Referenzbericht Energie

Referenzbericht
Energie
Neue Kehrichtverbrennungsanlage in Thun
Neue Kehrichtverbrennungsanlage in Thun
In der neuen Kehrichtverbrennungsanlage Thun werden jährlich ca. 100.000
Tonnen brennbare Abfälle sowie Klärschlamm umweltschonend und
gesetzeskonform thermisch verwertet. Die dabei im Verbrennungsprozess
gewonnene Energie wird in elektrische Energie umgesetzt oder an das
Fernwärmenetz abgegeben. Die Müllverbrennungsanlage ist seit Februar 2004 in
Betrieb.
Bauherrin und Betreiberin der Anlage ist die AVAG KVA AG, eine
Tochtergesellschaft der AVAG. Die AVAG verfügt über langjährige Erfahrung in der
Abfallverwertung und -entsorgung und ist ein kompetenter und
verantwortungsbewusster Dienstleister für eine Region mit über 300.000
EinwohnerInnen und löst die Entsorgungsprobleme von rund 150 Gemeinden.
Die Verfahrenstechnik für die KVA wurde von der VonRoll Inova (Ofen/Kessel, RGR,
ABA), der Caliqua AG (Thermisches System) und der BKW FMB
(Energieversorgung) geliefert. Mit der Lieferung der Elektro- und der Leittechnik
der neuen KVA Thun wurden die beiden Allianzpartner LeitTec AG und AEK Elektro
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AG beauftragt. Das Projekt umfasste die Planung, Lieferung, Montage und
Inbetriebsetzung der Leit- und Steuerungstechnik, der Instrumentierung, der
Niederspannungsverteilungen sowie die industrielle Verkabelung. Die Realisierung
für die Leit- und Steuerungstechnik LAG in den Händen der LeitTec AG.
Als Prozessleitsystem wurde Simatic WinCC Open Architecture (WinCC OA)
eingesetzt. Dieses System zeichnet sich durch Objektorientierung, Flexibilität,
hohe Verfügbarkeit und Systemoffenheit aus, so dass der leittechnische Standard
der LeitTec AG mit der Verwendung dieses Systems auf einfache Art und Weise
umgesetzt und bei diesem Projekt angewendet werden konnte. Dieser Standard
für Verbrennungsanlagen, thermische Systeme und Kraftwerksanlagen wird mit
unterschiedlichen SPS-Systemen eingesetzt und ist mit spezifischen Funktionen für
künftige Anwendungen einfach erweiterbar. Durch die Anwendung dieses
Standards wird es möglich, komplexe Systeme mit höchsten Ansprüchen an die
Verfügbarkeit und die Prozessbedienung effektiv und in kurzer Zeit zu realisieren.
Endkunde
AVAG, Neubau KVA Thun
www.avag.ch
Systemintegrator
LeitTec AG
Offene Leittechnik
Für das Engineering der Elektro- und Leittechnik Thun bilden die
Entwicklungsumgebungen von WinCC OA und Step7 den zentralen Teil. Diese
Konfigurationstools werden mit der MSR-Datenbank LeTo und dem Elektropaket
Eplan ergänzt. Dadurch ist ein leistungsstarkes und effizientes Engineering
möglich, welches auf die Bedürfnisse von Kunden und Betreibern im
Kraftwerksbereich abgestimmt ist.
Für das Datenmanagement kommt der MSR-Datenbank LeTo eine zentrale
Bedeutung zu, da die MSR-Daten für SPS, Leitebene und Kommunikation in dieser
Datenbank verwaltet und den einzelnen Komponenten im System zur Verfügung
gestellt werden.
Die Inputs der Verfahrenslieferanten wie beispielsweise MSR-Informationen,
Apparate- oder Verbraucherlisten werden von uns mit der MSR-Datenbank LeTo
weiter aufbereitet, so dass diese nach der Bearbeitung als Export-Dateien für das
Leitsystem WinCC OA Step7, die OPC-Konfiguration bzw. das Elektropaket Eplan
zur Verfügung stehen.
Neue Revision unserer Inputs von den Verfahrenslieferanten können mittels LeTo
mit den bereits bearbeiteten Daten verglichen werden. Dabei wird automatisch ein
Bericht mit den Abweichungen erstellt, der für die Sicherstellung der Qualit ät und
für allfällige Rückfragen eine zentrale Rolle spielt. Nach dieser Überprüfung
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werden die neuen beziehungsweise geänderten Inputs in die Projektdatenbank
übernommen. Damit kann sichergestellt werden, dass immer mit dem neusten
Stand der Projektdaten gearbeitet wird.
LeTo verfügt über Schnittstellen zu allen gängigen SPS-Systemen und
Softwarepaketen. Es ist daher auch problemlos möglich, weitere Komponenten
(z.B. autonome Systeme) über einen Bus (z.B. Profibus) mit der Visualisierung zu
koppeln und so in die Bedienstationen zu integrieren.
Datenfluss offene Leittechnik
Mit diesem Konzept können wir garantieren, dass die während des BasicEngineerings festgelegten Standards eingehalten werden und eine übergreifende,
relationale und einheitliche Dokumentation erstellt wird. Im weiteren ist
sichergestellt, dass eine sehr hohe Qualität innerhalb des gesamten Leitsystems
und der Dokumentation vorhanden ist.
Leittebene
Die Leitebene der neuen KVA Thun besteht im wesentlichen aus zwei redundanten
WinCC OA Servern (Hot Standby), einem Datenserver für das Backup der
Archivdaten und der Applikationen, fünf Bedienarbeitsplätzen mit je zwei
Bildschirmen, einem RAS-Server, einer Rückwandprojektion sowie dem Netzwerk,
welches diese Komponenten miteinander verbindet. Als Visualisierungssystem
wird WinCC Open Architecture eingesetzt, welches eine Client / Server Architektur
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der Leitebene zulässt. Das Herz der Prozessbedienung wird durch die beiden
WinCC OA Server gebildet, die aus Gründen der hohen Verfügbarkeit redundant
(Hot Standby) aufgebaut sind. Die einzelnen Bedienarbeitsplätze, die über je zwei
Bildschirme verfügen, sind Clients, die als solche mit den WinCC OA Servern die
notwendigen Daten austauschen.
Das Netzwerk der Leitebene besteht aus einem Fast Ethernet TCP/IP, welches durch
den gewählten Hardwareaufbau eine hohe Verfügbarkeit bietet. Durch die
Architektur können die umfangreichen Möglichkeiten der Ferndiagnose genützt
werden. Die beiden Netzwerke "Leitsystem" und "KVA Administration" wurden als
eigenständige Netzwerke aufgebaut, sind jedoch für den Datenaustausch über
eine Firewall verbunden. Für die Prozessbeobachtung von definierten
Büroarbeitsplätzen aus oder über das Internet wurde ein RAS-Server mit
spezifischen Sicherheitsfunktionen ins Netzwerk der Leitebene integriert, so dass
das Leitsystem vor unerwünschten Zugriffen optimal geschützt ist.
Zur Unterstützung der Betriebsführung stehen auf der Visualisierungsoberfläche
wichtige Hilfsfunktionen zur Verfügung. Das sind beispielsweise Informationen
aus dem Dokumentationssystem, Anzeige der Stromlaufschema oder ein
vereinfachtes Schichtbuch.
Zur zusätzlichen Unterstützung der Betriebsführung wurde im Kommandoraum
eine DLP-Rückwandprojektion der Firma Barco installiert. Das modulare System
OverView-mDG mit einer Projektionsfläche von 1.5m Höhe und 3m Breite wird als
WinCC OA Arbeitsplatz benützt. Weiters werden auf diesem System die Bilder der
Videoüberwachungsanlage dargestellt.
Für die zentrale Konfiguration, die Systempflege und Anpassungen an den
Applikationen ist eine zentrale Engineeringstation vorgesehen. Durch diese
Trennung von Betrieb und Engineering kann eine optimale Verfügbarkeit des
Leitsystems garantiert werden. Mit dieser Engineeringstation wird das komplette
Leitsystem von den Ein- und Ausgabebaugruppen der Prozessstationen bis zur
Leitebene zentral konfiguriert.
Die Archivierung der Prozessdaten erfolgt auf jedem der beiden redundanten
WinCC OA Server. Das bedeutet, dass auch das Archiv redundant gehalten wird.
Nach allfälligen Ausfällen eines Servers wird die entsprechende Archivdatenbank
mit den korrekten Werten des zweiten Servers automatisch nachgeführt. Um eine
möglichst hohe Datensicherheit zu garantieren werden die Archive zyklisch auf
den Datenserver ausgelagert, wo wiederum Backupsicherungen erstellt werden.
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Technische Daten
• Technische Daten 1
• Technische Daten 2
• Technische Daten 3
• Technische Daten 4
• Technische Daten 5
Fließbild des Rauchgaswäschers
Funktionen
• Visualisierung/Bedienung der gesamten KVA ( Verfahren und Haustechnik)
• Bedienerhilfen wie dynamisierte Kriterien und Hinweistexte
• Alarmhandling/Alarmmanagement
• Trending mit individuellen Verdichtungsstufen
• Kommunikation mit der Automatisierungsebene
• Datenarchivierung auf jedem Server
• Auslagerung der Prozessdaten zum Datenserver
• Schnittstelle zum System Instandhaltung
• Schnittstelle zur zentralen Betriebsdatenerfassung und -Verarbeitung.
• Vereinfachtes Schichtbuch
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• Berechnung und Darstellung der optimalen Betriebspunkte (Feuerungsdiagramm
Navigator)
Prozessebene
Die Prozessebene besteht aus dem SPS System S7 von Siemens. Die redundanten
Prozessstationen sind aus S7-400H und die dezentralen Remote I/O-Einheiten aus
ET200 Komponenten aufgebaut. Um eine optimale Verfügbarkeit des
Gesamtsystems zu gewährleisten, sind für die einzelnen Verfahrensteile
Feuerung/Kessel, Rauchgaswäsche/Abwasseraufbereitung, thermisches System
und Energieversorgung vier voneinander unabhängige, redundante (Hot Standby)
Prozessstation aufgebaut. Für die Gebäudetechnik, welche ebenfalls in das
Leitsystem integriert wurde, ist eine weitere, nicht redundante Prozessstation
vorgesehen. Als Schnittstelle zum Feld sind dezentrale I/O Module des Typs
ET200M in lokale Vorortschränke eingebaut. Die Kommunikation zwischen den
redundanten Prozessstationen und den I/O-Anschaltungen der Vorortschränke
besteht aus einem redundanten Profibus DP in LWL-Technik.
Prozess
Folgende Verfahrensteile sind im von der LeitTec AG gelieferten PLS-/SPS-System
integriert:
• Feuerung bestehend aus Einfülltrichter, Stössel-/Roststeuerung, Schubboden
• Feuer-Leistungsregelung mit integriertem Feuerungsdiagramm-Navigator
• Entaschung mit Stösselentschlacker, Pneum, Förderung, Klopfwerk,
Ascheaustrag etc.
• Luft-Rauchgasweg bestehend aus Primärluft, Sekundärluft, Nox-Abscheidung
und Saugzug
• Wasser-/Dampfkreislauf bestehend aus Speisewassersystem, Zusatzwassersystem, Trommel, Überhitzung mit Einspritzregelungen, Anfahrventil,
Kondensatsystem etc.
• Gesamtes thermisches System, HD- und ND-Dampfverteiler
• Rauchgaswäscher
• Denox-Anlage
• FLUWA (Flugaschenwaschanlage)
• Abwasseraufbereitung (ABA)
• Steuerung MS-Anlage und Energieversorgung
• Haustechnik
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• Hilfssysteme wie Druckluftversorgung, Chemikalienbefüllung, Hydraulikstation,
Akuarollkühlung, Adsorbensdosierung etc.
Konfiguration/Werterhaltung
Durch die Projektierung mit der MSR-Datenbank LeTo wurde eine durchgängige
und vorwärtsgerichtete Planung möglich, wie diese bei klassischen
Prozessleitsystemen üblich ist. Die Werterhaltung des Engineerings kann dank der
offenen Struktur von LeTo garantiert werden. So stehen die aktuellen MSR-Daten
aller Komponenten, welche das Leitsystem betreffen, der KVA Thun,
systemunabhängig zur Verfügung.
Verbrennungsofen
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