OPPIMISPÄIVÄKIRJA Sivu 1
S i s ä l l y s l u e t t e l o 1. Johdanto... 3 2. Ensimmäinen päivä... 4 Tutustuminen simulaattoriin ja simuloituun laitokseen... 4 3. Toinen päivä... 8 Laitoksen käynnistys... 8 4. Kolmas päivä... 21 Turbiinin käynnistys... 21 Turbiinin tehon nosto- ja pienennys- harjoitukset... 26 Turbiinin ajokäyrät... 32 5. Pohdinta... 35 6. LÄHTEET:... 37 Sivu 2
1. Johdanto Lauhdevoimalaitoksen tärkeimmät osat ovat höyrykattila, turbiini/t, ja generaattori. Kattilan tehtävänä on tuottaa kyllästettyä höyryä turbiinille joka pyörittää sähköä tuottavaa generaattoria. Lauhdevoimalaitoksen osat ja toiminnan periaate on esitetty kuvassa 1. Kuva 1 Lauhdelaitoksen toimintakuva Simuloidun (ja oikean) laitoksen tärkein, ja erikoista osaamista säädön suhteen vaativa osa, on kattila. Kattilan tehtävä on tuottaa tulistettua höyryä turbiinille/turbiineille. Polttoaineesta, polttotavasta, tulipesätyyppistä ja vesi/höyry piirin ratkaisusta riippumatta höyrykattilan toiminta periaate on sama. Kuva 2 esittää luonnonkiertokattilan toimintaperiaate. Kuva 2 Luonnonkiertokattilan periaatekuva Periaatteen ymmärtämiseksi auttaa animaatio: "Luonnonkiertokattilan pariaate animaationa" Sivu 3
Tässä laitoksessa kattilana on monipolttoon sopiva leijukerroskattila. Kuva 3 esittää leijukattilan toimintaperiaatteen yksinkertaistettuna, joka näkyy myös animaatiossa: "Leijukerroskatilan periaate" Lisää valoa leijukerroskattilan toimintaan antaa Valmetin Hybexleijukattilan animaatio Kuva 3 Leijukattilan periaatekuva (5) Vastaavia simulointikoulutuksia ei ole olemassa tai niitä ei ole paljon mainostettu. Ainoa mainosdokumentti, joka Googlen avustuksella löytyy verkosta, on ABB:n mainostama, Simulator training on power plant, josta YouTubella löytyy pieni videodokumentti: ABB:n Power Plant Training Simulator. Muita vertailukohteita ei löydy. Simulaattori on Neste Jacobs Oy:n toimista helmikuussa 2013 päivitetty versio Foster Wheeler Energia Oy:n tarpeisiin ja sen pohjana on Foster Wheelerin Irlantiin ESB:lle toimittama West Offalyn 150 MWe CFB turvekattila. Kattilasovellus on sittemmin muokattu yleisemmäksi monipolttoainekattilaksi 2. Ensimmäinen päivä Tutustuminen simulaattoriin ja simuloituun laitokseen Ensimmäisenä päivänä tutustuimme laitokseen sekä simulaattorin toimintaan. Kävimme läpi voimalaitoksen prosessia ja tärkeimpiä kohtia siitä. - Monipolttoainelaitos - Korkein paine 169 bar - Maksimi lämpötila 560 o C - Syöttöveden lämpötila 6 bar - 1- tai 3- piste säätö - Lieriön jatkuva ulospuhallus 1-3 % - Laitoksen ylös ajoaika on noin 8 tuntia (esivalmistuksen jälkeen) - Laitos voidaan ajaa ylös ilman apuhöyryä, mutta se on vaikeaa ja kestä kauan. - Kattilan polttimien polttoaineena on kevyt öljy. - Kattilan polttoaineeksi sopivat turve, hiili ja biopolttoaineet. - Ilman sisääntulot ovat arinasta, kahden metrin sekä neljän metrin korkeudella. (polttoprosessi on tehokkaampi). - Käynnistystilanteessa kattilan tuottama höyry ajetaan turbiinin ohi lauhduttimeen. Sivu 4
- Apuhöyry on noin 7 bar paineista höyryä jota käytetään varsinaisen pääprosessin toiminnan varmistamiseksi. Kaikki tiedot simuloidusta laitoksesta löytyvät PDF- tiedostoina. Kuva 4 esittää listan simuloidun laitoksen järjestelmän osien kuvauksista ja kuvassa 5 on lista järjestelmän osien toiminnan kuvauksista. Kuva 4 Järjestelmän kuvaukset (System Description) Kuva 5 Toimintakuvaukset ( Functional Description) Esimerkiksi tiedot generaattorista ja generaattoritoiminnasta löytyvät Järjestelmän kuvauksista tiedostosta Generator.pdf (kuvat 4 ja 6) Sivu 5
Kuva 6 Generaattori On myös muutama asia jotka olisi hyvä tietää ja ottaa huomioon ennen aloitusta: - Ylläpidä virtaus. - Lauhdutin löytyy turbiinisivulta. - Ajon aikana halutaan, että reduktioventtiilit ovat kiinni, eli että kaikki laitoksen tuottama höyry mennee turbiinille, eikä hukkaan katolle. - Bensonin kattilassa paine muuttuu polttoaineen mukaan. - Schulzerin kattilassa paine pysyy lähes vakiona. - Seuraa kattilan päälukitukset. - PI- paine on kattilan primääri-ilman paine. - Kattilassa on oltava riittävästi vettä, että voidaan jäähdyttää sen. - Kattilan päälukitusikkunassa kaikki käynnistysehdot oltavat täytettyinä ennen sen käynnistystä, eli kaikkien kuvassa 10 punaisella taustalla olevat arvot on säädettävä niin että tausta muutu vihreäksi. Kuvasta näkyy, että kattilan automaation puolella käytettiin paljon AND funktioita - Syöttövesisäiliö pitäisi paineistaa ja tarkistaa että syöttövesiventtiilit ovat auki ja pumput kunnossa. Syöttöveden lämpötila on 120-145 0 C, ja paine 2-4 bar. - Laitos voidaan ajaa ylös ilman apuhöyryä, mutta se on vaikeaa. Yleensä on olemassa apukattila, joka pitää laitosta toimintavalmiudessa ja josta saadaan käynnistykseen tarvittava apuhöyry. Apuhöyry voidaan ottaa myös toiselta kattilalta. - Lieriön pinnan asetus aluksi on saatavana niin että se olisi -100 (syy on se, että vesi paisuu lämmetessään). Käytännössä, se ajetaan rauhallisesti, ettei lieriön pinta nouse liian nopeasti. (keskimmäinen venttiili syöttövesisäiliön vasemmalla puolella.) - Tarkastele lieriön pinnan tasoa ja nosta siitä hallitusti. Aseta hälytysrajat. - Puhallin saattaa pyöriä väärään suuntaan, kun piipusta voi tulla luonnollista ilmavetoa. - Tulipesän paineen säätö asetus:. - Interex ilmapuhaltimet ON tilaan. - painesäätö 500 bar - Turbiinitehon ja paineen säätö n. 4 baaria yli, 169,7 bar 174 bar - Seuraa petilämpötilojen nousua. Normaalisti se on 1-1,2 0 C/min. - Seuraa tarkasti hälytyksiä ja jokaisesta ota selvä. - Kaikki mikä tehdään, tapahtuu hitaasti (lämpötilojen-, paineen-, virtausten- ym. arvojen nousu/lasku). Ainoastaan anturien arvojen päivitys näytölle tapahtuu nopeasti, noin kahden sekunnin viiveellä. ILMA JA SAVUKAASU sekundääri ilman paine 5% ja AUTO - kaikki muut CAS (kaskadi) tilaan TUULETUS: Sivu 6
- Poistetaan palaamiskaasut tulipesästä räjähdysväärän vuoksi - Tuuletussekvenssi päälle noin 5 minuuttia ennen kuin voidaan laittaa polttimet päälle. STARTTIPOLTTIMET - lähdetään 1. polttimella (älykäs poltin) - startti nappi käynnistää polttimen käynnistyssekvenssin Sivu 7
3. Toinen päivä Laitoksen käynnistys (Kylmäkäynnistys simulointi) Kuva 7 Simulointi ohjelman pääikkuna Lähdetään ohjelmaan tallennetusta simulaattoriohjelman valmiiksi tallennetusta simulointitilasta, jossa on tarkoitus simuloida kylmäkäynnistys. Tallennetun tilan avaus valikossa olevasta levyke- kuvasta. Simulointiajan laskuri Listasta valitaan training_cold tilanne Käynnistetään valinta Ilmaise että valittu tilanne on käynnistämässä Kuva 8 Simuloinnin hallintaikkuna Sivu 8
Kun simulaattori on käynnistynyt, päävalikosta (kuva 9) avataan kattilan päälukitukset (Main Interlocks) ikkunan. Kuva 9 Simulaattoriohjelman päävalikko Tässä vaiheessa kattilan päälukitukset ikkunassa (Kuva 10) näkyy paljon punaista, mitä käytännössä tarkoita, että moni käynnistysehdoista on täyttämättä. Kuva 10 Kattilan päälukitukset käynnistykseen valmistuksen alussa Niin lähdetään tarkistamaan ja täyttämään em. ehdot. Päävalikon (kuva 9) kautta siirrettään Syöttövesi (Feedwater) ikkunaan (kuva 11) ja tarkistetaan syöttöveden saatavuuden ja venttiilien tilat ja asennot. Sivu 9
Kuva 11 Syöttövesi ikkuna Avataan apuhöyryventtiili ja asetetaan tehoarvot ensin 14 %, ja sitten se nostetaan puoleen, eli arvoon 50%. (Kuva 11) Tarkistetaan että sulkuventtiilit ja syöttövesipumpun sulkuventtiilit ovat kiinni. Nyt voidaan käynnistää pumppu Syöttöveden venttiilin arvo muutetaan arvosta 50 bar, arvoon 12 bar. Tämän jälkeen on avattava syöttövesi ja se tehdään ensin avaamalla syöttöveden ohitusventtiili paineen tasoituksen takia. Tämän jälkeen voidaan avata syöttöveden pääventtiili ja kun se on avattu, ohitus-/paineentasausventtiili suljetaan. Siirrytään ikkunaan Lieriö & höyry (Kuva 12) ja tarkistetaan lieriön tilanne. Tässä vaiheessa syöttöveden venttiilit ovat kiinni (0%) ja on 1-piste säätö. Ensin avataan alempi ohitusventtiili (1) ja sitten ylempi (2) syöttövesi venttiili. asennossa ja käytössä 1 2 Kuva 12 Lieriö ja höyry Sivu 10
Lieriön tason säätö tapahtuu avaamalla syöttöventtiili (1). Lieriön taso säädetään arvoon - 100 (Kuva 13) Kun vaadittu taso savutetaan, venttiili suljetaan. (Kuva 13) Lieriötason säätö (Kuva 14) Lieriön taso saavuttanut annettu arvo Seuraavaksi siirrytään Ilma ja savukaasu (Air System) ikkunaan (Kuva 15) Tarkistetaan että sähkösuodin on käynnissä ja savukaasupuhallin laitetaan käyntiin. Kun se on käynnistynyt, avataan painepuolen pellit ja johtosiivet laitetaan minimiin. Tulipesän paineensäätimelle asetetaan arvo -6 ja. Kuva 15 Ilma ja savukaasu Tämän jälkeen on hyvä palata Kattilan päälukitus sivulle ja tarkistaa että kaikki on tehty oikein! Sivu 11
Seuraavaksi avataan Interex-ilman puhaltimet (Interex Air Generation) ikkunan ja käynnistetään puhaltimet 1-3, kuten (Kuva 16) näyttää. Kuva 16 Interex- puhaltimien käynnistys Jokaisen askelen jälkeen on hyvä palata Kattilan päälukitus sivulle ja tarkistaa onko kaikki kunnossa ja varmistaa tekemämme muutokset. Siirrytään Ilma ja savukaasu ikkunaan ja avataan sisäilmasäädin venttiili (Kuva 17). Venttiilin säädin asetetaan CASC asentoon. kaikki muut säätimet tässä ikkunassa ovat kaskadi- tilassa, koska kaikki seuraavat jotakin muuta säätöä. Kuva 17 Ilma ja savukaasujen venttiilien säätö Nyt palataan Lieriö & Höyry ikkunaan pudottamaan hieman lieriön pintaa. Lieriön pinnan arvoksi asetetaan -90 ja. Ettei lieriön pinta nousisi liikaa, hälytysrajaksi asetetaan arvo -100. Sivu 12
Tallennetaan tämä tilanne (Kuva 18). Kuva 18 Tilannen tallennus Avataan ikkuna Öljyjärjestelmä (Oil System) ja säädetään polttoöljyn paine. Arvoksi asetetaan 16 bar ja (kuva 19). Starttipolttimen venttiilin arvo asetetaan viiteen. Kuva 19 Polttoöljyn painesäätö. Ilma ja savukaasu ikkunan kautta avataan tuuletussekvenssi (Kuva20). Tämä sekvenssi on monivaiheinen, kuten kuvassa näkyy. Sivu 13
Kuva 20 Tuuletussekvenssi Öljypolttimien säätämiseen voidaan käyttää joko paine- tai virtaussäätöä. Tässä vaiheessa käytetään painesäätöä. P-säädöllä saadaan toteuttaa porrastettu teho. Virtaussäädöllä on mahdollista lisätä tai vähentää tehoa vähentämättä polttimien määrää. Painesäädöllä paine pysyy vaakana, kun taas virtaussäädön kohdalla paine muuttuu. (kuva 21) Kuva 21 Seuravaksi siirretään ikkunaan Starttipolttimet (Start Up Burners) ja käynnistetään poltin 1 (Kuva 22). Kuten kuvassa näkyy, tässäkin tapauksessa käytettään starttisekvenssiä. Kuva 22 Sivu 14
Palataan ikkunaan Ilma ja savukaasu (Kuva 23) ja hoidetaan tuulipesän tuuletus. Pellit ja tuuletussäätimet hoidetaan tuuletus sekvenssiä käyttäen. Tämä sekvenssi muuttaa kaikki säädöt kaskadille ( ). Kuva 23 Uudelleen avataan Starttipolttimet ikkunan ja resetoidaan starttipolttimet. Sitten polttimet 1 ja 3 käyntiin. Avataan ikkunan Petimittaukset (Kuva 24) tarkistaakseen tilannetta. Kuvassa näkyvät etuseinän puolella käynnissä olevat SB1 ja SB2 polttimet. Kuva 24 Petimittaukset Polttimien käynnistys ja säätö ovat kokonaan operaattorin vastuulla ja se hoidetaan käsisäädöllä. Sivu 15
Kaikki, sekä käyttäjän (operaattorin) että järjestelmän (process) toiminnot kirjataan järjestelmälokiin (process hystory) kuten näkyy kuvassa 25. Kuva 25 Järjestelmälokki (Proces View History) Lieriön taso asetetaan arvoon -80 mm ja muut ruiskutussäädöt kuten kuvassa 26. Kuva 26 Lieriön ja ruiskutuksen säädöt Intrex ruiskutus asetetaan kaskadille ( ), (Kuva 27). Kuva 27 Interex- ruiskutukset Sivu 16
Tuorehöyryn painesäädin asetetaan arvoon 60 bar ja, (Kuva 28). Kuva 28 Tuorehöyryn painesäätö Avataan ikkuna Pohjatuhka (Bottom Ash) ja tarkistetaan onko siellä kaikki kohdallaan. Kuva 29 Pohjatuhka ikkuna Kun Pohjatutka ikkunan arvot on todettu olevan kunnossa, avataan ikkuna Hiekan syöttö (Kuva 30), ja vaihdetaan seisonta- ja täyttö- ajat. Seisonta-ajan asetus on 5 min ja täyttöaika 2 min. Kuva 30 Hiekan syöttösäätöikkuna Sivu 17
Starttipoltinten säätö vaihdetaan paine- säädöstä virtaus- säätöön (Kuva 31) Tehdään uusi tilannetallennus simulaattorista ja tallennetaan nimellä Konsta_fikret_2, (kuva 32). Kuva 31 Vaihtaminen virtaussäätöön Kuva 32 Tilannetalennus Käynnistetään polttimet 4 ja5 ja lisätään öljyn virtausmäärää (Kuva33) asetetaan arvoon 1,2 Kuva 33 Polttimen öljynvirtauksen säätö Sivu 18
Lieriön 1-piste säätö vaihdetaan 3-piste säätöön, ohitussäätö asetetaan kaskadille ( ) ja lieriön pinnan korkeus asetus arvoon -70 (Kuva34). Kuva 34 Piipun johtosiivet asetetaan minimille ja manuaalille ( ) ja puhallin käyntiin. Avataan pellin johtosiivet. Siipien avaus tehtävä manuaalisesti ja tasaisesti. Kun siivet on sopivasti avattu, ja molempien puhaltimien arvot tasaiset, alemman pellin johtosiipien asetus muutetaan manuaali- säädöstä, automaatti- säätöön ( ),(Kuva35). Kuva35 Piipun johtosiipien säätö Petilämpötilaa voidaan seurata myös graafisesta kuvaajasta lokilta (Kuva 36) Sivu 19
Kuva 36 Petilämpötilan seurantakäyrä Palataan ikkunaan Lieriö & höyry. Lieriön pintaa nostetaan arvoon -50. Avataan Polttoaine (Fuel) ikkuna (Kuva 37). Kuvasta näkee, että polttoaineetta voidaan syöttää tulipesään neljän linjan kautta ja että polttoaineen syöttöön on mahdollista käyttää sekvenssejä. - Sekvenssien käyttöä ei suositella. - Kun lämpötila lähtee nousuun haluttaan nähdä vähintään 6 o C asteen muutos. - Polttoaineen syöttölinjat käynnistetään alhaalta ylöspäin. - Linjojen pysäyttäminen tehdään vastaavasti ylhäältä alaspäin. Kuva 37 Ennen kuin käynnistetään polttoaineen syöttö tulipesään, avataan ikkuna Starttipolttimet tarkistaakseen niiden tila. Tarkistetaan myös että siiloista löytyy tarvittavaa polttoainetta. Käynnistetään linjan 1. Kaikkien ruuvien ja kuljettimien säätö asetukset laitetaan kaskadille ( ). Jos ja kun kaikki säädöt ovat kohdalla ja kaikki ehdot täytettyinä, kattilan päälukitusikkuna näkymä onkin hyvin vihreä, kuten näkyy kuvassa 38. Kuva 38 Kattilan päälukitukset Sivu 20
4. Kolmas päivä Turbiinin käynnistys Päivänharjoitukset aloitetaan käynnistämällä training_turbine_sync (kuva39). Heti alkuun kannattaa tarkistaa kattilan päälukitukset. Avataan Turbiini ikkuna ja tarkistetaan turbiinilukitukset (kuva41 ). Turbiinin lukitusasetusten sekä synkronointiasetusten valikkojen avaus on esitetty kuvassa 41. Turbiinin synkronointi kestää 60 minuuttia, ja se ajetaan sekvenssillä. Kuva 39 Kuva 40 Turbiini ikkuna ja lukitukset (interlocks) Turbiinin pikapysähdys/trippaus Kuva 41 Turbiinin lukitusten tarkastus ja synkronointiasetusten avaus Sivu 21
Todetaan lieriön säädön toimivan 3-piste säädöllä. Huomataan lieriön pinnan tason arvon olevan + 9,2 mm, lämpötilan olevan 463,5 o C, sekä höyryn lämpötilan olevan 565,5 o C (kuva42). Liian korkeat lämpötilan arvot kertovat, että kattilaa on ajettu liian kovalla teholla ja lieriön tason nousun syy on liikaa kuumennetun veden paisunta. Turbiinille tulevan höyryn lämpötilan on oltava alle 340 o C, ja sen massavirran yli 30 kg/s ennen turbiinin käynnistämistä. Lähdetään tekemään tarvittavat säädöt. Kuva 42 Lieriö ja öljy ikkunan arvot Polttoaineen syöttö tasataan kattilan etu- ja takaseinälle muuttamalla polttoaineen suhdesäädön asetus 50%:iin (kuva 43) Kuva 43 Poltoainesyöttöikkuna Koska rikkipäästöt ovat liian korkeat, täytyy käynnistää kalkinsyöttö kattilaan. Limestone sivulta käynnistyssekvenssillä laitetaan kalkkilaitteisto päälle (kuva 44). Kuva 44 Kalkkisyötön käynnistys Sivu 22
Typen oksidit ovat myös korkeat ja niitä täytyy vähentää. Käynnistetään ammoniakin ruiskutuslaitteisto käynnistyssekvenssillä (kuva 45). Kuva 45 Amoniakin ruiskutusten käynnistysikkuna Resetoidaan pohjatuhkalaitteiston käynnistys ja sammutussekvenssit. Pause => Reset => Active järjestyksessä (kuva 46). Kuva 46 Pohjatuhkalaitteiston uudelleenkäynnistys Ilma ja savukaasujen puolella avataan pellit (kuva 48). - Asetus 10 bar ja. Kuva 47 Ilma ja savukaasut Sivu 23
Lisätään petimateriaalia, lisäämällä petimateriaalin täyttöaikaa 5 minuuttiin (kuva 48). - Molempien linjojen täyttö käynnissä ja täyttökapasiteetti 2,1 t/h. Kuva 48 Petimateriaalin täyttöajan lisääminen Käynnistetään turbiinin synkronisointi (kuva 49). Kuva 49 Turbiinin synkronisoinnin käynnistys Ajan säästämiseksi, muutetaan asetukset (kuten kuvassa 50 on esitetty): - Lämmitysaika 0,0 min - Synkronisointi nopeus 0,5 %/min - Generaattorin sync. teho 15,0 MWe Synkronointi verkkoon tapahtuu, kun turbiinin tuottama sähköteho ylittä asetetun 15 MW:n rajan. Reduktioventtiilin painearvo on oltava 4 baaria korkeampi kuin turbiinin painesäätö. Kuva 50 Turbiinin tehosäädin Sivu 24
Turbiinin ollessa käynnissä, voidaan nopeuttaa tai hidastaa tehon nousua annettuun arvoon (kuva 51). Kuva 51 Turbiinini käynnistynyt Käynnistetään toisen savukaasupuhaltimen (kuva 52) ja asetetaan: johtosiivet 10%, puhallin käyntiin, ja sulkupelti auki. Kun puhallin käy, tasataan puhaltimien tehot säätämällä 2 puhaltimen johtosiipien asentoa pikkuhiljaa. kun tasapaino saavutetaan, laitetaan kummatkin puhaltimet automaatille. (pikkuhiljaa siksi, ettei kattilaan tule liikaa alipainetta). Kuva 52 Toisen savukaasupuhaltimen käynnistys Laitetaan turbiinin sähkötehosäädin, (kuva 53). Generaattorin tehonnostoramppi asetetaan arvoon 1,25%/min nimellistehosta (kuva 54). Kuva 53 Turbiinin sähkötehosäätimen asetus asetetaan arvoon 1,25 Kuva 54 Tehonnostorampin asettaminen Sivu 25
Turbiinin tehon nosto- ja pienennys- harjoitukset Lisätään turbiinin tehoa 40 MW: iin (kuva 54). Kun annettu teho on saavutettu, lisätään tehoa hiljalleen ja seurataan reduktioventtiiliä. Tavoitteena on saada reduktioventtiilit kokonaan kiinni, ettei höyryä menne hukkaan. (Venttiili menee kokonaan kiinni noin 50 MW:ssa). Kuva 54 Tehonnostorampin Laitetaan pääsäädin automaatille, kun reduktioventtiilit ovat kiinni (kuva 55). Nostetaan paineen asetusarvo 90 baariin Kuva 55 Pääsäädimen asetukset Käyrien notkahdukset (Kuva 56) kertovat että, laitosta ajetaan lian nopeasti ja lian kovalla teholla. Sivu 26
Kuva 56 Laitoksen käyrät Iltapäivällä lähdetään liikkeelle käynnistämällä Training_peat_140MWe - harjoitus (Kuva 57). Kattila tulee nuohota aika ajoin. Kun savukaasujen lämpötilaero tulistimen yli saavuttaa noin 15 astetta Celsiusta, tulee kattila nuohota. Suomessa yleensä nuohotaan 1krt/vuoro. Kuva 57 Treining_peat_140MWe Nuohouksen aikana kattilan oltava vähintään 50% teholla. Käynnistetään nuohoussekvenssit yhteiskäynnistyksestä (Kuva 58). Kuva 57 Nuohoussekvenssien käynnistys Paine eron perusteella voidaan päätellä miten paljon savukaasukanavat ja lämmönvaihtimet/tulistimet/esilämmittimet ovat tukossa (Kuva 58). Kuvassa 58 on esitetty paine-eroarvot tulistimien ja esilämmittimien yli (1,2 1,4 1,6 bar). Sivu 27
Kuva 58 Tulipesä Sivu 28
Tehonmuutos: 140 MWe 80 MWe Turbiinisivulta pääsäädin manuaalille ja korkeapaineensäädin automaatille ja asetusarvo 170 baariin. Sähköteho 80 MW: iin (kuva 59) Muutokset näkyvät käyrällä (Kuva 59) Kuva 58 Tehomuutos: 140 MWe 80 MWe Kuva 59 Tehomuutos:140 MWe 80 MWe (trendikäyrä) Ja sitten seuraavaksi nostetaan teho takaisin arvoon 140 MWe (Kuva 60). Kuva 60 Tehon nosto arvoon 140 MWe Sivu 29
Nyt vilkaistaan käyrää (Kuva 61). Tehon lasku ja nosto ja ovat lian nopeita mikä myös näkyy käyrällä. Kuva 61 Tehonlasku ja noston trendikäyrät Muutetaan höyryn painesäädin auto, askel 20:sta arvoon 4,5 ja Turbiinin tehosäädin arvosta 140 arvoon 80 (kuva 62) Kuva 62 Muutosnopeuden vähennys Trendikäyrät ovat pienen alkunytkähtelyn jälkeen melko tasaisia, varsinkin sitten kun annettu tehoarvo on saavutettu (kuva 63) Kuva 63 Trendikäyrät kun tehon nostoaskel 4,5 Sivu 30
Seuraavaksi Kokeiltiin turbiinin trippausta Turbiini putoaa pelistä ja kattila jää 140MW teholle (kuva 64). Kuva 64 Turbiinin trippaus Kuva 65 Trippauksen aikaiset trendikäyrät Trippauksen kokeilun jälkeen, synkronisoidaan turbiini takaisin käyntiin ja verkkoon. Turbiini on varsin altis vaurioille ja sen takia se on hyvin suojattu. Turbiinin suojausjärjestelmä on esitetty Turbine protection system.pdf dokumentissa. Turbiinin suojausjärjestelmän diagrammi on esitelty kuvassa 66. Kuva 66 Turbiinin suojausjärjestelmän diagrammi Sivu 31
Turbiinin ajokäyrät Kuva 67 Valmistajan suositukset Kuva 68 Kylmäkäynnistyskäyrä (kun turbiini ollut pysähdyksissä yli 60 h) Sivu 32
Kuva 69 Lämminkäynnistyskäyrä (kun turbiini ollut pysähdyksissä 12-60 h) Kuva 70 Kuumakäynnistyskäyrä (kun turbiini ollut pysähdyksissä alle 12h) Sivu 33
Kuva 71 Turbiinin alasajokäyrä Sivu 34
5. Pohdinta Operaattorilla/operaattoreilla on päävastuu koko laitoksesta ajon aikana. Laitoksen oikeanlainen käyttö pidentää laitoksen käyttöikää ja vähentää huoltokustannuksia ja polttoaineen kulutusta. Vastaavasti vääränlainen käyttö lyhentää koko energialaitosten käyttöikää, nostaa huoltokustannuksia sekä polttoaineen kulutusta. Simulaattori on hyvin toteutettu ja ajon aikana tuntuma on hyvin realistinen. Aikaa harjoiteluun saisi olla enemmän, kun on tullut niin paljon uuttaa, niin lyhyessä ajassa varsinkin sellaisille joilla ei ole minkäänlaista kokemusta laitoksen operoinnista. Simulaattori koulutus ja harjoittelu antavat paljon hyödyllistä tietoa oikean laitoksen ajamisesta sekä toiminnasta. Varsinkin, kun pystyy huoletta simuloida sellaisia tilanteita, joita oikealla laitoksella ei saisi tai pystyisi tehdä. Valmistajan ohjeita ja suosituksia on noudatettava hyvin tarkoin, kun niistä poikkeaminen voi aiheuttaa teknisiä ongelmia ja lisätä kustannuksia, kuten mekaanisia vaurioitta (esim. turbiinille tai kattilalle), ylimääräisiä huoltokustannuksia vaurioiden, ylikuormituksen tai liian epätaloudellisen käytön takia (jos esim. höyryä joudutaan päästämään ulos). Internet-pohjaisia simulaattoreita löytyy Kyamkin www-sivuilla: Suora linkki Simulaattoriohjelman suomennoksessa on puutteita, joista on pieni näyte esillä taulukko 1:ssä. Mutta lyhyen ajan käytön jälkeen niihin tottuu eivätkä ne häiritse. Overview Feedwater Steam System Turbine Sootblowning Air System Yleiskatsaus Syöttövesi Lieriö & Höyry Turbiini Nuohoimet Ilma ja savukaasu Sivu 35
Fly Ash Furnace Bed Intrex Air Generation Intrex SH Intrex RH Oil System Duct Burners Start Up Burners Fuel Bed Material Limestone Bottom Ash Ammonia Main Interlocks System Descriptions Functional Descriptions Process Model Values Lentotuhka Tulipesä Petti Interex-ilman puhaltimet Intrex, SH3 & SH4 Intrex System RH2 Öljyjärjestelmä Kanavapolttimet Starttipolttimet Polttoaine Hiekan syöttö Kalkin syöttö Pohjatuhka Ammoniakin syöttö Kattilan päälukitukset Järjestelmäkuvaukset Toiminnalliset kuvaukset Process Model Taulukko 1 Ikkunoiden valinnan suomennus Sivu 36
6. LÄHTEET: 1. Huhtinen, Korhonen, Pimiä, Urpalainen Voimalaitostekniikka; Opetushallitus, ISBN 978-952-13-5426-7 2. Tero Joronen, Jenő Kovács, Yrjö Majanne, Voimalaitosautomaatio; Suomen Automaatioseura, ISBN 978-952-5183-32-0 3. KnowEnergy http://www.knowenergy.net/ 4. Energiateollisuuden www- sivut: http://energia.fi/energia-ja-ymp-rist/s-hk-ntuotanto/voimalaitostyypit 5. Opintojakson digitaalinen aineisto Sivu 37