Ratkaisut

Koneharjun turbiiniautomaatioon myös Endress+Hauserin mittausosaamista

Lahti Energia valitsi Metson uudistamaan Koneharjun turbiiniautomaation. Uuden säätöjärjestelmän avulla voimalaitos pyrkii lisäämään kaasuturbiinin käyttövarmuutta.

”Uusi ratkaisu merkitsee meille entistä parempaa kustannustehokkuutta, käytettävyyttä ja helpompaa kunnossapitoa”, sanoo Koneharjun turbiinin automaation uudistuksesta Lahti Energialla vastannut projekti-insinööri Jarmo Naukkarinen.

Uusi automaatio korvaa elinkaarensa päähän tulleen turbiinisäätöjärjestelmän. Toimitukseen kuuluvat myös turbiinin ylikierrossuoja, värähtelysuojat, perusparannuksena tehtävät hydrauliikkamuutokset sekä kenttäsuunnittelu, instrumentointi, asennus, tehdastestaus ja operaattoreiden koulutus. Säätösovellus testattiin kaasuturbiinin simulointimallilla, jota käytetään myös koulutuksessa.

Turbiinisäätäjä integroidaan osaksi käytössä olevaa Metson toimittamaa Metso DNA -automaatiojärjestelmää. Nykyisellä DNA-tekniikalla pieniä järjestelmiä voidaan liittää osaksi isoa kokonaisuutta. Näin asiakkaan kunnossapidolle ja operaattoreille saadaan yksi näkymä eri laitoksiin ja mahdollisuus reagoida nopeasti kyseisen kohteen tapahtumiin.

”Etävalvonnan avulla operointi tapahtuu Kymijärveltä, jolloin laitoksilla tapahtuvat käynnit voidaan minimoida”, Naukkarinen kertaa.

Lahti Energian etäkäytettävät laitokset sijaitsevat noin 40 kilometrin säteellä Kymijärven voimalaitokselta. Tällä hetkellä Metson automaatiojärjestelmään liitettyjä etäkäytettäviä laitoksia on toista kymmentä, ja suunnitelmissa on jatkaa tätä kehitystä.

Solar-turbiinin modernisointi herättää mielenkiintoa

Koneharju poikkeaa muista vastaavista projekteista siinä, että polttoaineen säätö toteutetaan nyt Neleksen vakioventtiilein. Venttiileitä ei näin ollen ole suunniteltu ainoastaan tähän kaasuturbiiniin, vaan huikea suorituskyky löytyy itse venttiilistä.

Aiemmin käytetty monimutkainen erikoisventtiili korvattiin Neles-segmenttiventtiilillä, sillä Nelprof-venttiilinmitoitusohjelma indikoi tämän venttiilin soveltuvan kohteeseen parhaiten.

Uusi turbiiniautomaatio on ollut käytössä, ja kokemukset ovat olleet pelkästään positiivisia. Lisäksi voimalaitokseen toimitettiin Endress+Hauserin kenttälaitteita, mm. lämpötilamittaus- sekä paine- ja paine-erolähettimiä.

Lahti Energian Koneharjun turbiiniautomaatio oli ensimmäinen projekti tämän kokoluokan koneelle.

”Tämä projekti oli ainutlaatuinen kaasuturbiinille tehtävä modernisointityö, koska vanhat kaasusäätö- ja pikasulkuventtiilit korvattiin uusilla Neleksen ja Metson venttiileillä. Kyseessä oli myös ensimmäinen Solar-tyyppisen kaasuturbiinisäädön modernisointi”, kertoo Metson turbiinisäätöjen tuotepäällikkö Tom Bäckman.

Metso ei ollut aiemmin suorittanut yhtä laajaa mekaanista projektia, jossa venttiilit vaihdetaan. Venttiilien mitoituksissa käytettiin apuna Metso Endress+Hauserin osaavaa henkilökuntaa sekä Nelprof-ohjelmaa.

Bäckman kertoo, että samanlaisia Solar-kaasuturbiineja on Lahti Energialla on kolme kappaletta ja eri puolilla maailmaa satoja.

Metso modernisoi Lahti Energian toista kaasuturbiinia paraikaa, ja sen käyttöönotto on edessä syksyllä.

”Olemme saaneet muutamia Solar-kaasuturbiinisäädön modernisointikyselyjä myös Euroopasta. Se on tietysti hyvä merkki, koska Metsolla on olemassa valmis konsepti”, Bäckman toteaa.

Metso toi turbiinisäätäjään uusia ominaisuuksia

Metso on kehittänyt turbiinisäätäjäänsä lisäämällä siihen uusia ominaisuuksia ja integroimalla sen osaksi Metso DNA -automaatiojärjestelmää.

Nopea kahdennettu säätö käsittelee jopa viiden millisekunnin säätösyklejä turbiinin koosta riippumatta. Uusi I/O-kortti pystyy säätämään minkä tahansa milliampeeriluokan servoventtiilejä. Säätö on yleensä kahdennettu, mutta saatavilla myös yksinkertaisena.

Uudet, nopeat milliampeeri- tai LVDT-tulot rekisteröivät tiedon venttiilien asennosta. Koko konfiguraatio koostuu Metson testatusta standardijärjestelmästä, mikä helpottaa kunnossapitoa jatkossa.

Uudessa turbiinisäätäjäratkaisussa on hyödynnetty myös Metson vahvaa kunnonvalvontaosaamista. I/O-kortteihin ja prosessisäätäjiin on integroitu värähtelynvalvonta- ja suojausominaisuuksia. Uudet I/O-kortit pystyvät lukemaan tavallisia kiihdytys- ja pyörrevirta-antureita.

Integroitu kunnonvalvonta parantaa järjestelmän diagnostiikkaa ja tekee erillisen järjestelmän tarpeettomaksi. Mittaustuloksia voidaan käyttää suojauksessa, jokapäiväisessä online-kunnonvalvonnassa sekä vaativimmissa diagnostiikkatarkoituksissa.

Turbiinisäätäjän integrointi pääautomaatiojärjestelmään helpottaa asiakasta huomattavasti, koska järjestelmä on avoin ja tuttu, eikä mitään ns. ”mustia laatikoita” ei ole käytössä. Tämä parantaa koko prosessin toimivuutta, ohjausta ja käytettävyyttä. Samalla suunnittelu, käyntiinajo ja jatkossa tarvittavat huoltotoimenpiteet helpottuvat ja vievät vähemmän aikaa.

”Pitkälle viety integraatio tekee ratkaisuista kustannustehokkaan ja mahdollistaa tarkat toimitusaikataulut”, Lahti Energian Jarmo Naukkarinen kiittää.

TEKSTI: Unna-Sisko Palo

Julkaistu: 21.05.2013