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PlantPAx DCSは化石燃料の発電所の排出ガス削減を支援

ルーマニアの石炭火力発電所は、ロックウェル・オートメーションの強力で柔軟かつスケーラブルなDCSソリューションの導入により、国家公害指令に適合

課題

  • ルーマニアの大規模なCHPプラントは国の環境目標を達成するために、石炭火力蒸気ボイラーの排出量を削減する必要があった。

ソリューション

  • プロセスサーバ(PASS)
  • ハイエンドのオペレータワークステーション(OWS) & エンジニアリングワークステーション(EWS)
  • 単一の統合プログラミングおよび動作環境
  • ハイエンド・プロセス・コントローラ
  • ミッドレンジ・プロセス・コントローラ

結果

  • 厳しい排出目標に達成
  • 新しい高度なプロセス制御ソリューション
  • リアルタイムと履歴分析のためのデータ収集
  • 柔軟性とオープン・ネットワーク・ソリューションにより、明確なアップグレードとパフォーマンス改善の道筋が提供された。

人々、組織、企業、国が環境のために「貢献する」ことを奨励するために、地域、国内、国際的なプログラムが実施されている現在、サステナビリティは今でも世界で非常に高い優先順位のままです。

国際レベルでは、パリ協定が野心的な目標を設定していますが、地域レベルでは、EU排出量指令が排出量を許容レベルまで削減する独自のプログラムを作成するよう加盟国に同程度の圧力を設定しています。日付関連のステージゲートに到達したため、ヒットするのが難しくなっています。

この法律の効果を感じている施設の1つは、ルーマニアの2番目に大きな都市であるヤシにある熱電併給(CHP)プラントです。プラントの420T/hr蒸気ボイラーのうち2台は、燃料油がバックアップされた状態でピット炭で稼動しています。また、多くの化石燃料駆動システムで真実であるように、排出量は最適ではありませんでした。

発電所のオペレータは、これらの排出、特にSO2レベルをより適切に管理および軽減する必要があることに気付き、このプロジェクトを発電システムの制御基盤全体をアップグレードする機会と捉えました。このプロジェクトでは、認定システムインテグレータとしてロックウェル・オートメーションのPartnerNetwork™のメンバーであるルーマニア企業のElsaco Electronic SRL (エルサコ)社を採用しました。エルサコ社は、エネルギー、水力、自動化、SCADAを専門として、ヨーロッパだけでなく世界中のさまざまなプロジェクトをカバーしています。

ロックウェル・オートメーションの認定システムインテグレータおよびソリューションプロバイダの企業は、産業制御システムの設計、実装、プロジェクト管理、および保守に関する実証済みの知識と経験を提供する、実績のある信頼できる確立された企業です。

エンドユーサによると、「ヤシの暖房プロジェクトの目標は、加盟条約に基づいて設定された環境義務、およびエネルギー効率、燃料の柔軟性、暖房供給の安全の向上など、国家エネルギー戦略および政策の目的の遵守を保証する投資プログラムを作成することでした。」

課題

環境指令は、特に化石燃料源の排出制御の観点からヒットするのが難しいターゲットになる可能性があります。多くの問題は、これらの目標と指令が一般的になる前の時代に設計された古い機器の設置ベースでの作業にかかっています。ほとんどの場合、燃焼のクリーン化や燃料制御の厳格化など、運用効率の改善が可能ですが、プロセス自体が本質的に環境にやさしくない場合は、環境への有害性を減らすために排出物が生成されるときに対処する必要があります。

CHPプラントでは、2台のボイラーの共有煙突に新しい排煙脱硫(FGD)ソリューションを配備する必要がありました。これにより、SO2レベルをより適切に管理するとともに、給湯ボイラーの改修、電気集塵装置、ポンプおよび移送システム、低NOxバーナーの設置など、他の多くの改善も行なっています。

FGDに関しては、排煙脱硫効率と稼働率を含む、排煙排出口でのSO2濃度とダスト濃度の厳しい性能パラメータを満たす必要がありました。プロセスで使用される電気の消費量、試薬の量、および水の量も厳しく制御され、確かな規定値を維持する必要がありました。

プロジェクトの規模と複数の変数に加えて、システムの設計者およびインテグレータとしてのエルサコ社は、プロジェクト時間の制約に直面しました。これは、既存の機器に損傷を与えることなく煙道ガスループのテストと調整を行なわなければならなかったためにさらに悪化しました。

ソリューション

新しいFGDプラントは、SO2, SO3, HCl, HF, および塵などの酸性化合物を沈殿させるために使用されます。これは、循環流動層(CFB)リアクタ、ファブリックフィルタ、ブースターファン、および複数の補助システムで構成されています。

稼働中、未処理の煙道ガスは乾燥粉末消石灰と循環反応生成物で構成される循環流動層を流れます。反応条件を向上し、原料ガスの温度を下げるために制御された量の加圧水がリアクタに噴霧されます。冷却され化学的に洗浄された粒子含有ガスはリアクタを出て、ファブリックフィルタに入り、ほこりを取り除きます。その後、沈殿した固体粒子は固体回収容器に集められ、ほとんどがCFBリアクタにリサイクルされます。少量が製品サイロに収集されます。

このプロセスの目標は、SO2濃度を2.190mg/m³ STP無水ベースから50mg/m³ STP無水ベースに減らし、浄化された煙道ガス内の固形分を6%無水ベースで50mg/Nm³から6%無水ベースで20mg/Nm³未満に減らすことでした。

エルサコ社のエンジニアの一人であるボグダン・パンサル氏は次のように説明しています。「FDGプラントの制御について、エンドユーザはロックウェル・オートメーションのPlantPAx® DCSを導入するという私たちの提案を受け入れました。PlantPAx DCSは、必要な性能、柔軟性、および可用性を提供し、システム設計者としての観点から、PlantPAxで使用可能なロックウェル・オートメーションのプロセスオブジェクトのライブラリによりプロジェクトの開発時間が大幅に改善されました。」

彼はさらに続けます。「特定のお客様のニーズを満たすために、DCSは、最先端のマイクロプロセッサに基づいて、自由に設定およびプログラム可能な自己診断コンポーネントを提供する必要がありました。お客様は、将来さらに優れたパフォーマンスを引き出すために、システムをさらに開発するための柔軟性と自由も必要としていました。」

業界で実績のあるPlantPAx制御ソリューションは、パフォーマンスと信頼性に関する要件を満たしながら、環境上の義務を果たすことができるレベルの運用を提供します。"

ハードウェアに関してはPlantPAx DCSソリューションは、ハイエンドのロックウェル・オートメーションのプロセスコントローラによって監視され、光ファイバーEtherNet/IPネットワーク上で、補助機器からのデータを監督および収集するミッドレンジのデジタルI/Oプロセスコントローラを備えた管理型スイッチで通信します。冗長性は、ハイエンドコントローラ、サーバ、および通信システムのレベルに組み込まれています。オペレータは、中央制御室のオペレータワークステーション(OWS)から運用全体を監督および制御できます。

PROFIBUSおよびModbus通信モジュールは、EtherNet/IPネットワークに直接接続されていないデバイスと通信するためにミッドレンジコントローラと組み合わせて使用されました。これらのモジュールは、 ロックウェル・オートメーションのPartnerNetworkのもう1つのメンバーであるProSoft Technology社がグローバルなEncompass製品パートナレベルで提供しました。

全体的なシステム機能には、アーカイブ、トレンド、通信、およびエンジニアリングするために、データ収集と処理、コマンドとインターロック、ヒューマン・マシン・インターフェイスとデータストレージが含まれています。ハイエンドHMIインターフェイスは、単一の統合プログラミングおよび動作環境で使用され、高度な診断を提供し、ポンプやバルブなどのフェイスプレートを処理します。

結果

業界で実績のあるPlantPAx DCS制御のFDGを導入と、両方のボイラーの電気集塵機を改修したことによって、微粒子排出範囲は50mg/Nm3 6% O2を下回るようになりました。その結果、プラントのこの要素は微粒子排出基準に準拠するようになりました。

エンドユーザは次のように説明しています。「エルサコ社は、短時間で安定した堅牢なシステムを提供しました。業界で実績のあるPlantPAx制御ソリューションは、パフォーマンスと信頼性に関する要件を満たしながら、環境への義務を果たすことができるレベルの運用を実現します。」

パンサル氏は次のように結論付けています。「私たちはロックウェル・オートメーションのエンジニアと素晴らしい関係を持っています。彼らはプロジェクトと開発の両方の段階で本当に良いサポートをしてくれました。本当に感謝しています。今後のコラボレーションを楽しみにしています。」

 

Allen-Bradley, PartnerNetwork, PlantPAx, およびRockwell Automationは、Rockwell Automation, Inc.の商標です。

EtherNet/IPは、ODVA, Inc.の商標です。

Rockwell Automationに属していない商標は、それぞれの企業が所有しています。

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