продукты - специально разработыне для разных типов электростанций для…• улучшения управления, оптимизации эксплуатации и сокращения затрат• справки на всех уровнях - управление, операции, обслуживание

Каждая программа разрабатывается специально для конкретной электростанции или технологического участка

Модульная структура• возможность масштабирования и расширения• включает в себя завод в целом, основное и вспомогательное оборудование

Возможность соединения с системами ERP (SAP, IFS итд.)• повышенная ценность за счет дополнительных и/или уже определенных технологических данных, выходящих в систему ERP

Управление энергоснабжениемКонцепция


Основное рапортирование• Стандартные рапорты, например, суммарные сводки, сводки аварийных сигналов итд .

Проноз 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• Мониторинг состояния основного и вспомогательного оборудования

Управление производством • Планирование производства и производительности (топливо, оборудование), включая имитацию и оптимизацию

Управление на уровне предприятия• Управление энергией и рисками всего предприятия

Управление энергоснабжениемПеречень функций EMS


Назначение• Эффективные функции для основных операций по управлению электростанцией

и система отчетности;

Преимущества

• Эффективное и точное рапортирование по управлению электростанцией

=>Повышение уровня знания по общим операциям и производству• Постоянное повышение качества управления, поиск неисправностей

и разрешение проблем

Содержание: Рапорты / расчеты по основным операциям ТЭС

• Электрическая и тепловая мощность (MВт)• Потребление и производство энергии (MВтч)• КПД станции (%)

Управление энергоснабжениемУправление операциями


Рассчетные 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 тепло- снабжения

• Коэффициенты эффективности, %

-КПД

-электрическая эффективность

-технологический пар

• Потребление энергии, MВт

-потребители пара (ТП)

-потребление угля, торфа, мазута

-электропитание, собственные нужды

• Наработки, пуски, остановы

Подробный мониторинг основных параметров как всего завода, так и основного его оборудования (котлы, паровые турбины и пр.) и потребителей пара (в технологи-ческом процессе).

Управление энергоснабжениемЭнергетический баланс завода


Управление энергоснабжением Потребление энергии по цехам

Рассчитанные характеристики

• Пар МВт за тонну

• Электропитание МВт за тонну

• Возврат конденсата

• Для каждого основного оборудования(цеха или агрегата)


Plan

t M

ana

gem

ent

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 итд.) проводятся по запросу.

В прогнозе учитываются разные продукты производства, требующие разных затрат электроэнергии.

Управление энергоснабжениемПрогноз производства


Plan

t M

ana

gem

entПрогноз потребления технологического пара и

элекроэнергии производится автоматически на базе 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.

Управление эненоснабжениемПрогноз потребности в энергии


Поставщик электроэнегии

и газа

планирование производства-разные виды продукта-объем производства-план на следующие сутки

Информация

Удельное потребление пара/ электроэнергии участком производства

производство-разные продукты-потребление энергии-электроэнергия, пар

Расчеты удельных значений пара и электроэнергии по участкам проиводства

Поправка

Сигнализация при

отклонениях

Сравнение со своим производством энергии за следующие сутки

Расчет потребления пара и электроэнергии а следующие сутки

План приобретения электроэнергии и газа

План Производство

Разные цехи

Управление энергоснабжениемПрогноз потребностей


Plan

t M

ana

gem

ent

Прогноз:на базе собранных данных рассчитываются значения на четверть часа, на несколько часов и на трое суток:

• потребность в собственном производстве электроэнергии

• потребность в приобретении электроэнергии

• потребность в природном газе

• потребность в паре

Управление энергоснабжениемПрогноз производства - Графическая видеограмма


Прогнозы по технологи-ческим участкам

Суммарный прогноз потребления

Поправка

Прогноз приобретения электроэнергии

План собственного производства

электроэнергии и пара

ПитаниеПар

Прогнозы потребления

(электроэнергии и пара)

по разным техологическим

участкам и на эффектив-

ное потребление

электроэнергии

hours

Управление энергоснабжениемПрогноз потребления


Plan

t M

ana

gem

entПрогнозы на поставку энергии - производство электро-

энергии, приобретение электроэнегии и производство технологического пара - производятся автоматически на основе данных по потребностям в электроэнергии и техно-логическом паре. Для определения, сколько электро-энергии можно производить по отношению к паровой нагрузке (и сколько требуется приобрести) применяется модель по поставке электроэнергии.

Моделью обеспечивается оптимальная схема производства*. Все необходимые работы (как, например, плановые оставновы для техобслуживания). Помимо этого, модель выдает точные данные по потреблению топлива.

* план о том, в каких режимах должны работать котельные установки, паровые и газовые турбины, чтобы сократить всеобщие производственные расходы до минимума.

Управление энергоснабжениемПрогноз поставки энергии


metsoDNA Info

ограничения, цены, ревизии,помехи

SPOT

план приобретения энергии (электро-энергия / газ)

DCS

ограничение нагрузки

процесс1 процесс2

Load

shedding

расчет потребления пара / электроэнергии за следующие сутки

удельное потребление пара / электроэнергии по техн. участку

цель и состояние собственного произ-водства (уставка)

газ.турбины котлы

Поставщик электро-энергии и газа

Управление энергоснабжениемОптимизация прогноза

оптимизация производства энергии за следующие сутки, расчет, например, с интервалом 15 мин

планирование производства-разные продукты-объемы производства-план на следующие сутки

мониторинг приобретения /

поставок


Назначение:• предотврашает превышение тарифов приобретения• мониторинг приобретения и/или поставки электоэнергии (15мин)

Преимущества:• оптимальное приобретение• нет штрафов, так как тарифы приобретения не превышаются

Содержание:• мониторинг приобретения с сигнализацией • прогноз (15мин) для приобретения по текущей нагрузке• рапорт приобретения / продажи • видеограмма с трендами последних 7 суток• ввод тарифов

• Опция: автоматическое ограничение нагрузки

Purchasing Monitoring Display

Управление энергоснабжениемМониторинг приоберетения электроэнергии


Управление энергией целлюлозно-бумажной промышленности Конкретный пример

Фирма SCA Hygiene Products GmbH производит туалетную бумагу и салфетки на европейский рынок. Высокое качество продукта гарантируется современной технологией завода. На заводе установлена одна из самых больших в мире бумагоделательная машина.

Электростанцию ввели в работу 1997. Станция состоит из двух газотурбинных линий, каждая по электрической мощностью по 5 МВт. Два рекуперационные паровые генераторы и отдельная котельная установка подают в производство пара 22 тонны в час.

Мощность электростанции достаточна для потреблеления пара полностью, приблизительно 60% из потребления электроэнергии. Обеспечивается экономное приобретение электроэнергии.


Управление энергией целлюлозно-бумажной промышленности Конкретный пример

С целью усовершенсвования управления уместного потреб-ления и предоставления информации о производстве для всей станции одной единственной системой, два года назад на электростанции была установлена metsoDNA Energy Management System, система управления энергией.

Базовая функция управления энергией на SCA Ortmann заключается в эффективном и надежном мониторинге энергетического баланса станции.

Системой обеспечивается персоналу информация в реальном времени по всей станции, так и производственные планы для создания прогнозов.

Гибко выдаются сводки и рапорты всех производственных показателей и значений параметров, как например, потребления топлива, производства пара и электроэнергии, подачи пара на потребители, отработки конденсата.


A02143a1.DS4ОБЩЕЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ СИСТЕМЫ

Эзернет TCP/IP

Маршрутизатор

Свитч

2.3 GENERAL TREND DISPLAY

2

92-10-22 15.27.37

IAS

Станцияуправления энергией

metsoDNAКипер-

сервис

EVZPM 9 PM 4PV3 EW1

Лицензии одновременной работыофисных пользователей

FPU S FPU SFPU S

FPU S

Управление энергией целлюлозно-бумажной промышленности Конкретный пример, структура управления


- metsoDNA info server - NetServer LC2000, PIII 1GHz - 1 * CPU, 256 MB memory, 36GB disk, 12/24GB DAT - Windows 2000- DNAhistorian

PC-Cabinet

Process interface- PCR-controller- n* BIR82 für Binary inputs- n* AIR8C für Analog inputs- EPU Power supply

Заводская сеть

Измерения из технологического процесса

UPS

220 В

Маршрутизатор

Управление энергоснабжением целлюлозно-бумажной промышленности Конкретный пример, структура управления


”Система собирает и сохраняет данные, также выдает нам сводки по всем базовым технологическим данным, включая показатели пара, тепло-снабжения, электроснабжения, природного газа, технологических вод.

Мы можем анализировать показатели потребления и отработки. Таким образом нам возможно лучше распределять наши ресурсы. Система позволяет нам построить математические модели по всей энергосистеме завода, используя определенными параметрами для прогнозирования будущего потребления."

”Мы производим энергию по мере потербностей бумажного завода, колебаний при замене марки продукта и других константных переменных. Помимо этого, существуют ряд факторов, которые влияют на прогноз производства энергии.

“В конце концов, сейчас мы можем оптимизировать потребление энергоносителей и повышать энергетический КПД.”

Управление энергией целлюлозно-бумажной промышленности Конкретный пример - мнения Заказчика


Управление энергией целлюлозно-бумажной промышленности Конкретный пример - мнения Заказчика

“ Наличие данных реального времени на каждом компьютере завода существенно повысло осведомленность руководства об энергопотреблении. Можем ввести изменения и дополнения своевременно, можем улучшить результаты соглашений по ценам.”

”На практике, это значит, что у нас есть готовность договариваться о самых экономных ценах на электроэнергию и природный газ.

Открытость и освобождение сегодняшнего рынка создало новые правила договорам по ценам. Это только одна из причин почему система управления энергоносителями нам практична и оказалась оправданным капитало-вложением”

”Это нам помогает планировать профилактивые работы. Нам предлагают более хорошие цены, и мы можем более точно прогнозировать наши показатели за 15 минут.” “С тех пор, когда мы приобрели эту систему, мы достигли существенных снижений этих цен”


Управление энергией целлюлозно-бумажной промышленности Конкретный пример, мнения Заказчика

Все это значит, что данная система окупила себя за первые шесть месяцев.

”Мы предподчитаем систему, которую можно легко модифицировать. Например, наши ежемесячные сводки требуют модификации раз в год. Сейчас мы можем сами внести необходимые изменения и дополнения в систему - гибко и быстро.”


Ad

van

ced

Co

ntro

ls

При использовании metsoDNA EMS достигается экономия в потреблении топлива в среднем 1-2%

• При экономии топлива на 1 % => 0.3 M €• При экономии топлава на 2 % => 0.6 M €

===> срок окупаемости системы -

меньше одного года

Управление энергоснабжениемПреимущества


Стратегическое планирование (месяцы / годы)Стратегическое планирование (месяцы / годы)

• выбор / оценка / управление будущими выбор / оценка / управление будущими контрактамиконтрактами

• сокращение затратсокращение затрат

• капиталовложения для будущегокапиталовложения для будущего

Оперативная оптимизация (кажный день)Оперативная оптимизация (кажный день)

• сокращение общего потребления энергии на 1-2%сокращение общего потребления энергии на 1-2%

• соркащение затрат на управление на 1-3% соркащение затрат на управление на 1-3%

Дополнительные преимуществаДополнительные преимущества

• Тактическое планирование/оптимизация (1 до 30 Тактическое планирование/оптимизация (1 до 30 суток)суток)

- в т.ч. обслуживание котлов, паровых турбин ив т.ч. обслуживание котлов, паровых турбин и тт..д.д.

• ПрогноПрогнозз потребностей потребностей

- в т.ч. уменьшение затрат на горячий резервв т.ч. уменьшение затрат на горячий резерв

- нет штрафов на приобетениенет штрафов на приобетение

Управление энергоснабжениемПреимущества

Вступление в ... Систему управления энерг оснабжением...

Documents