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6 | 2015

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Special Strom- und

Special Strom- und Wärmeerzeugung Intelligente Lösung für ein zentrales Flottenmanagement Fleetwide Monitoring zur wirtschaftlich-technisch optimalen Steuerung von Anlagen KRAFTWERKE | Der Betrieb und die Optimierung von Kraftwerken sind heute anspruchs - voller als je zuvor. Hohe Erwartungen an Effizienz und Verfügbarkeit von Kraftwerken, eine stetig steigende technische Komplexität bei zunehmend schwierigen Marktrandbedingungen erfordern neue, intelligente Lösungen für ein zentrales Flottenmanagement. Mit dem Fleetwide Monitoring System (FMS) hat der Bereich System Technologies der Steag Energy Services GmbH (SES) eine Webplattform zum zentralen, inter - aktiven Monitoring von Kraftwerkskennzahlen entwickelt. Ziel ist es, vorhandenes Wissen und Informationen aus verfügbaren Expertensystemen mit Möglichkeiten zeitgemäßer Kollaboration für eine wirtschaftlich-technisch optimale Steuerung des Anlagenbetriebes zu verbinden. The Next Step: Industrie 4.0 in der Energiebranche. Der Überblick über die Kraftwerksflotte eröffnet neue Potenziale für die Prozessoptimierung. Ein Grund für die veränderten Rahmenbedingungen im Energiemarkt ist der zunehmende Anteil an erneuerbaren Energien. Konventionelle Kraftwerke werden den volatilen Anforderungen mit einem effizienteren und flexibleren Betrieb begegnen müssen. Schon heute werden von einigen Anlagen deutlich mehr Anfahrvorgänge und höhere Laständerungsgradienten gefordert, als zum Zeitpunkt der Auslegung zugrunde gelegt wurden. Das wirkt sich auf die Auslastung der Anlage und die Beanspruchung von Komponenten aus. Darüber hinaus gilt es, Personalengpässen und Know-how-Verlust durch den Weggang erfahrener Mitarbeiter zu begegnen. Höhere Verfügbarkeit durch optimierten Betrieb Die Expertensysteme von SES zur kontinuierlichen Prozessgüte- und Zustandsüberwachung sind weltweit im Einsatz und unterstützen seit Jahren an den Standorten das Betriebspersonal bei der technischen Bewertung und Optimierung ihrer Anlage. Informationen, beispielsweise zur Prozessperformance, zur Kohlequalität und zum Wärmeverbrauch, stehen in den Systemen zur Verfügung. Der Verschleiß von Anlagenkomponenten äußert sich im Betrieb häufig in Form schleichender Veränderungen. Mit Hilfe statistisch-mathematischer Methoden können solche Veränderungen frühzeitig erkannt und zusätzliche Kosten und ungeplante Stillstände vermieden werden. Die vorhandenen Systeme haben alle Eines gemeinsam: Sie sind für den Experten und die Anwendung vor Ort in den Kraftwerken konzipiert. Die Datenverwaltung und -visualisierung erfolgt in einem lokalen Datenmanagementsystem. Die für die Prozessanalyse benötigten Betriebsdaten werden periodisch in hoher zeitlicher Auflösung aus den Leitsystemen und anderen lokalen Datenquellen importiert. Die lokal installierten Systeme bieten bisher keinen Überblick über die Kraftwerksdaten anderer Standorte und schränken eine standortübergreifende Zusammenarbeit ein. 14 BWK Bd. 67 (2015) Nr. 6

Strom- und Wärmeerzeugung Special Herausforderungen und Risiken Angesichts der Anforderungen an einen flexibleren und wirtschaftlicheren Betrieb von Kraftwerken ergeben sich derzeit folgende Problemstellungen: > Wichtige Management-Informationen sind auf verschiedene IT-Systeme verteilt. > Informations-Redundanz, da identische Informationen wiederholt an verschiedenen Orten und in unterschiedlichen Abteilungen im Unternehmen analysiert werden. > Ein transparentes Feedback zu den Informationen, die an das Management weitergegeben wurden, ist nicht an jedem Standort verfügbar. > Jeder Kraftwerksstandort kennt häufig nur seine eigenen Kennzahlen. > Hoher Zeitaufwand für die manuelle Erstellung von Reports zur Informationsverteilung, mit dem Risiko von Fehlern bei manueller Datenübertragung. > Schlechte Verfügbarkeit und geringe Verbreitung von wichtigen Berichten, zum Beispiel durch manuelle Ablage und kleine Nutzergruppen. > Einzelfallbetrachtungen sind sehr aufwendig, da verschiedene Quellsysteme mit unterschiedlichen Komprimierungsstufen genutzt werden. > Wichtige Ergebnisse und Ereignisse werden aufgrund der Informationsfülle übersehen. > Potenzielle Kommunikationsprobleme zwischen Management und Kraftwerksstandort werden gefördert, statt minimiert. Die Aufgabe besteht darin, die Informationsverdichtung weitestgehend zu automatisieren, um zwischen wichtigen Informationen und weniger relevanten Daten zu unterscheiden. Dazu werden neben Statistical-Process- Control (SPC)-Methoden im Sinne eines Frühwarnsystems auch Kriterien zur Gewichtung von Informationen berücksichtigt. Die Bewertung von Ereignissen im Hinblick auf die Anlagenverfügbarkeit, die Prozess-Performance und die Betriebssicherheit ermöglicht ein Event-Ranking, um wesentliche betriebliche Potenziale frühzeitig zu erkennen und Fehlsteuerungen zu vermeiden. Dabei können der jeweils aktuelle Anlagenzustand, ein Vergleich mit Referenzzuständen oder die mittel- bis langfristige Veränderung von Performance-Indikatoren bewertet werden. Essentielle Voraussetzung für die Darstellung so genannter Meta-KPIs, die den aktuellen Gesamtzustand einer Anlage beschreiben, sind belastbare Erkenntnisse über Prozessqualität, Komponentenzustände und externe Einflüsse. Die Softwaremodule der SR::Suite gewährleisten eine systematische, standardisierte Bewertung und Analyse der Kraftwerksprozesse für das „Fleetwide Monitoring“. Eine ein- BWK Bd. 67 (2015) Nr. 6

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