Spalarnie odpadów: zmienna wartość opałowa, para, emisje

Wartość opałowa odpadów zmienia się z minuty na minutę

Co się dzieje. Odpady komunalne i handlowe to mieszanka, a to, co w danej chwili ląduje na ruszcie, może być mokrymi odpadami kuchennymi albo suchymi opakowaniami. Wartość opałowa się waha, ogień wędruje, a operatorzy w nastawni ręcznie korygują zasilanie i powietrze.

Ile to kosztuje. Produkcja pary waha się razem z nią, a wahania przechodzą na turbinę i odbiorców ciepła. Za tym idą szczyty emisji, gdy ogniu na chwilę zabraknie powietrza, a oczyszczanie spalin musi je wychwycić.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Wolny regulator oparty na średnich reaguje po fakcie. Nowy czujnik przy zasobniku zasilania nie widzi wnętrza hałdy, a dodanie zapasu tlenu chroni emisje kosztem sprawności i zużycia.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zapisów zakładu (przepływ pary, tlen, temperatura paleniska, nastawy rusztu i zasilania, odczyty spalin) sprawdzam, czy wartość opałową odpadów da się obliczyć z reakcji instalacji, dość szybko, by na jej podstawie działać. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy regulacja spalania oparta na tej wartości uspokoiłaby parę i jakich danych potrzebuje.

Więcej: Obliczanie niemierzonych wielkości na potrzeby sterowania

Położenie ognia na ruszcie ocenia operator

Co się dzieje. To, gdzie ogień stoi na ruszcie i jak daleko się dopala, ocenia się na oko na kamerze i według obrazu temperatur. Dwóch operatorów ustawi prędkość rusztu różnie dla tego samego ognia.

Ile to kosztuje. Niedopał w popiele, ogień, który wędruje za daleko do przodu albo zostaje za bardzo z tyłu, oraz zużycie rusztu i wymurówki ogniotrwałej tam, gdzie długo jest gorąco. Wszystko to kosztuje utrzymanie ruchu i jakość wypału.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Obraz temperatur pokazuje powierzchnię, a nie stan warstwy. Spisane reguły prędkości rusztu pasują do odpadu przeciętnego, nie do ładunku, który naprawdę leży na ruszcie.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zapisów zakładu (prędkości rusztu, powietrze pierwotne w strefach, temperatury, sygnały z kamery lub termografii tam, gdzie istnieją, analizy popiołu) sprawdzam, czy położenie ognia da się wiarygodnie oszacować. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy obliczony stan ognia może prowadzić ruszt i powietrze oraz czego by to wymagało.

Więcej: Obliczanie niemierzonych wielkości na potrzeby sterowania

Para dostarczana odbiorcom jest niestabilna

Co się dzieje. Odbiorcy ciepła lub pary technologicznej oczekują stałego przepływu i ciśnienia. Palenisko dostarcza to, co dają odpady, a kocioł i sieć parowa tłumią tylko część.

Ile to kosztuje. Kary umowne lub utrata zaufania odbiorcy oraz turbina pracująca mniej sprawnie w wahaniach. Operatorzy pilnują linii parowej i ręcznie otwierają i zamykają.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Większy bufor wymaga większej objętości lub większego kotła. Szybszy regulator samego ciśnienia pary walczy z objawem, bo przyczyną jest zmienny ogień wyżej w ciągu.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zapisów zakładu (przepływ i ciśnienie pary, wydajności zasilania, nastawy powietrza, pobór turbiny i odbiorców) modeluję, jak palenisko, kocioł i sieć reagują razem. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy sterowanie predykcyjne patrzące w przód na zapotrzebowanie na parę może utrzymać stałą produkcję i czego by to wymagało.

Więcej: Sterowanie predykcyjne instalacji procesowych

Odczynniki do oczyszczania spalin dozuje się z zapasem

Co się dzieje. Wapno, węgiel aktywny i amoniak do oczyszczania spalin dozuje się na podstawie wartości mierzonych przy kominie, plus zapas bezpieczeństwa. Obciążenie spalinami surowymi z paleniska zmienia się szybciej, niż nadąża pomiar przy kominie.

Ile to kosztuje. Koszt odczynników, więcej pozostałości do zagospodarowania i zużycie w stopniach oczyszczania. Jeśli zapas obetnie się, a szczyt przejdzie, zakładowi grozi alarm emisji.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Ręczne zaostrzenie dozowania działa w spokojne dni. Pętla ze sprzężeniem zwrotnym tylko od komina reaguje, gdy szczyt już przeszedł przez stopnie oczyszczania.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zapisów zakładu (odczyty spalin surowych, obciążenie paleniska, wydajności dozowania, wartości przy kominie) sprawdzam, czy obciążenie oczyszczania da się oszacować z wyprzedzeniem na podstawie danych z paleniska. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy dozowanie według tego oszacowania może zmniejszyć zużycie odczynników bez zwiększania ryzyka i czego by to wymagało.

Więcej: Obliczanie niemierzonych wielkości na potrzeby sterowania

Czyszczenie kotła odbywa się według harmonogramu

Co się dzieje. Dmuchawy sadzy i inne czyszczenie pracują według rozkładu, a nie według stanu powierzchni wymiany ciepła. Zabrudzenie kotła widać po temperaturze spalin na wylocie z kotła, i to dopiero późno.

Ile to kosztuje. Zanieczyszczony kocioł traci sprawność i parę, a w końcu wymusza postój na czyszczenie. Zbyt częste dmuchanie marnuje parę i zużywa rury.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Stały odstęp to kompromis między przypadkiem czystym a brudnym. Dodatkowy czujnik temperatury pokazuje objaw w jednym punkcie i nie mówi, gdzie siedzi zanieczyszczenie ani jak szybko rośnie.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zapisów zakładu (temperatury spalin wzdłuż kotła, produkcja pary, czasy dmuchania, raporty z postojów) sprawdzam, czy zanieczyszczenie da się oszacować z dryfu przenoszenia ciepła. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy czyszczenie na żądanie, planowane z kalendarzem zakładu, jest wykonalne i jakich danych potrzebuje.

Więcej: Obliczanie niemierzonych wielkości na potrzeby sterowania

Bunkier miesza operator suwnicy

Co się dzieje. Operator suwnicy bierze odpady z bunkra i miesza je na podstawie doświadczenia, starając się rozdzielić materiał mokry i suchy oraz unikać gniazd odpadów wielkogabarytowych. Nie widzi wnętrza hałdy, a to, co podnosi, to tylko wierzchnia warstwa.

Ile to kosztuje. Wartość opałowa zasilania waha się wraz z mieszanką, a wahania przechodzą na parę i emisje. W pracowite dni bunkier jest pełny i wybór jest wąski.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Reguły mieszania według rodzaju dostaw są zgrubne; zależą od tego, kto co dostarcza w który dzień. Drugi operator suwnicy czy kamera pomagają patrzeć, a nie wiedzieć.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie planów bunkra, zapisów dostaw, zapisów suwnicy i reakcji paleniska (para, tlen, temperatura) sprawdzam, czy stan bunkra da się oszacować, a pracę suwnicy zaplanować tak, by wyrównać zasilanie. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy planowanie pracy suwnicy względem obliczonego stanu bunkra się opłaca i jakich danych potrzebuje.

Więcej: Optymalne trajektorie, harmonogramy i plany wartości zadanych

Analizatory emisji ulegają awarii

Co się dzieje. Analizatory ciągłe na kominie muszą działać, a ich odczyty liczą się dla pozwolenia. Gdy jeden zawodzi, dryfuje lub jest w konserwacji, zakład pracuje z luką w zapisie.

Ile to kosztuje. Uszkodzony analizator może wymusić obniżenie obciążenia lub postój, a awaria, wymiana i dodatkowe sprawozdania zabierają czas personelu. Koszt spada na pozwolenie na eksploatację, nie tylko na budżet utrzymania ruchu.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Drugi analizator podwaja koszt i konserwację. Wartości zastępcze uzgodnione z organem są zwykle zgrubne i dozwolone tylko na krótko.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zapisów zakładu (odczyty z komina, dane paleniska i dozowania, zapisy kalibracji, dawne awarie) sprawdzam, czy obliczona wartość emisji dość dobrze śledzi analizator, by przykryć krótkie przerwy i wcześnie wskazać dryf. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, jak daleko taka wartość mogłaby być użyta i czy trzeba by zaangażować Państwa organ.

Więcej: Obliczanie niemierzonych wielkości na potrzeby sterowania

Do zakładu dodaje się nowe linie

Co się dzieje. Zakład rozbudowuje się o nową linię, nowy kocioł lub drugi ruszt, podczas gdy stare linie pracują dalej. Nowa część jest uruchamiana z nastawami dostawcy, a stara i nowa dzielą bunkier, sieć parową i oczyszczanie spalin.

Ile to kosztuje. Wąskie gardła, które wychodzą dopiero w eksploatacji: wspólny bunkier, sieć parowa, stopnie oczyszczania lub suwnica. Rozbudowa osiąga projektową zdolność później, niż planowano, albo wcale.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Patrzenie na każdą linię osobno pomija to, co robią sobie nawzajem. Rozruch na miejscu jest wolny, bo pracującego zakładu nie wolno zakłócać.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie danych istniejącego zakładu i rysunków rozbudowy buduję model całego zakładu i przepuszczam przez niego przypadki obciążenia, wyłączenia i sekwencje rozruchu. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, gdzie byłyby wąskie gardła i czy symulacja zakładu przed rozruchem się opłaca.

Więcej: Model zamiast ręcznie strojonych tablic parametrów

Prąd i ciepło sprzedaje się bez optymalizacji

Co się dzieje. Zakład sprzedaje energię elektryczną i ciepło, a turbinę, odbiór ciepła i sieć ciepłowniczą prowadzi się z przyzwyczajenia lub według stałych profili umownych. Gdy ceny prądu i zapotrzebowanie na ciepło zmieniają się w ciągu dnia, zakład zostaje przy zwykłej nastawie.

Ile to kosztuje. Przychody, które można by zarobić, przełączając się między prądem a ciepłem zgodnie ze zmianą cen i zapotrzebowania. Różnica jest mała na godzinę i duża w skali roku.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Reguła w rodzaju „w zimie najpierw ciepło” nie potrafi jednocześnie zważyć ceny, magazynu ciepła, zasilania odpadami i ograniczeń kotła. Wsad odpadów nie jest swobodną nastawą: zakład bierze to, co dostarczono.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie danych pracy (moc turbiny, odbiór ciepła, para, poziomy magazynów, ceny, zapotrzebowanie na ciepło i plany dostaw) sprawdzam, ile swobody ma zakład w przełączaniu między prądem a ciepłem. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy plan dyspozycji patrzący w przód zarobiłby więcej niż obecna praktyka i jakich prognoz potrzebuje.

Więcej: Ekonomiczne sterowanie predykcyjne

Brakuje operatorów na nocnych zmianach

Co się dzieje. W nocy i w weekendy nastawnia jest obsadzona skromnie, a jedna osoba musi prowadzić ruszt, kocioł, oczyszczanie i alarmy. Doświadczeni operatorzy przechodzą na emeryturę, a nowych niełatwo znaleźć.

Ile to kosztuje. Przerzedzona zmiana reaguje na problem późno, a ryzykiem jest zakłócenie paleniska lub alarm emisji o godzinie, gdy pomoc jest najdalej. Nadgodziny i zastępstwa za chorych kosztują.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Pisemne instrukcje pomagają tylko dopóty, dopóki sytuacja pasuje do kartki. Druga osoba na każdej zmianie jest droga i często niedostępna.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie list alarmów, dzienników operatorów i danych zakładu sprawdzam, które ręczne czynności wracają raz po raz i które z nich system sterowania mógłby bezpiecznie przejąć. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, które zadania są dobrymi kandydatami do automatyzacji i czego regulator potrzebowałby, by utrzymać zakład stabilnie bez nadzoru.

Więcej: Sterowanie predykcyjne instalacji procesowych

Cena emisji dwutlenku węgla podraża spalanie odpadów

Co się dzieje. Spalanie odpadów włączono do wyceny emisji dwutlenku węgla, najpierw w skali krajowej, a jego włączenie do europejskiego systemu handlu uprawnieniami do emisji jest rozważane; termin i forma są nadal dyskutowane (Bundesrat). Zakład płaci za dwutlenek węgla, który uwalniają jego odpady, więc koszt każdej spalonej tony rośnie.

Ile to kosztuje. Koszt wchodzi w opłatę bramową. Zakłady konkurują opłatami, a każda oszczędność pary na tonę lub paliwa wspomagającego decyduje, jaką część ceny można wchłonąć.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Zawartość dwutlenku węgla w odpadach jest, jaka jest, a zakład nie może odmówić ich spalenia. W rękach zakładu są tylko paliwo wspomagające, sprawność i odzysk energii, a to właśnie nastawy prowadzone z zapasem.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie zapisów zakładu (zużycie paliwa wspomagającego, para na tonę, tlen, temperatury, produkcja prądu i ciepła) sprawdzam, ile zapasu jest w spalaniu i odzysku energii. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, czy sterowanie predykcyjne spalaniem i odzyskiem energii może zmniejszyć zużycie paliwa wspomagającego i zwiększyć uzysk na tonę oraz czego by to wymagało.

Więcej: Ekonomiczne sterowanie predykcyjne

Moc spalania osadów ściekowych musi rosnąć w narzuconym terminie

Co się dzieje. Większe oczyszczalnie ścieków muszą w najbliższych latach odzyskiwać fosfor ze swoich osadów (Landesamt für Umwelt). Z tego powodu buduje się lub rozbudowuje spalarnie osadów. Niektóre są zaskarżane w sądzie, a procesy odzysku, które za nimi stoją, nie są jeszcze dojrzałe.

Ile to kosztuje. Projekty pod presją terminu i ryzyka prawnego. Zakład, który startuje późno lub źle pracuje w pierwszym roku, zostawia właścicieli osadów bez odbioru, a koszt idzie w opłatę za osady.

Dlaczego zwykłe rozwiązanie nie działa. Rozruch z nastawami dostawcy trwa miesiące, a suszarkę i piec trzeba dostroić do prawdziwego osadu. Każdy nowy zakład spotyka osad inny, niż zakładano.

Jak sprawdza to zdalna diagnoza w stałej cenie. Na podstawie danych projektowych, analiz osadów i, jeśli zakład istnieje, jego zapisów pracy buduję model suszarki, pieca i etapu odzysku. Zdalna diagnoza w stałej cenie mówi, gdzie rozruch będzie wolny, czy sterowanie można przygotować w symulacji i czego potrzebowałaby rozbudowa.

Więcej: Model zamiast ręcznie strojonych tablic parametrów