SPPA-P3000 Lösungen zur Prozessoptimierung - siemens
SPPA-P3000 Lösungen zur Prozessoptimierung - siemens
SPPA-P3000 Lösungen zur Prozessoptimierung - siemens
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<strong>Prozessoptimierung</strong> von SIEMENSS<br />
<strong>SPPA</strong>-<strong>P3000</strong><br />
<strong>Lösungen</strong> <strong>zur</strong> <strong>Prozessoptimierung</strong><br />
Siemens Kraftwerksautomatisierung<br />
1 Power Generation
<strong>Prozessoptimierung</strong> von SIEMENSS<br />
Siemens Power Generation · Instrumentation & Controls,<br />
der umfassende Lösungsanbieter für die Energiebranche.<br />
Kannlast Plus<br />
Lebensdauer Plus<br />
Hohe Verfügbarkeit<br />
Geringe Anfahrverluste<br />
Verbrennungsoptimierung<br />
Rußbläseroptimierung<br />
Hoher Wirkungsgrad<br />
Temperaturoptimierung<br />
Geringe Androsselung<br />
Brennstoffoptimierung<br />
Bestpunkt<br />
Niedrige Emissionen<br />
Emissionsreduzierung<br />
Kurze Anfahrzeit<br />
Schnelle Rampen<br />
Frequenzregelung<br />
Hohe Flexibilität<br />
Lastverteilerregelung<br />
Mindestlastreduzierung<br />
Maximallast Plus<br />
Die Ziele der <strong>Prozessoptimierung</strong> und die <strong>SPPA</strong>-<strong>P3000</strong> <strong>Lösungen</strong><br />
2
<strong>Prozessoptimierung</strong> von SIEMENSS<br />
<strong>Lösungen</strong> <strong>zur</strong> <strong>Prozessoptimierung</strong><br />
<strong>Prozessoptimierung</strong> im Kraftwerk zählt zu den<br />
anspruchsvollsten Aufgaben überhaupt. Vor<br />
allem dann, wenn sie ohne kostspielige Veränderungen<br />
im Bereich der „Hardware“ erfolgt,<br />
also ohne Umbauten bei Kessel und Turbine.<br />
Dieser rein software-orientierte Ansatz von<br />
Siemens bewährt sich seit nunmehr über einem<br />
Jahrzehnt in den Kraftwerken der Welt<br />
und hat Betreibern und Operatoren viel Freunde<br />
bereitet - vor allem bei der RoI (Return on<br />
Investment)-Betrachtung.<br />
Neben der Neubauausrüstung kommt die<br />
Siemens Power Plant Automation <strong>Lösungen</strong><br />
<strong>zur</strong> <strong>Prozessoptimierung</strong> <strong>SPPA</strong>-<strong>P3000</strong> heute<br />
vor allem bei Kraftwerksmodernisierungen zum<br />
Einsatz.<br />
Der profitabelste Betriebspunkt ist für jeden<br />
Kraftwerksblock verschieden und kann abhängig<br />
von der Marktanforderung sogar zeitlich<br />
veränderlich sein.<br />
Die <strong>SPPA</strong>-<strong>P3000</strong> <strong>Lösungen</strong> erlauben den kontinuierlichen<br />
Betrieb des Kraftwerksblockes im<br />
profitabelsten Betriebspunkt, der vor allem<br />
mehr Flexibilität und Wirkungsgrad, mehr Verfügbarkeit<br />
und niedrigere Emissionswerte verlangen.<br />
Hoher Wirkungsgrad<br />
<strong>P3000</strong> <strong>Lösungen</strong> verbessern den Gesamtwirkungsgrad<br />
durch die bessere Ausnutzung des Blockes,<br />
z.B. durch die Reduzierung der Drosselverluste,<br />
sowie die Optimierung der Verbrennungsluft,<br />
der Dampftemperatur oder des Kühlwassers.<br />
Nutzen:<br />
• Höhere Stromerlöse bei gleichen Brennstoffkosten<br />
oder<br />
• Gleiche Stromerlöse bei niedrigeren<br />
Brennstoffkosten.<br />
Hohe Verfügbarkeit<br />
Durch die konsequente Vorsteuerung bei den<br />
<strong>P3000</strong> <strong>Lösungen</strong> können die Brennstoffübersteuerung<br />
reduziert und Regelbewegungen weitgehend<br />
vermieden werden. Das führt <strong>zur</strong> Schonung<br />
der betroffenen Anlagenteile.<br />
Mit der bewährten Kannlastschaltung werden die<br />
Ausfälle von Großaggregaten sicher beherrscht.<br />
Nutzen:<br />
• Weniger Ausfälle durch schonende Fahrweise<br />
• Weniger Trips durch sichere Beherrschung<br />
von Kannlastfällen<br />
Hohe Flexibilität<br />
<strong>P3000</strong> <strong>Lösungen</strong> ermöglichen optimale Reaktionen<br />
auf Lastanforderungen. Grundlage der<br />
gleichzeitig flexiblen und stabilen Fahrweise<br />
sind die <strong>P3000</strong> Regelungskonzepte mit den<br />
entsprechenden Erweiterungen der unterlagerten<br />
Regelungen für Maximal- und Mindestlast.<br />
Nutzen:<br />
• Höhere Einnahmen durch zusätzliche<br />
Bereitstellung von Primär- und Sekundärregelleistung.<br />
• Höhere Einnahmen bzw. geringere<br />
Verluste durch zeitgerechtes Anfahren,<br />
verringerte Mindest- oder größere Maximalleistung<br />
sowie schnelle Reaktion<br />
auf geänderte Lastanforderungen.<br />
Niedrige Emissionen<br />
<strong>P3000</strong> <strong>Lösungen</strong> erreichen durch die ruhige Fahrweise<br />
und die kontinuierliche Betriebspunktoptimierung<br />
der einzelnen Brenner eine Reduzierung<br />
der Emissionen.<br />
Die Erhöhung des Wirkungsgrades bedeutet<br />
gleichzeitig eine Verringerung der CO 2 -<br />
Emissionen.<br />
Nutzen:<br />
• Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und<br />
Vermeidung entsprechender<br />
Pönalen<br />
• Handel mit Emissionsrechten<br />
• Höherer Verkaufspreis für Asche<br />
3
<strong>Prozessoptimierung</strong> von SIEMENSS<br />
Hohe Flexibilität<br />
Kurze Anfahrzeit<br />
Schnelles Wiederanfahren<br />
Wie beim Autorennen kommt es beim Anfahren<br />
darauf an, unter Beachtung der Grenzen<br />
möglichst schnell das Ziel zu erreichen.<br />
Kurze Anfahrzeit minimiert die Anfahrzeit unter<br />
Einhaltung der zulässigen Wärmespannungen<br />
der dickwandigen Bauteile. In der Regel<br />
geht damit ebenfalls eine deutliche Reduzierung<br />
des Brennstoffverbrauches einher.<br />
Mindestlastreduzierung<br />
Reduzierung der Mindestlast<br />
Insbesondere bei öl- und gasbefeuerten Blöcken<br />
sind die Strompreise zu gewissen Zeiten<br />
niedriger als die Erzeugungskosten, die Blöcke<br />
sollen aber trotzdem nicht abgefahren werden,<br />
weil z.B. Fernwärme ausgekoppelt werden<br />
muss.<br />
Mindestlastreduzierung verringert die Mindestlast<br />
und damit die in diesen Zeiten entstehende<br />
Verluste.<br />
Maximallast Plus<br />
Erhöhung der elektrischen Leistung<br />
auf über 100 %<br />
Besonders in Zeiten hoher Strompreise ist die<br />
Ausnutzung des Blockes über die Nennleistung<br />
hinaus sehr attraktiv.<br />
Maximallast Plus erhöht die elektrische Leistung<br />
auf bis zu 110% der Nennleistung bei<br />
Nennfrischdampfmassenstrom durch die schonende<br />
Deaktivierung der Hochdruckvorwärmer.<br />
Schnelle Rampen<br />
Sichere und schnelle Reaktion<br />
entsprechend den Marktanforderungen<br />
Je schneller ein Kraftwerksblock auf sich ändernde<br />
Lastsituationen reagieren kann, desto höher sind<br />
die wirtschaftlichen Vorteile.<br />
Schnelle Rampen koordiniert Kessel und Turbine<br />
und nutzt die im Kraftwerk vorhandenen Energiespeicher<br />
für zielgenaue und reproduzierbare Laständerungen.<br />
Frequenzregelung<br />
Erhöhung des Primärfrequenzregelbereichs<br />
Die Bereitstellung von Primärregelleistung <strong>zur</strong> Frequenzstützung<br />
wird in zunehmendem Maß finanziell<br />
vergütet, stellt aber wegen der erforderlichen<br />
schnellen Lastgradienten außergewöhnliche Anforderungen<br />
an die Regeldynamik eines Kraftwerkblockes.<br />
Frequenzregelung stellt die erforderliche Primärregelleistung<br />
zuverlässig und kostengünstig<br />
bereit.<br />
Lastverteilerregelung<br />
Größeres Fenster für lastverteilergesteuerte<br />
Laständerung<br />
Die lastverteilergeführte Fahrweise eines Blockes<br />
im Rahmen der Sekundärregelung wird in zunehmenden<br />
Maße finanziell vergütet, stellt aber wegen<br />
der erforderlichen Lastgradienten hohe Anforderungen<br />
an die Regeldynamik eines Kraftwerkblockes.<br />
Lastverteilerregelung stellt die erforderliche Sekundärregelleistung<br />
zuverlässig und kostengünstig<br />
<strong>zur</strong> Verfügung.<br />
4
<strong>Prozessoptimierung</strong> von SIEMENSS<br />
Hoher Wirkungsgrad<br />
Geringe Anfahrverluste<br />
Kostenoptimales Anfahren<br />
Das Anfahren eines Blockes ist mit erheblichen<br />
Kosten verbunden, da kein Strom verkauft wird<br />
und selbst bei Kohleblöcken teurer Brennstoff<br />
wie Öl oder Gas verwendet werden muss.<br />
Geringe Anfahrverluste minimiert den Brennstoffverbrauch<br />
während des Anfahrvorganges<br />
unter Einhaltung der zulässigen Wärmespannungen<br />
der dickwandigen Bauteile. In der Regel<br />
geht damit ebenfalls eine deutliche Reduzierung<br />
der Anfahrzeit einher.<br />
Bestpunkt<br />
Anlagenbetrieb im optimalen<br />
Betriebspunkt<br />
Abweichungen vom optimalen Betriebspunkt<br />
eines Kraftwerkes sind oft schwer erkennbar,<br />
die daraus resultierenden Kosten meistens<br />
unbekannt.<br />
Bestpunkt analysiert, überwacht und optimiert<br />
kontinuierlich den Gesamtprozess und wesentliche<br />
Teilkomponenten, liefert Informationen<br />
über Abweichungen vom optimalen Zustand,<br />
berechnet die daraus entstehenden Kosten<br />
und gibt Hinweise zu Verbesserungsmöglichkeiten.<br />
Rußbläseroptimierung<br />
Optimierter Betrieb der Rußbläser<br />
Der optimale Rußblase-Zeitpunkt ergibt sich<br />
aus der Minimierung der Kosten für das Rußblasen<br />
und der Verluste durch die Heizflächenverschmutzung.<br />
Rußbläseroptimierung berechnet abhängig<br />
vom tatsächlichen Zustand der zugehörigen<br />
Heizflächen für jede Rußbläsergruppe den optimalen<br />
Zeitpunkt des Rußblasens.<br />
Verbrennungsoptimierung<br />
Höherer Wirkungsgrad,<br />
niedrigere Emissionen<br />
Der optimale Betriebspunkt eines Kohlebrenners<br />
hängt von vielen Faktoren ab, vor allem<br />
von der messtechnisch schwer erfassbaren<br />
Kohlenstaubmenge, aber auch vom Zustand<br />
des Brenners und der Mühlen.<br />
Verbrennungsoptimierung misst die einem<br />
Brenner zugeführte Kohlestaubmenge und<br />
optimiert auf dieser Grundlage den Einsatz der<br />
einzelnen Brenner.<br />
Temperaturoptimierung<br />
Erhöhung der<br />
Dampftemperaturen<br />
bis an die<br />
Grenzwerte<br />
Die sichere Einhaltung<br />
der Dampftemperaturen<br />
im Überhitzer<br />
und Zwischenüberhitzer<br />
ist entscheidend<br />
sowohl für<br />
den Wirkungsgrad<br />
als auch für die Beherrschung<br />
schneller<br />
Lastwechsel.<br />
Temperaturoptimierung<br />
optimiert den Einsatz<br />
der verfügbaren<br />
Stellglieder Einspritzkühler,<br />
Rauchgassezirkulation,<br />
Biflux, Triflux,<br />
Rauchgasklappen<br />
und Schwenkbrenner<br />
beim Anfahren<br />
und im gesamten<br />
Lastbereich.<br />
Die unterlagerten<br />
Temperaturregelungen gewährleisten die sichere<br />
Einhaltung der vorgegebenen Sollwerte.<br />
Brennstoffoptimierung<br />
Effizienter und sicherer Betrieb trotz<br />
Verfeuerung unterschiedlicher Brennstoffe<br />
Die Verfeuerung von billigen Zusatzbrennstoffen<br />
und Brennstoffen mit stark schwankenden Eigenschaften<br />
stellt starke Anforderungen an die Regelung<br />
des Kraftwerkes, insbesondere an die Lastsowie<br />
die Brennstoff- und Luftregelung des Kessels.<br />
Brennstoffoptimierung minimiert die Brennstoffkosten<br />
bei gleichzeitig stabiler Blockfahrweise.<br />
Geringe Androsselung<br />
Reduzierung der Drosselverluste<br />
Geringe Androsselung reduziert die Androsselung<br />
von Turbinenventilen, Speisewasserregelventilen<br />
und Drallklappen von Frisch-lüftern und Saugzügen<br />
auf das Maß, das <strong>zur</strong> Erfüllung der dynamischen<br />
Anforderungen notwendig ist.<br />
5
<strong>Prozessoptimierung</strong> von SIEMENSS<br />
Hohe Verfügbarkeit<br />
Kannlast Plus<br />
Beherrschung von Kannlastfällen<br />
Beim Ausfall einer Großkomponente wie Speisewasserpumpe<br />
oder Frischlüfter regelt<br />
Kannlast Plus stabil und sicher die schnelle<br />
Lastabsenkung auf die ohne diese Großkomponente<br />
erlaubte Maximallast herunter. Ausfälle<br />
des gesamten Blockes können auf diese<br />
Weise verhindert werden.<br />
Lebensdauer Plus<br />
Höhere Verfügbarkeit durch<br />
materialschonende Fahrweise<br />
Bei allen Anforderungen an Wirkungsgrad und<br />
Flexibilität ist eine schonende Fahrweise unerlässlich.<br />
Laständerungen mit Lebensdauer Plus erfolgen<br />
aufgrund der Vorsteuerung und der Speichernutzung<br />
stabil, zielgenau und mit geringer<br />
Brennstoffübersteuerung. Das schont die betroffenen<br />
Anlagenteile.<br />
Niedrige Emissionen<br />
Emissionsreduzierung<br />
Niedrigere Emissionen<br />
Immer schärfere Umweltvorschriften erfordern eine<br />
Reduzierung der Kraftwerksemissionen. Die Einführung<br />
des Handels mit Emissionszertifikaten eröffnet<br />
für einige Schadstoffe sogar die Möglichkeit,<br />
von der Reduzierung finanziell zu profitieren.<br />
Emissionsreduzierung misst kontinuierlich die<br />
Emissionen und reduziert diese durch die exakte<br />
Dosierung von Brennstoff- und Luftmenge sowie<br />
die optimale Einstellung der einzelnen Brenner.<br />
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<strong>Prozessoptimierung</strong> von SIEMENSS<br />
Die Basis: Hervorragende Regelkonzepte<br />
Die Basis der <strong>P3000</strong> <strong>Lösungen</strong> sind hervorragende Regelkonzepte. Durch die konsequente Anwendung<br />
modellgestützter, vorausschauenden Vorsteuerstrukturen, die Ausnutzung eigenstabiler Prozesse<br />
und die Entkopplung von stark vermaschten Teilprozesse wird ein optimales, d.h. äußerst stabiles<br />
und dennoch flexibles und schnelles Betriebsverhalten erzielt und damit die Voraussetzung hoher<br />
Profitabilität geschaffen.<br />
Hohe Profitabilität<br />
Hohe<br />
Flexibilität<br />
Hoher<br />
Wirkungsgrad<br />
Hohe<br />
Verfügbarkeit<br />
Niedrige<br />
Emissionen<br />
Optimales Betriebsverhalten<br />
Hohe<br />
Stabilität<br />
Große<br />
Reproduzierbarkeit<br />
Hohe<br />
Regelqualität<br />
Regelungstechnische Grundprinzipien<br />
Modellgestützte<br />
Vorsteuerung<br />
Vorausschau Eigenstabilität Entkopplung<br />
Einige unserer Referenzen mit <strong>SPPA</strong>-<strong>P3000</strong> <strong>Lösungen</strong><br />
Parish, USA<br />
Geringe Anfahrverluste<br />
Mindestlastreduzierung<br />
Schnelle Rampen<br />
ValesPoint, Australien<br />
Schnelle Rampen<br />
Temperaturoptimierung<br />
Mindestlastreduzierung<br />
Geringe Androsselung<br />
Callide, Australien<br />
Schnelle Rampen<br />
Maximallast Plus<br />
Temperaturoptimierung<br />
Lastverteilerregelung<br />
Niederaussem, D<br />
Schnelle Rampen<br />
Frequenzregelung<br />
Lastverteilerregelung<br />
Lippendorf, D<br />
Schnelle Rampen<br />
Temperaturoptimierung<br />
Frequenzregelung<br />
Karlsruhe, D<br />
Schnelle Rampen<br />
Kurze Anfahrzeit<br />
Frequenzregelung<br />
Lastverteilerregelung<br />
Simmering, Österreich<br />
Geringe Anfahrverluste<br />
Temperaturoptimierung<br />
Lebensdauer Plus<br />
Lastverteilerregelung<br />
Plomin, Kroatien<br />
Kurze Anfahrzeit<br />
Temperaturoptimierung<br />
Schnelle Rampen<br />
Frequenzregelung<br />
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<strong>Prozessoptimierung</strong> von SIEMENSS<br />
Herausgeber<br />
und Copyright 2004:<br />
Siemens AG<br />
Power Generation<br />
Instrumentation & Controls<br />
Siemensallee 84<br />
D-76187 Karlsruhe<br />
Tel.: (+ 49) 7 21 / 5 95 - 69 43<br />
Fax.: (+ 49) 7 21 / 5 95 - 67 21<br />
E-Mail: contact-pgl1@<strong>siemens</strong>.com<br />
www.<strong>siemens</strong>.de/powergeneration<br />
Änderungen vorbehalten.<br />
Die Informationen in diesem Dokument<br />
enthalten allgemeine Beschreibungen<br />
der technischen Möglichkeiten,<br />
welche im Einzelfall nicht immer vorliegen.<br />
Die gewünschten Leistungsmerkmale<br />
sind daher im Einzelfall bei Vertragsabschluss<br />
festzulegen.<br />
© 2006<br />
L52 SO 110 V1.41 dt<br />
Lösungsübersicht <strong>SPPA</strong>-<strong>P3000</strong> <strong>Prozessoptimierung</strong><br />
8<br />
Power Generation
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