STEAG Powitec. Intelligente Lösungen für die Prozessoptimierung.

Transkript

1 STEAG Powitec Intelligente Lösungen für die Prozessoptimierung

2 Komplexe Herausforderungen Die Anforderungen an konventionelle Kraftwerke sind in den letzten Jahren gestiegen. Hierdurch ergeben sich neue und komplexe Herausforderungen im Hinblick auf Effi zienzsteigerung und Wirtschaftlichkeit. Besondere Herausforderungen sind u. a.: Wechselnde Weltmarkt-Kohlesorten Lastfolgeanforderungen durch Einspeisung von Erneuerbaren Energien Höhere Verfügbarkeit und Standzeit Intelligenz für die Prozessregelung Dies und weitere Herausforderungen lassen sich durch gesteigerte Prozessbeobachtung in Kombination mit intelligenter Prozessführung bewältigen. 2

3 Kraftwerk Fenne Nicht nur die Summe an Erfahrungen Intelligenz resultiert aus Erfahrungen. Wenn zu dem bereits erworbenen Wissen weitere Erfahrungen hinzukommen, dann wächst Intelligenz. Daher entwickelte STEAG Powitec ein System, das ständig dazu lernt, das selbständig das Gesamtoptimum im Prozess fi ndet und seine Strategie hierauf fortlaufend selbständig anpasst. Gelerntes Wissen wird gespeichert und ohne weitere Unterstützung von außen autark an Prozess-Veränderungen angepasst. So werden intelligente und schnelle Reaktionen möglich. Gesteigerte Effizienz durch intelligente Optimierung Erhöhung der Prozessbeobachtung und dadurch Verbesserung der Beschreibbarkeit des Prozesses Kontinuierliche Regelung der lokalen Brennstoff-/ Luft-Verhältnisse in Abhängigkeit von Brennstoffqualität, Mühlen- und Kesselstatus Sich selbstständig anpassende und ständig verbessernde Regelungsstrategie Resultat: Durch verbesserte Feuerführung erhöhte Effi zienz mit weniger unerwünschten Effekten 3

4 Prozessoptimierung im geschlossenen Regelkreis 4

5 Feuerungsoptimierung STEAG Powitec entwickelt und implementiert sensorbasierte Lösungen für die vollautomatische und selbstlernende Prozessoptimierung im geschlossenen Regelkreis von Kraftwerksprozessen. Augen, Ohren und Verstand für das Leitsystem Die Lösungen von STEAG Powitec ergänzen die Kraftwerksregelung (Leitsystem). Hierzu werden Prozessdaten erfasst und diese anschließend mittels intelligenter Datenkorrelation unter Berücksichtigung der Daten der ergänzenden Powitec Sensoren analysiert. Verarbeitet werden diese Daten dann in vorausschauenden und selbstlernenden Reglermodellen (Non linear Model Predictive Control), aus denen sich Echtzeitprognosen von Prozessreaktionen auf simulierte Stelleingriffe erzeugen lassen. Die Analyse der validen Prognosen führt zu einem optimalen Plan zur Korrektur einiger - den Prozess entscheidend beeinfl ussender - Stellgrößen. Diese Korrekturen werden in das Prozessleitsystem zurückgespeist, wodurch Gesamtoptima angefahren werden, die aus einer gewichteten Zusammenstellung unterschiedlicher Einzelziele bestehen. Das Prozessleitsystem bekommt hierdurch gewissermaßen Augen, Ohren und Verstand. 5

6 Robotik-Systeme für die Kraftwerkstechnik Automatisierung steht häufi g im Kontext mit Robotik. STEAG Powitec bringt Systemintelligenz, entwickelt für die Robotik, in die Kraftwerkstechnik. 6

7 Viele Gründe für Lösungen von STEAG Powitec Selbstoptimierend: Prozessmodelle passen sich regelmäßig und selbständig an veränderte Situationen an und erweitern dabei ihr Wissen Kontinuierlich: Der Prozess wird rund um die Uhr und damit fortwährend optimiert, selbst bei guten aber noch verbesserungswürdigen Prozesszuständen Flexibel: Optimierungsziele lassen sich jederzeit einfach ohne Re-Programmierung oder Re-Parametrierung ändern Intelligent: Zielgerichtete Datenkorrelation und intelligente Datenverarbeitung in einem selbstlernenden, vorausschauenden und selbstoptimierenden Reglersystem Diese Lösungen sind eine Kombination aus innovativer Prozessregelung (Advanced Process Control) mit intelligenter Datenverarbeitung sowie von STEAG Powitec eigens hierfür entwickelten akustischen und optischen Sensoren. Kernsysteme sind die Feuerungsoptimierung im geschlossenen Regelkreis, die 3D-Temperaturanalyse und die SNCR-Regelung. Die Ergebnisse: Steigerung des Wirkungsgrads Steigerung der Energieeffi zienz Sinkende Emissionen Sinkende Betriebskosten Höhere Temperaturhomogenität im Feuerraum Höhere Verfügbarkeit und Standzeit der Anlagen Höhere Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken 7

8 Über STEAG Powitec Unternehmen: Gegründet 2001 als Powitec Intelligent Technologies GmbH Standorte in Essen (Hauptsitz) und Ilmenau, Thüringen Ca. 30 Mitarbeiter mit vielfältigen Erfahrungen zu komplexen Verbrennungsprozessen Seit mehr als 10 Jahren arbeitet STEAG Powitec mit der Technischen Universität Ilmenau, Fachbereich für Neuroinformatik und kognitive Robotik intensiv zusammen. Im Rahmen von Kooperationsverträgen wurden softwaretechnische Verfahren weiterentwickelt, um damit die Effi zienz komplexer industrieller Verbrennungsprozesse weiter steigern zu können. Seit Oktober 2012 Teil der STEAG Energy Services Gruppe Lösungsangebot: STEAG Powitec ist Technologieführer in der Entwicklung und Implementierung dynamischer Regelungssysteme zur Automatisierung komplexer Produktionsabläufe. Der STEAG Powitec Optimierungsansatz bestehend aus einer softwaregestützten Prozess-Regelung im geschlossenen Regelkreis mit Hilfe statistischer Modelle (nichtlineare modellprädiktive Regelung, NMPC) wird in unterschiedlichsten, komplexen, industriellen Prozessen eingesetzt. Vorteile: Nachhaltige Verbesserungen in Bezug auf Energieeffi zienz - Emissionen - Produktion und Prozessstabilität Zielanlagen: Kraftwerke Müllverbrennungsanlagen Zementwerke Kalkwerke Chemieanlagen 8

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10 Weltweite Referenzprojekte Referenzen: E.ON Kraftwerk Schkopau (450 MWel) ENEL Kraftwerk Vojany (2 x 110 MWel) STEAG Kraftwerk MKV Fenne (195 MWel) STEAG Kraftwerk HKV Fenne (210 MWel) STEAG Heizkraftwerk Herne (500 MWel) Tanjung Bin Malaysia (750 MWel) Vattenfall Kraftwerk Tiefstack (2 x 252 MWel) Vattenfall R&D Department Vedanta Jharsuguda (600 MWel) 10

11 Sowie weitere 28 Installationen in der Waste-To-Energy Industrie und über 110 Installationen in der Zement- und Kalkindustrie 11

12 STEAG Powitec GmbH Rüttenscheider Straße Essen Telefon Telefax SES-M, Stand 06/2013