1. Consideraţii generale
Utilajele folosite în cadrul centralelor termoelectrice (cazanele şi turbinele cu abur) sunt agregate scumpe, cu durată lungă de exploatare. Evoluţia rapidă a metodelor şi tehnologiilor de producere a energiei electrice face ca – de multe ori – utilajele să fie depăşite moral de progresul ştiinţei, chiar dacă nu şi-au încheiat durata de viaţă. Investiţiile mari ce sunt necesare pentru înlocuirea utilajelor din CET-uri, mai ales în condiţiile specifice României, fac ca acestea să nu poată fi schimbate rapid. În consecinţă, ele trebuiesc exploatate în continuare încă o bună perioadă de timp. La aceste considerente se adaugă faptul că atât cazanele de abur cât şi turbinele cu abur au fost proiectate şi construite cu circa 15 ÷ 20 de ani în urmă.
2. Modalităţi de reducere a consumului de combustibil
În CET-uri se obţine energie electrică pe baza transformării energiei termice provenite din arderea combustibililor fosili. Această transformare are la bază un ciclu termodinamic. Urmărind toate fazele transformării energiei în instalaţiile centralei, randamentul global al centralei termoelectrice cu abur – considerând energia utilă ca fiind aceea de la bornele generatoarelor – este dat de relaţia:
unde:
Consumul specific de combustibil realizat este invers proporţional cu randamentul CET-ului.
Instalaţiile dintr-o centrală termică sunt deosebit de complexe, funcţionarea lor fiind definită de mulţi parametri. Unii dintre ei sunt măsuraţi în mod direct în instalaţie (presiuni, debite, temperaturi), alţii sunt determinaţi prin formule de calcul (randamente, consumuri etc.).
Metoda clasică de calcul – având la bază diagrame şi tabele termodinamice sau chiar programe pentru determinarea entalpiei aburului – este laborioasă, rezultatele obţinându-se după un timp îndelungat în comparaţie cu desfăşurarea proceselor din instalaţie. În acest context poate fi amintită metodologia propusă în lucrarea [2] – de Grupul de Studii, Cercetare şi Inginerie a RENEL-ului – pentru calculul consumului de combustibil. Aceasta ste o metodă de post-calcul, metodă prin care se determină consumul specific realizat la sfârşitul unei perioade de timp (o saptămână, o lună etc.). Informaţiile obţinute în acest fel nu permit luarea unor decizii în timp util pentru a corecta funcţionarea instalaţiilor.
O soluţie a problemei constă în utilizarea analizei în timp real a proceselor termoenergetice, analiză care se poate face prin intermediul unui Sistem de monitorizare în timp real a cazanelor de abur şi turbinelor cu abur (RTMS) din centralele electrotermice.
Realizat de firma ROMCONVERT, RTMS – prezentat în lucrarea [1] – este un sistem complex de achiziţie şi prelucrare a datelor (figura 1). El realizează culegerea automată a datelor din instalaţie (presiuni, temperaturi, debite) şi – pe baza unor module-program specializate – calculează rapid, într-un interval de 10 ÷ 15 secunde, toate mărimile utile exploatării.
Echipamentele hardware folosite în vederea achiziţiei datelor sunt înglobate într-un sistem dublu redundant, ceea ce permite o funcţionare sigură a instalaţiei.
Programele se individualizează pentru fiecare instalaţie (CET) în parte. Prin intermediul lor se realizează bilanţuri masice şi energetice pe fiecare utilaj şi pe ansamblul CET-ului, determinând randamente, consumuri şi pierderi.
3. Posibilităţi de exploatare cu consumuri minime de combustibil oferite de RTMS
Cunoaşterea în fiecare moment a principalilor parametri şi a performanţelor instalaţiilor permite conducerea proceselor tehnologice cu anumite obiective precise, operatorul putând să ia decizii în timp util.
În acest paragraf se face analiza a două aspecte majore ale procesului de transformare a energiei termice în energie mecanică, aspecte care urmărite în timpul exploatării cu RTMS conduc la economie de combustibil.
4. Concluzii
RTMS este un sistem informatic complex de achiziţie şi prelucrare a datelor ce se poate implementa pe instalaţiile existente. El oferă informaţii utile operatorului.
Sistemul de monitorizare a grupurilor energetice permite obţinerea în timp real a informaţiilor necesare unei exploatări cu randamente maxime, consumuri minime şi încadrarea în normele de poluare a mediului.
RTMS asistă eficient operatorii instalaţiilor, 24 de ore din 24, semnalând vizual şi acustic ori de câte ori parametrii instalaţiilor se apropie de valorile critice sau când personalul tehnic execută manevre greşite. El poate fi programat să semnaleze creşterea consumului de combustibil peste anumite valori limită prestabilite.
Sistemul reprezintă primul pas în introducerea conducerii automate după criterii de optimizare energetică şi economică a proceselor termoenergetice.
RTMS foloseste tehnologie occidentală pentru partea de achiziţie a datelor, prelucrarea fiind făcută cu un pachet de programe original conceput în cadrul firmei ROMCONVERT, ceea ce conduce la un preţ de cost mai scăzut faţă de produsele similare ale altor firme.
RTMS are o concepţie modulară astfel încât – cu minim de efort – se poate adapta pe orice configuraţie a CET-urilor.
Bibliografie:
Neacşu, S.; Chiper, L.; Florea, T.: Monitorizarea în timp real a grupurilor termoenergetice cazan-turbină, Conferinţa Naţională de Termotehnică Piteşti, vol. I, pag. 271-277, Editura Universităţii Piteşti, mai 1998.
Goliciu, D.; Simionescu, C.; Săndulescu, I.; Popescu, C.; Predescu, N.; Topolscki, S.: Metodologie pentru analiza consumului total de combustibil în centralele termoelectrice RENEL.
Popa, G.; Leca, A.: Tabele, nomograme şi formule termotehnice, vol. I, Editura Tehnică, Bucureşti, 1987.
Dobrinescu, D.: Procese de transfer termic şi utilaje specifice, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1983.
Van Wylen, G.; Sonntag, R.; Borgnakke, C.: Fundamentals of Classical Thermodynamics, John Wiley & Sons Inc., New York, 1994.
Feidt, M.: Thermodynamique et Optimisation Energétique de Systèmes et Procedés, Technique et Documentation (Lavoisier), Paris, 1987.
