Voimalaitoksen höyryjärjestelmän paineensäädön hallinta

Abstract

Diplomityön tavoitteena oli selvittää tapoja hallita voimalaitoksen höyryjärjestelmän paineensäätöä. Työ on tehty Neste Oilin Porvoon jalostamon energialaitoksen höyryjärjestelmästä. Energialaitos käsittää kaksi höyrykattilaa ja kaasuturbiinivoimalaitoksen, sekä öljynjalostamolla sijaitsevat höyrykattilan ja kaasuturbiinivoimalaitoksen.

Höyryverkon häiriötilanteet aiheuttavat paineenlaskua höyryverkossa, jos jonkun höyryntuottajan tuotanto keskeytyy, tai paineennousua höyryverkossa, jos joku höyrynkuluttajista ei kuluta enää höyryä. Nykyisessä tilanteessa vakavin paineen laskua aiheuttava häiriötilanne olisi energialaitoksen höyrykattilan tuotannon keskeytyminen. Vakavin paineennousua aiheuttava häiriötilanne olisi suurimman kuluttajan,eli energialaitoksen vastapaineturbiinin, irtaantuminen höyryverkosta.

Paineen hallinta voidaan toteuttaa oikeanlaisilla automaation ratkaisuilla, joita on mahdollista kehittää käyttökokemukseen perustuen järjestelmäpäivitysten yhteydessä. Häiriötilanteita voidaan yrittää ennakoida kunnossapidon keinoin niin, että vikaantuminen havaitaan ennen kuin vakava häiriö tapahtuu. Erityisesti kunnossapitostrategian kehittäminen auttaisi kohdistamaan kunnossapitotoimenpiteet oleellisimpiin kohteisiin kustannustehokkaasti. Lisäksi käyttöhenkilökunnan oikeanlaisella toiminnalla häiriön sattuessa voidaan häiriöiden aiheuttamia seuraamuksia tuotantoon ja turvallisuuteen lieventää. Käyttöhenkilökunnan toimintaa voidaan parantaa koulutuksella.

The objective of this thesis was to establish, how to control the pressure control in the power plant steam system. The power plant, which has been introduced in this thesis, is the power plant of Neste Oil Porvoo refinery. There exist two steam boilers and one gas turbine power plant in the power plant of the oil refinery and one steam boiler and one gas turbine power plant in oil refinery.

The disturbances in the steam system cause a pressure drop, when a steam producer fails or a pressure increase, when a steam consumer fails. The most critical disturbance, which causes a pressure drop in the presentcontrol system, is the failure of a steam boiler of the power plant. The most critical disturbance, which causes a pressure increase, is the failure of the back pressure turbine.

It is possible to control the pressure by a proper automation system. The automation system is possible to be developed when new update comes. Development could be based on the experience of the use. It is also possible to prevent disturbances by maintenance, so that the failuresdo not occur. Especially a proper maintenance strategy would help to direct maintenance actions right and cost-effectively. Also the right actions by the operational personnel, when a disturbance occurs, may reduce the consequences to the safety and operation. It is possible to improve the skills of the personnel by training.