Konferencja Naukowo-Techniczna: AUTOMATYZACJA W ELEKTROENERGETYCE 2007
Miesięcznik „Napędy i Sterowanie” zorganizował w dniach 26-27 kwietnia br. już po raz 9. Konferencję Naukowo-Techniczną z cyklu „Automatyzacja w Elektroenergetyce 2007”. Nad wydarzeniem, które odbyło się w Hotelu „Wodnik” w Bełchatowie objęli patronat honorowy: BOT Górnictwo i Energetyka SA, BOT Elektrownia Bełchatów SA, BOT Elektrownia Turów SA, PKE SA Południowy Koncern Energetyczny, Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych – Politechniki Śląskiej, Instytut Automatyki Systemów Energetycznych we Wrocławiu, KAPE, Bosch Rexroth.
Konferencja była doskonałą okazją do przedstawienia koncepcji i rozwiązań z dziedziny nowoczesnych technologii i automatyki w energetyce przemysłowej oraz wymiany doświadczeń, co mocno podkreślił przewodniczący konferencji prof. dr hab. inż. Janusz Kotowicz z Instytutu Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej.
Grupa BOT jest największym polskim wytwórcą energii elektrycznej. Dysponuje 8020 MW zainstalowanej mocy i produkuje rocznie około 51 TWh energii elektrycznej, co daje jej 36-procentowy udział w krajowym rynku. Przedsiębiorstwa wchodzące w skład holdingu przykładają dużą wagę do nowych inwestycji, chętnie korzystają z nowoczesnych technologii i uczestniczą w innowacyjnych projektach. W BOT Elektrowni Bełchatów budowany jest największy w Polsce blok energetyczny o mocy 833 MW. W planach są również kolejne projekty, tak jest np. w BOT Elektrowni Opole, gdzie mają powstać dwa nowe bloki energetyczne. Rozważa się także budowę nowych źródeł energii w trzeciej elektrowni Grupy – w Turowie. BOT inwestuje w projekty ekologiczne. W lipcu na Górze Kamieńsk, położonej niedaleko Bełchatowa, powstanie elektrownia wiatrowa o mocy 30 MW. BOT współpracuje także z placówkami naukowymi, a wspólnie z kilkoma wielkimi firmami energetycznymi, rozpoczął prace nad projektem pierwszej w Europie komercyjnej elektrowni w technologii IGCC, czyli o zintegrowanej instalacji gazyfikacji węgla z blokiem gazowo-parowym. Zaletą tej technologii jest możliwość wychwycenia gazów cieplarnianych, które mają niekorzystny wpływ na atmosferę naszej planety.
Tematyka konferencji miała szczególną wymowę w aspekcie rozwoju nowych technologii energetycznych. Referaty naukowe i przedstawicieli elektrowni nadały ton dyskusji. Pierwszą sesję rozpoczął referat „Ogniwa paliwowe – wykorzystanie dla energetyki” – prof. dr. hab. inż. Janusza Kotowicza, mgr inż. Katarzyny Janusz i dr. inż. Grzegorza Wiciaka z Instytutu Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej. W wystapieniu tym przedstawiono obecny stan rozwoju technologii ogniw paliwowych dla potrzeb energetyki oraz omówiono charakterystyki ogniw paliwowych typu PAFC, PEMFC, MCFC i SOFC. Ponadto zaprezentowano wpływ stosowania ogniw paliwowych w technologiach energetycznych na środowisko naturalne ze szczególnym uwzględnieniem zastosowania ogniw paliwowych w systemach wychwytu CO2. W czasie prezentacji przedstawione zostały również osiągnięcia Instytutu Maszyn i Urządzeń Energetycznych w dziedzinie badań nad ogniwami paliwowymi oraz zasygnalizowano, że dalszy dynamiczny rozwój technologii energetycznych z wykorzystaniem ogniw paliwowych jest uzależniony od rozwoju ,"ekonomii wodorowej”. Metody wytwarzania, dystrybucji i magazynowania wodoru są ściśle powiązane z rozwojem ogniw i rozszerzaniem obszaru zastosowań. Jeżeli w dziedzinie technologii ogniw paliwowych dokona się znaczący postęp, to sytuacja wygeneruje impuls do rozwoju innych technologii. Należy w tym miejscu podkreślić fakt, że proces ten jest procesem dwukierunkowym.
Zdecydowanie nowatorski charakter prac nad ogniwami paliwowymi ma niewątpliwie pozytywny wpływ na decyzje o zakładaniu przedsiębiorstw innowacyjnych. Firmy typu spin-off mogłyby stać się niewątpliwie częścią, działającego sytemu rozwoju przedsiębiorczości w kraju, który to został powołany jest do wspierania działalności tworzących się średnich i małych firm. „Generatory o niekonwencjonalnej i regulowanej prędkości - wykorzystanie w energetyce” to prezentacja prof. dr. hab. inż. Włodzimierza Koczary z Instytutu Sterowania i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Warszawskiej. W referacie przedstawione
zostały przykładowe wyniki prac badawczych i wdrożeniowych realizowanych w Zakładzie Napędu Elektrycznego w Instytucie Sterowania i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Warszawskiej. Prace te dotyczyły układów z generatorami o regulowanej prędkości z przekształtnikami służącymi do wytwarzania napięcia sinusoidalnego o zadanej częstotliwości i amplitudzie. Wytwarzanie energii elektrycznej tym sposobem polega na rozdzieleniu funkcji przekształcania energii mechanicznej na elektryczną oraz zapewnienia zadanej jakości napięcia w zakresie przebiegu czasowego oraz liczby faz. Prędkość generatora może być tak dobierana, aby zapewnić najwyższą sprawność silnika napędowego oraz możliwie najmniejszą masę generatora i wysoka jakość pracy zespołu prądotwórczego. Kolejną prezentację na temat „Systemu zarządzania procesem produkcyjnym bloków nr 1 i 2 w Elektrowni Siersza” przedstawił mgr inż. Jacek Brzózka z PKE SA Elektrownia Siersza. W referacie przedstawiono parametry techniczne bloków Elektrowni Siersza w kontekście budowy sytemu sterowania obiektem (sytemu sterowania wielopoziomowego). Przedstawiona została też struktura układu automatyzacji produkcji energii i systemy nadzoru stanu technicznego bloków 1 i 2 (Server DNA Historian), a także innowacyjne rozwiązania oraz możliwości przedstawionego systemu.
Kolejny referat: „Układy do ograniczenia emisji CO2” – prof. dr. hab. inż. Janusza Kotowicza, dr. inż. Grzegorza Wiciaka i mgr inż. Katarzyny Janusz z Instytutu Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej dotyczył zagadnienia technologii wychwytu CO2, w kontekście unijnych zobowiązań, priorytetowo traktujących zadania w dziedzinie ochrony środowiska. W czasie prezentacji przedstawiono charakterystyki przemysłowych metod wychwytu CO2 ze szczególnym naciskiem na zagadnienia technologii membranowych. Najniższym zużyciem energii na separację CO2 charakteryzuje się metoda absorpcji fizycznej (około 0,03 kWh/kg CO2) oraz separacja membranowa (od 0,04 do 0,07 kWh/kg CO2). Procesy membranowej separacji dwutlenku węgla są mniej energochłonne, ale są jeszcze prowadzone jedynie w skali badawczej. Najmniejszy spadek sprawności energetycznej układu dotyczy procesów wychwytu CO2 przed spaleniem w układach IGCC połączonych z konwersją CO (dla absorpcji fizycznej lub separacji membranowej). Wówczas sprawność układu obniża się jedynie o 4 do 7,4%. W referacie stwierdzono, że najkorzystniejsze warunki finansowe z punktu widzenia producentów energii dotyczą układów z IGCC oraz układów kombinowanych z zastosowaniem technologii membranowej.
Osiągnięcia Elektrowni Bełchatów zaprezentowane zostały w wystąpieniu „Nowy Blok Energetyczny 833 MW” – BOT Elektrownia Bełchatów SA – mgr. inż. Bolesława Cirkosa, dyrektor ds. rozwoju BOT Elektrownia Bełchatów SA. W referacie pod tytułem „Praktyczne aspekty wykorzystania metod statycznych w inżynierii utrzymania ruchu”– dr inż. Adam Pietrzyk z GRUPY ENERGOCONTROL przedstawił możliwości metod statystycznych służących do globalnej analizy sytemu produkcji energii w aspektach technicznych i ekonomicznych. W następnym eferacie „Systemy zabezpieczeń silników elektrycznych ze szczególnym uwzględnieniem systemów iskrobezpiecznych.” dr inż. Artur Hanc również z GRUPY ENERGOCONTROL omówił zabezpieczenia silników w strefach zagrożonych wybuchem. Przedstawione zostały główne przyczyny uszkodzeń silników elektrycznych oraz ogólna budowę układu zabezpieczającego DMP i jego struktura. Kolejny referat „Algorytm oceny jakości pracy układów regulacji pracy dla potrzeb bloków energetycznych” wygłosił mgr inż. Mariusz Lipiński z Instytutu Automatyki Systemów Energetycznych we Wrocławiu.
W prezentacji prelegent omówił projekt, koncepcję, procedury i wyniki testów oraz aplikację na rzeczywistym obiekcie, dotyczące algorytmu jakościowej i ilościowej oceny pracy układów regulacji dla bloku energetycznego jako integralnego elementu. W referacie wskazano, że zastosowanie algorytmu oceny jakości pracy układów regulacji przyczynia się do ograniczenia strat spowodowanych występowaniem uchybów regulacji, a tym samym do powstania
korzyści finansowych.
W referacie „Monitoring emisji zanieczyszczeń spalin i pyłów w procesie technologicznym w BOT Elektrownia Turów SA” mgr inż. Stefan Piontek. kierownik Wydziału Nadzoru Automatyki i Systemów Cyfrowych – główny specjalista – BOT Elektrownia Turów SA. zaprezentował strukturę sytemu monitoringu procesu technologicznego produkcji energii, a następnie omówił funkcje i możliwości sytemu w aspekcie wymagań technologicznych, prawnych i ekonomicznych.
W dalszej części konferencji poruszono następujące zagadnienia: „Wysokociśnieniowe układy elektrohydrauliczne firmy Bosch Rexroth, stosowane w technice regulacji turbin” – mgr inż. Tadeusz Głębicki – Bosch Rexroth Sp. z o.o.; „Możliwości aplikacyjne falowników wektorowych serii MFC 710 firmy TWERD” – dr inż. Piotr Boniewicz – Zakład Energoelektroniki TWERD; „Prorynkowe kierunki zmian w zasadach eksploatacji krajowego systemu energetycznego” – mgr inż. Stanisław Poręba – dyrektor Departamentu Polityki Energetycznej i Paliwowej p.o. dyrektor ds. Energii i Paliw – BOT Górnictwo i Energetyka SA.
W referacie „Projektowanie optymalnych struktur układów gazowo-parowych” prof. dr. hab. inż. Janusza Kotowicza i mgr. inż. Łukasza Barteli Z Instytutu Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej, przedstawione zostały wyniki badań dotyczące projektowania i doboru struktur instalacji elektrociepłowni gazowo-parowych. Na wstępie omówiono klasyfikacje układów gazowo-parowych, a w dalszej części tematykę wpływu doboru struktury ze względu na charakterystyki termodynamiczne posiłkując się wynikami badań czterech struktur elektrociepłowni gazowo-parowych: elektrociepłowni z turbiną parową przeciwprężną z kotłem jednociśnieniowym następnie z turbiną parową przeciwprężną z kotłem dwuciśnieniowym, potem z turbiną parową kondensacyjną z kotłem jednociśnieniowym oraz elektrociepłowni z turbiną parową kondensacyjną z kotłem dwuciśnieniowym. W czasie wystąpienia wykazano między innymi, że: zastosowanie turbiny upustowo-kondensacyjnej pozwala na lepsze dopasowanie profilu produkcji ciepła w układach gazowo-parowym do wykresu zapotrzebowania na ciepło. Ponadto stwierdzone zostało, że układy gazowo-parowe pozwalają na uzyskiwanie bardzo wysokich wskaźników efektywności pracy, a przez to w odpowiednich warunkach mogą stać się konkurencyjne dla energetyki konwencjonalnej. Pomimo wymienionych korzystnych aspektów układów z turbinami przeciwprężnymi ich efektywne stosowanie może mieć miejsce wyłącznie w sporadycznych przypadkach. Wiąże się to z koniecznością eksploatowania przez długi okres w roku kotłów wodnych o stosunkowo dużych mocach cieplnych.
Kolejnym zagadnieniem konferencji było „Wsparcie utrzymania ruchu maszyn pomocniczych na bazie systemu VIBex oraz usług diagnostycznych” zaprezentowane przez dr. inż. Tomasza Barszcza z GRUPA ENERGOCONTROL. Innowacyjne rozwiązania w dziedzinie automatyki zaprezentowali: MERAZET SA – „Kamery termowizyjne w automatyce” – mgr inż. Daniel Rowecki; IGE+XAO Polska Sp. z o.o. – „Nowoczesne metody projektowania automatyki – CAD elektryczny” – mgr inż. Józef Koczor;
„TECHNOKABEL SA – prezentacja firmy”– mgr inż. Dariusz Ziółkowski; SIGMA COMPUTER EQUIPMENT Sp. z o.o. – „Zastosowanie nowoczesnej technologii w tworzeniu dokumentacji technicznej z zakresu elektroenergetyki” – mgr inż. Katarzyna Helińska; TELKO-POLAND Sp. z o.o. – „Nowe rozwiązania aplikacyjne w dziedzinie napędu silników asynchronicznych AC” – mgr inż. Krzysztof Kania.
Ponadto można było zapoznać się z prezentacjami: „Systemy SCADA PRO-200 w Energetyce” – mgr inż. Arkadiusz Beneś, dyrektor Oddziału – Wrocław ZEiSAP MIKROB SA; „Optymalizacja łożyskowania ze szczególnym uwzględnieniem techniki uszczelnień i smarowania według ABEG” – dr Krystian TERNKA, manager ABEG Holding Germany; „Nowoczesne rozwiązania zasilania i sterowania silników – falowniki SN” – mgr inż. Tomasz Sawczyn z ELETROTIM SA; „Komputerowy Program Zarządzania Gospodarką Smarowniczą” – mgr inż. Anna Pohorecka z TOTAL POLSKA; „Kable Produkcji Zakładów Kablowych BITNER w Automatyce i Pomiarach” – mgr inż. Alina Rychlik-Paradowska z Zakładów Kablowych BITNER oraz „Systemy tras kablowych” – mgr inż. Jacek Kliczek z „BAKS” Kazimierz Sielski.
Polska energetyka zawodowa w większości opiera się na technologii węglowej. Proces spalania węgla kamiennego jest najpoważniejszym źródłem emisji CO2. Przewidywany w Europie wzrost konsumpcji energii generuje konieczność stosowania nowoczesnych technologii energetycznych spełniających zaostrzone normy ochrony środowiska naturalnego. W Polsce zagadnienie ograniczenia emisji zanieczyszczeń nabiera szczególnego znaczenia w kontekście zobowiązań wobec Unii Europejskiej, w której ochrona środowiska jest jednym z zadań priorytetowych. Emisja zanieczyszczeń do atmosfery stwarza poważne problemy, co w bezpośredni sposób przekłada się na straty dla całej gospodarki w krótkiej perspektywie czasu. Konieczność redukcji emisji CO2 z procesów produkcji energii wymusza rozwój nowych technologii energetycznych, które ograniczą emisję związków szkodliwych do atmosfery. Sytuacja ta stwarza nowe wyzwania dla badań naukowych i doskonalenia technologii wychwytu i separacji CO2 oraz może się przyczynić do modernizacji i rozwoju czystych technologii produkcji energii. W związku z tym Unia Europejska postanowiła zintensyfikować prace nad zastosowaniem czystych technologii produkcji energii, a w tym technologii wodorowych w energetyce.
Wprowadzony 7 Program Ramowy Unii Europejskiej jako jeden z głównych celów stawia na przekształcenie UE w najbardziej konkurencyjną i dynamiczną gospodarkę świata. Gospodarkę zdolną do zapewnienia trwałego wzrostu gospodarczego. Aby tego dokonać należy w poszczególnych krajach członkowskich budować silne więzi pomiędzy przemysłem a nauką oraz intensyfikować działania polegające na inicjowaniu wspólnych prac naukowo-badawczych, prac rozwojowych i studialnych. Wkład merytoryczny w dyskusję wnieśli mgr inż. Stanisław Poręba, dyrektor Departamentu Polityki Energetycznej i Paliwowej – BOT Górnictwo i Energetyka SA, mgr inż. Bolesław Cirkos, dyrektor ds. rozwoju BOT Elektrownia Bełchatów SA, mgr inż. Tomasz Zimowski, dyrektor techniczny – członek Zarządu BOT Elektrownia Turów SA, mgr inż. Leszek Krzemień, dyrektor ds. technicznych – PKE SA Elektrownia Siersza.
Celem konferencji naukowo-technicznej „Automatyzacja w Elektroenergetyce 2007” było poszukiwanie optymalnych rozwiązań spełniających zarówno wymogi jak i potrzeby użytkowników tak, by odpowiadały wymaganiom związanym z ochroną środowiska. Zapraszamy na 10. Konferencję Naukowo-Techniczną „Automatyzacja w Energetyce 2008”, która odbędzie się 17–18 maja 2008 r.
