Elektráreň v Teesside v Anglicku je najväčším paroplynovým cyklom v západnej Európe. Iba ona sama je schopná pokryť 3% spotreby v Anglicku, Walese a Škótsku vďaka svojim ôsmim plynovým turbínam s celkovou výkonovou kapacitou 1875 MW. V roku 2008 kúpil elektráreň francúzsky energetický koncern GDF Suez a postupne spustil modifikačný projekt a aktualizoval infraštruktúru technológie riadenia.

GDF Suez sa zrodil v roku 2008 zlúčením spoločností Gaz de France a Suez, čím vznikol jeden z vedúcich svetových dodávateľov energie globálne zamestnávajúci 200 000 ľudí. GDF Suez sa ­angažuje v oblasti výroby a distribúcie elektrickej energie, zemného plynu a obnoviteľných zdrojov energie.

Zmena v riadení potrubného systému

Elektráreň Teesside sa nachádza v rozľahlom areáli chemického komplexu Wilton blízko Middlesbrough na severovýchode Anglicka a slúži tiež ako kogeneračný závod dodávajúci paru do komplexu Wilton.

Podstatou projektu modernizácie bolo zabezpečenie a rozdelenie riadenia potrubného systému zemného plynu vedúceho popod rieku Tees medzi elektrárňou a závodom na spracovanie plynu. To ­zahŕňalo výmenu existujúceho distribuovaného riadiaceho systému (DCS) Foxboro a terminálových staníc RTU MicroSol, ktoré boli riadené zo závodu na spracovanie plynu a premiestnenie RTU staníc do DCS umiestneného v elektrárni Teesside. V konečnom dôsledku sa riadenie plynového potrubia presunulo do elektrárne Teesside.

Princípom technického riešenia bolo, že existujúce signály zo staníc RTU sa telemetricky zbierali a prenášali analógovými telefonickými linkami cez bránu do DCS systému závodu na spracovanie plynu. Zber dát z RTU staníc si vyžadoval konverziu na robustné riešenie s vysokou integritou. Zároveň sa aktualizovali existujúce systémy Foxboro a MicroSol na najmodernejšie riešenia.

Kľúčovou požiadavkou projektu bolo, aby aktualizácia na nový ­riadiaci systém prebehla bezpečne a efektívne. Z toho bolo následne zrejmé, že nové riešenie bude robustné a spoľahlivé. Modifikácie riadiaceho systému bolo takisto potrebné uskutočniť v reálnom čase bez odstávky plynového potrubia, aby sa predišlo nezanedbateľným finančným stratám.

Rozmanité vlastnosti

Projekt v Teesside výrazne poukázal na rozmanitosť vlastností ­produktového portfólia spoločnosti Invensys. Založený bol na DCS systéme Foxboro I/A Series. Zahŕňal RTU stanice, riadiacu sieť typu mesh, softvér HMI na báze Wonderware InTouch a jednoslučkové regulátory teploty a procesné regulátory od Eurothermu. Tím Invensysu sa skladal zo štyroch stálych členov a niektoré inžinierske práce vykonávali experti centra Invensysu v Bratislave.

Foxboro I/A Series sa aplikoval na vylepšenie širokej škály prevádzkových procesov, výkonnosti a využitia technických prostriedkov. Riešenie Foxboro I/A Series popri tom umožnilo rozšíriť podnikateľské procesy v reálnom čase a operátorom ponúklo možnosť zamerať sa na riadenie ziskovosti. Kladom riešenia je aj filozofia Invensysu kontinuálnej aktualizácie produktového portfólia, vďaka ktorej je systém neustále zásobovaný najnovšou porciou technológií za ­súčasného zabezpečenia kompatibility s jeho staršími generáciami. To umožňuje rýchlu aktualizáciu a výrazne redukuje prevádzkovateľom závodov celkové náklady na vlastníctvo.

InTouch ponúka pokrokovú grafickú vizualizáciu s cieľom maximalizácie produktivity, optimalizácie efektivity, zvýšenia kvality a nižších nárokov na vývoj, údržbu a prevádzkové náklady. Charakteristickým prvkom je na mieru prispôsobená grafická reprezentácia procesov výroby energie v reálnom čase.

Invensys prišiel s významnou mierou flexibility a význačných vlastností systémového návrhu. „Foxboro I/A a InTouch umožnili nášmu vývojovému tímu v Teesside zakomponovať veľký objem systémových informácií. Výsledkom bolo, že sme boli v elektrárni schopní sústrediť sa na činnosti riadenia v reálnom čase a tým zabezpečiť úzke monitorovanie všetkých systémov výroby ako aj identifikovanie a jednoduché a rýchle odstránenie akýchkoľvek ťažkostí,“ ­poznamenáva Derren Wicks, vedúci údržby. Navyše, oba závody si vyžadovali pridanie nových segmentov riadiacej siete mesh do aktuálnych systémov Foxboro Nodebus, aby mohli implementovať nové riadiace procesory a v nadväznosti na to riadiť nový systém rozhraní prevádzkových prístrojov (FDSI), ktorý je pripojený do siete RTU v redundantnej konfigurácii.

Elektráreň takisto získala možnosť celofiremného zberu, uloženia a výberu historických dát prostredníctvom nástroja Foxboro AIM Historian, zatiaľ čo sieťová architektúra sa vyvinula za asistencie komunikačnej technológie firmy Black Box Network Solutions. AIM Historian môže bežať na oboch systémoch I/A Series a sieťových platformách a môže zbierať informácie zo širokej množiny prostredí procesného riadenia vrátane väčšiny DCS systémov ako je I/A Series. Repozitáre AIM Historian sa jednoducho integrujú s aplikáciami osobnej produktivity od Microsoftu a relačnými databázami.

Vysokovýkonné stanice výroby energie ako je Teesside generujú a spotrebovávajú zvýšený a rozmanitý objem historických dát. Tieto informácie potrebujeme na neurčitý čas uchovávať pre systémový vývoj a účely plánovania, pričom ich musíme byť schopní sprístupniť a zároveň popisovať,“ pokračuje Derren Wicks.

Z radov Invensysu bol aj inžinier, ktorý zrealizoval štúdiu HAZOP a vyhodnotenie systému v súlade s požiadavkami na úroveň integrity bezpečnosti (SIL). Výsledkom bolo odporúčanie implementovať bezpečnostný systém na splnenie aktuálnych bezpečnostných noriem. GDF Suez sa rozhodlo siahnuť po bezpečnostnom systéme HIMatrix od Hima Sellaas. Technické vybavenie od tohto výrobcu už bolo v činnosti v elektrárni Teesside. Bezpečnostný systém HIMatrix sa potom prepojil so systémom Foxboro I/A Series, čím sa zaistilo zobrazenie všetkých relevantných dát a alarmov na 23 operátorských konzolách na centrálnom dispečingu elektrárne.

Z hľadiska bezpečnosti a vysokej integrity preukázala štúdia HAZOP, že bol potrebný druhý záložný systém. Z tohto dôvodu sa do troch pridružených nadzemných inštalácií pridalo rozhranie Wonderware. Všetky riadiace informácie v závode sa tak dajú v prípade zlyhania telefónnej komunikačnej linky monitorovať zo záložného systému. Navyše na vytvorenie požadovaného rozhrania k RTU staniciam sa použil softvér Wonderware InTouch.

Prúdiaca energia

Projekt sa úspešne zrealizoval vo vymedzenom časovom horizonte a bez spôsobenia odstávky prevádzky. Excelentná spolupráca medzi tímami GDF Suez a Invensysu bola kľúčom k implementácii online presunu systémov riadenia výroby elektrickej energie z jedného závodu do druhého a tiež umožnila manažérom elektrárne Teesside pokračovať v prevádzke aj počas projektu modernizácie.

S novým riadiacim systémom je závod v Teesside schopný prevádzky s robustnejším technologickým riešením poskytujúcim významne vyšší stupeň prehľadu pri denno-denných činnostiach. Spoločnosť je vďaka tomu schopná lepšie riadiť procesy, rýchlejšie reagovať na potenciálne problémy, ktoré môžu mať dopad na bezpečnosť a ­produktivitu a tiež vyrábať elektrickú energiu prostredníctvom ­paroplynového cyklu pri nižších nákladoch.

Ciele

GDF Suez iniciovala plán rozdelenia riadenia na 14,7 km dlhom plynovom potrubí vedúcom medzi elektrárňou v Teeside, prevádzkou prijímajúcou plyn a spracovateľským závodom plynu, ktorý elektrárni zabezpečuje dodávky zemného plynu. Bolo potrebné aplikovať robustné riešenie, ktoré by nahradilo pôvodný zber ­signálov prostredníctvom telemetrie a zabezpečilo by prenos dát cez analógovú telefónnu linku cez bránu do distribuovaného riadiaceho ­systému inštalovaného v spracovateľskom závode plynu. Posledným veľkým cieľom bolo premiestnenie riadiacej centrály a pridružených dát do riadiacej centrály elektrárne v Teeside.

Výzva

GDF Suez požadovala, aby aktualizácia riadiaceho systému ­prebehla za plnej prevádzky, pretože odstávka prívodného plynového potrubia by spôsobila značné finančné straty.

Inštalované kľúčové riešenia

V rámci dosiahnutia zadaných cieľov sa inštalovali nasledovné riešenia: DCS systém Foxboro I/A Series, Foxboro AIM Historian, Wonderware InTouch HMI a jednoslučkové regulátory Eurotherm

Výsledky

Nové riešenia priniesli po aktualizácii zastaraného riadenia elektrárne citeľne vyššiu efektivitu. GDF Suez profitoval z lepšieho inžinieringu, vďaka ktorému bolo možné dokonalejšie analyzovať potenciálne problémy a tiež rozširovať resp. modifikovať riadiaci systém podľa aktuálnych potrieb. Elektráreň po inováciách disponuje celkovou vyššou bezpečnosťou, pretože zber signálov na oveľa vyšších frekvenciách poskytuje dáta v reálnom čase s možnosťou bezprostrednejšej identifikácie a určenia prípadných problémov.

iom.invensys.com

-bb-