1 Yleistä ja simuloinnin aloitus

Transkriptio

1 1 Yleistä ja simuloinnin aloitus PI-säätimet Trendit Apukattilan ohjaus Käyttötalouden laskenta Simuloinnin laskentanopeus Tehtävän nollaus Lämpölaitoksen ohjaus Laitoksen käyttö Tulostus Mahdollisia ongelmia Simulointi ei käynnisty Simulointi toimii kummallisesti, näyttö ei päivity tms Asentaminen Lisätiedot ja opastus

2 1 Yleistä ja simuloinnin aloitus Simuloidun lämpökeskuksen oletuspolttoaine on tässä vaiheessa hake. Käynnistä simulointi käynnistyspainikkeesta (Kuva 1, nro 1.). Sama painike muuttuu pause-painikkeeksi, jolla voit halutessasi keskeyttää simuloinnin. Jos haluat nollata simuloinnin, sulje se ja käynnistä uudelleen. Simulointi suljetaan sulkemalla selain, oikean yläkulman punaisesta rastista. Kuva 1. Lämpövoimalan yleiskuva. 2

3 1.1 PI-säätimet Laitosta ohjaavat PI-säätimet aukeavat klikkaamalla sinistä kirjainta (kuva 1, nro 3.), joka on säätimen moodista riippuen M (manuaali) tai A (automaatti). Säädin liittyy siihen säätöön, jonka mittausarvo näkyy säädinkirjaimen vieressä. Säädin aukeaa omaan laatikkoonsa (kuva 2.). Voit valita, ohjaatko säätöä manuaalilla tai automaatilla, tällöin klikkaa osoitin (musta pallo) haluamaasi vaihtoehtoon. Voit sulkea PI-säätimen laatikon oikean yläkulman punaisesta rastista, kun olet asettanut haluamasi säädöt. Asettamasi arvot jäävät muistiin. Kuva 2. PI-säädin. Säätimen ollessa manuaalilla (M) voit muuttaa säätöä myös suoraan prosessikuvan valkoisesta ohjauslaatikosta (kuva 1, nro 4.). Jos säädin on automaatilla, laatikko menee harmaaksi ja sitä ei voi muuttaa, koska säädin laskee asetusarvon. Itse toimilaite seuraa ohjausarvoa 1% per 2 sekuntia -nopeudella. Voit muuttaa alkuarvoja joko klikkaamalla numerolaatikoiden nuolista tai kirjoittamalla lukuarvon suoraan laatikkoon. Jos näppäilet lukuarvon, muista painaa lopuksi enteriä, että luku päivittyy. 3

4 Allaolevasta kuvasta voit katsoa, mihin ohjaukseen mikäkin PI-säädin vaikuttaa (punaiset nuolet). Kuva 3. PI-Säädinten ohjaukset. 4

5 1.2 Trendit Trendit saat esiin klikkaamalla sinistä lukuarvoa (kuva 1, nro 3.). Myös trendit aukeavat omaan laatikkoonsa prosessikuvan päälle. Kuva 4. Trendi. Trendin oletusaikaskaala on 10 minuuttia. Voit muuttaa aikaskaalaa vasemman yläkulman. Muut vaihtoehtoiset aikaskaalat ovat 1 tunti ja 6 tuntia. Voit muuttaa trendilaatikon kokoa tarttumalla laatikon kulmaan hiiren osoittimella klikkaamalla ja asettamalla haluamasi koon. 5

6 1.3 Apukattilan ohjaus Lämpölaitokseen kuuluu 1 MW öljykäyttöinen apukattila. Kattilan avulla voidaan tukea kaukolämmöntuotantoa huippukuormituksen aikana. Kattila voidaan käynnistää tai pysäyttää manuaalisesti valitsemalla päällä / pois asento. (Kuva 1, nro 5) Automaatilla kattila toimii termostaatin ohjaamana, mittaussignaalina on pääkattilalta lähtevän veden lämpötila. Käynnistyksen asetuslämmöllä ohjataan termostaatin asetusta. Kattila käynnistyy ja pysähtyy 5 o C hystereesillä. Esim. jos asetettu lämpötila on 100 o C, kattila käynnistyy jos lähtevän veden lämpötila tippuu alle 95 o C, ja pysähtyy jos lämpötila kasvaa yli 105 o C:n. Hystereesi riippuu siitä, mikä arvo simulointiin on parametroitu, mutta oletusarvoisesti se on 5 o C. 1.4 Käyttötalouden laskenta Simulaattorissa esitetään laitoksen käytöstä ja lähtöarvoista riippuvaisia talouden tunnuslukuja. (kuva 1, nro 6.) Simulointi laskee polttoainekulut, kaukolämmön myynnistä saatavan tuoton ajanhetkisen ajomallin ja olosuhteiden perusteella vuorokaudeksi eteenpäin. Kokonaistulos tarkoittaa laitoksen tuottoa ennen laiteinvestointien takaisinmaksua. Lisäksi simulointi laskee investoinnin takaisinmaksuajan valitulla korkotasolla, annuiteettimenetelmällä, jos kaikki laitoksen tuotto käytetään investoinnin kuoletukseen. Käyttäjä voi muuttaa laskennan lähtöarvoja alkuarvoja-sivulta. Korkotaso, investoinnin suuruus, polttoaineiden hinnat, ja kiinteät kulut (palkat, huollot yms.) voidaan asetella halutuiksi. 1.5 Simuloinnin laskentanopeus Laskentanopeus voidaan muuttaa reaaliajan, 3- ja 10-kertaisen nopeuden välillä (kuva 1, nro 7.). Nopeuden valinnassa tulee huomioida tietokoneen kapasiteetti. 10-kertainen laskentanopeus vaatii verrattain paljon koneelta, varsinkin jos useita trendi ja/tai säädin ikkunoita on auki yhtä aikaa. 6

7 1.6 Tehtävän nollaus Nollatessasi tehtävän Alkutilaan painikkeesta kaikki laskennassa olevat prosessiarvot eivät välttämättä palaudu alkutilaan. Jos haluat aloittaa uuden tehtävän alkuperäisistä arvoista, sammuta simulointi ja käynnistä se uudelleen. 2 Lämpölaitoksen ohjaus Kaikki säätimet ovat tehtävää aloitettaessa manuaalilla. Voit muuttaa niitä automaatille, jolloin ne seuraavat prosessin muutoksia ja pitävät ohjaukset oikealla alueella. PI-säätimet ja prosessikuvan valkeat ohjauslaatikot vaikuttavat tiettyihin toimilaitteisiin. Toimilaitteen todellinen asento ei välttämättä ole sama kuin asettamasi ohjaus, vaan toimilaite siirtyy asettamaasi arvoon 1% / 2 sek. nopeudella ja lopulta saavuttaa asettamasi arvon. Laitoksen ohjauksessa tekemäsi muutokset näkyvät trendeissä ja muissa tulosteissa tietyn viiveajan jälkeen, kuten oikeassa laitoksessakin. 2.1 Laitoksen käyttö Käyttäjän tulee pyrkiä ajamaan laitosta niin että tarvittava kaukolämpöteho pystytään tuottamaan mahdollisimman pienillä päästöillä ja pienellä polttoaineen kulutuksella. Ts. hyötysuhteen tulisi olla mahdollisimman hyvä. Kattilalta lähtevän veden lämpötilan tulisi olla n o C kaikissa ajotilanteissa. Kaukolämpöverkkoon menevän veden lämpötila tulee asettaa muutamia (5 10) asteita alle kattilan lämpötila asetuksen, jotta verkon lämpötilan säätö toimisi oikein. Kattiloiden paluuveden lämpötila tulee asettaa enintään 10 o C lähtölämpötilan alle. Suuri lämpötilaero saattaa vaurioittaa kattilaa. 7

8 Huippukuormituksen aikana paluukierto ei välttämättä riitä paluuveden lämpötilan säätöön. Kl verkon paine ero riippuu tarvittavasta kaukolämpötehosta. Kaukolämpöpumppu vaatii suhteellisen paljon sähköä, eikä sitä kannata käyttää turhaan liian suurella teholla. Simulaattorissa klpumpun tehoa ei ole laskettu laitoksen hyötysuhteeseen. Tulipesässä tulee olla riittävä alipaine, jotta savukaasut eivät pääse kattilahuoneeseen, toisaalta turhan suuren alipaineen tuottaminen kuluttaa sähköä (ei simuloitu). Sopiva asetusarvo on n. -10 mbar. Tulipesän paineensäädin ohjaa savukaasupuhallinta. Tulipesän lämpötila riippuu polttoaineen kosteudesta, kattilan tehosta ja palamisilmojen sekä savukaasun virtauksesta. Liian matala lämpötila heikentää hyötysuhdetta ja aiheuttaa hiukkaspäästöjä. Lämpötilaa ei saa päästää liian korkeaksi, mittaus n. 950 o C, jotta kattila ei vaurioituisi (ei simuloitu). Lisäksi korkeassa lämpötilassa typenoksidipäästöt kasvaa, l. palamisilman typpi alkaa hapettua typenoksideiksi. Todellinen tulipesän lämpötila on jonkin verran mittausta korkeampi. Lämpötilaan voidaan vaikuttaa savukaasujen kiertopellillä. Savukaasujen jäännöshapen pitoisuus tulee olla riittävä ( 5-6 %) jotta palaminen tapahtuisi täydellisesti. Ali-ilmalla polttaminen aiheuttaa CO- ja hiukkaspäästöjä. Jos palamisilmaa on liikaa se jäähdyttää kattilaa ja heikentää hyötysuhdetta. Käyttäjä voi tutkia sopivaa jäännöshappipitoisuutta tarkkailemalla CO-päästöjä. CO-päästöt ovat merkki epätäydellisestä palamisesta ja siten huonosta hyötysuhteesta. Jos ajat kattilaa oikein, pääset yli 90% hyötysuhteeseen. Tällöin jäännöshapen tulee olla riittävän suuri (5-6%) ja CO-päästöt alhaisella tasolla. Hetkelliset CO- ja hiukkaspitoisuuden piikit johtuvat siitä, että kattilan tankoarina syöttää ajoittain palavan polttoainekerroksen päälle uutta palamatonta polttoainetta. Päästöt kasvavat hetkellisesti kunnes polttoaine alkaa palamaan kunnolla. Niihin ei kattilan käyttäjä voi vaikuttaa. Jäännöshapen säädin ohjaa sekundääri-ilmapuhallinta. Primääriilmapuhallin on käsisäätöinen. Primääri- / sekundääri-ilman suhteella voi vaikuttaa jonkin verran typenoksidipäästöihin. Pääosa Noxpäästöistä on polttoaineessa olevaa typpeä johon ei voi vaikuttaa. 8

9 3 Tulostus Voit tulostaa esim. trendin painamalla "Print Screen" -painiketta näppäimistön oik. yläkulmassa silloin, kun haluttu kuva on ruudussa. Tämän jälkeen avaa vaikka Word-ohjelma ja liitä kuva (Ctrl + V tai "Edit/Muokkaa - Paste/Liitä"). Tulosta normaalisti. Voit siirtää kuvan myös esim. mihin tahansa kuvankäsittelyohjelmaan. 4 Mahdollisia ongelmia 4.1 Simulointi ei käynnisty Jos simulointimalli ei käynnisty ollenkaan, mahdollisia syitä ovat: Selaimessasi ei ole java -tukea. Tämä tuki on lähes kaikissa selaimissa, mutta on niitäkin joissa sitä ei ole. Java-tuen voi ladata ilmaiseksi esim. sivulta: Java-ohjelmien käyttö selaimessasi on estetty. Näin toimitaan joskus turvallisuussyistä, mikä on usein tarpeetonta koska Java-appletit ovat lähtökohtaisesti turvallisia (eivät voi kirjoittaa levylle, lähettää postia, puuttua tiedostorakenteeseen, avata takaportteja jne...). Ota yhteys mikrotukeen ja tiedustele, voiko asetuksia muuttaa. Toisinaan on myös niin, että avaaminen onnistuu omalta koneelta, mutta ei esim. lähiverkon yli. Tällöinkin kyseessä on koneeseen tehdyt turva-asetukset ja ota yhteys mikrotukeen. 4.2 Simulointi toimii kummallisesti, näyttö ei päivity tms. Jos toiminnassa on kummallisuuksia, trendit eivät näy oikein tai muuta, kokeile ensiksi simuloinnin ja kaikkien muiden selainikkunoiden sammuttamista ja käynnistä simulointi tämän jälkeen uudelleen. 9

10 5 Asentaminen Kopioi kaikki toimitetut tiedostot samaan hakemistoon. Simuloinnin valintasivu käynnistyy tietokoneesi internet-selaimeen tuplaklikkaamalla index.htm tiedostoa. Valikosta voit valita haluamasi kattilakoon, 1 5 MW, ja klikkaamalla valittua kokoa simulointi käynnistyy. Index tiedoston ansiosta riittää, että laitat hakemisto-osoitteen internet/intranet-osoitteeksi (esim. Selain avaa automaattisesti indeksitiedoston. Simuloinnin laskenta on.jar-tiedostossa (=java archive). Simulointi on tehty käyttäen jdk (=java development kit) 1.1 työkalupakettia, joten se toimii useimmissa nykyajan selaimissa ilman erillisiä asennuksia. Simuloinnin asennus ei vaadi muita päivityksiä palvelimeen, mikäli siinä muuten nettisivut toimivat. Palomuuri pitää asentaa siten, että se antaa.jar-tiedoston latautua käyttäjän selaimelle. Myös Javascriptien ajo pitää olla mahdollista. Java-Applet on lähtökohtaisesti tietoturvallinen ja niiden lataamien käyttäjien selaimille on normaali toimenpide. 10

11 6 Lisätiedot ja opastus Neuvomme mielellämme käyttöön ja simulointimallin kehittämiseen liittyvissä asioissa. Prowledge Oy: Sähköposti: tai puhelin: Kymenlaakson ammattikorkeakoulu, Energiatekniikan laboratorio: Sähköposti: tai puhelin