Informační a řídící systém kvality uhlí (paliva)
Firma MIP, spol. s r.o., se zabývá vývojem, projekcí, dodávkami a instalací (realizací) informačních a řídících systémů kvality uhlí (paliva).
Systém sledování a řízení kvality uhlí slouží pro monitorování kvalitativních a kvantitativních parametrů uhlí v úseku jeho těžby, zpracování, skládkování, expedice a spotřeby a k následnému ručnímu nebo automatickému řízení technologie na základě takto získaných informací. Informace o kvalitě a množství procházejícího uhlí technologií je okamžitá a spojitá, měřící zařízení využívají bezkontaktních metod měření (pásové váhy, popeloměry, vlhkoměry a síroměry instalované na pásové dopravě uhlí).
Takto získané informace jsou doplněny daty z geologického průzkumu lokality lomu nebo z dodávek uhlí na vstupu do tepelné elektrárny (teplárny), informacemi z rychloanalýz nebo laboratorních rozborů odebraných vzorků uhlí. Informace jsou pak dále vlastním systémem vizualizovány a archivovány, případně distribuovány do dalších informačních a řídících podnikových systémů, manažerských systémů a agend.
Systém tak poskytuje oproti obdobným zařízením a metodám stanovování kvality uhlí v technologii tyto výhody:
- okamžitou informaci o výhřevnosti, obsahu popelovin, vlhkosti a sirnatosti uhlí a o procházejícím množství uhlí. Je odstraněno zpoždění vyhodnocení měření jako je tomu u klasických laboratorních vzorků, kdy výsledky rozborů jsou známy až po uložení měřeného uhlí na skládce, po expedici uhlí z dolu nebo úpravny uhlí, v horším případě se projeví až při spalovacím procesu. Okamžitá informace je základem pro řízení těžby a zpracování uhlí, jakož i zauhlování kotlových zásobníků.
- kontinuální informace, které odlišují metody měření systému od měření laboratoře nebo zařízení vyžadující vzorkování uhlí. Kontinuální informace nahrazuje nereprezentativnost vypovídací schopnosti odebraného vzorku za celkové prošlé množství uhlí. Objem prošlého uhlí, a tím neměřeného mezi jednotlivými bodovými odběry vzorkovacího zařízení, je velmi velký. Metodika vzorkování vychází ze statistického zpracování jednotlivých bodových vzorků uhlí, jejichž frekvence odběru je dána možnostmi odběru a zpracování vzorkovacím zařízením, a možnostmi při vyhodnocení tohoto vzorku. Do úpravy a vyhodnocení vzorku pak mnohdy zasahuje i pracovník, který zatěžuje měření menší či větší chybou. Systém řízení kvality uhlí vychází rovněž ze statistického zpracování, avšak zpracovávaná informace je kontinuální a má tedy podstatně větší vypovídací přesnost. Jednotlivé naměřené hodnoty jsou presentovány jako vážené průměry a berou tedy v potaz množství procházejícího uhlí o dané kvalitě.
- pro měřící čidla není nutné budovat složitá a nákladná odběrná zařízení (jak je tomu u některých obdobných zařízení), lze je montovat dle potřeby na kterékoli místo v technologii (i na těžební velkostroje a rypadla, odkud má informace o kvalitě a množství těženého uhlí prvořadý význam pro další řízení těžby).
Vlastní realizace systému obsahuje:
- instalace čidel a měřících zařízení (pásových vah, kolejových vah, kontinuálních bezkontaktních popeloměrů, vlhkoměrů a síroměrů, laboratorních přístrojů pro prvkové analýzy vzorků, atd.),
- kabelové datové propojení měřících čidel, napojení na sběr dat z jejich měření (PLC systémy nebo komunikace),
- vybavení rozvoden PLC systémy (např. Siemens, Mitsubishi, atd.),
- instalace komunikačních drátových i bezdrátových propojení (počítačové sítě, technologické sítě Profibus FMS, ModBus, Ethernet, všesměrové nebo směrové rádiové přenosy, atd.),
- vybavení velínů a dispečinků výpočetní a zobrazovací (projekční) technikou (velkoplošná projekce technologických schémat, např. projektory Barco),
- vizualizace technologických schémat a stavů měření kvality uhlí,
- zpracování dat, archivace, protokolární výstupy a statistika,
- napojení na další řídící a informační podnikové systémy, manažerské systémy a agendy (vážící systémy kolejové nebo automobilové dopravy, informační ekonomické systémy, odbyt, atd.).
Aplikace systému sledování a řízení kvality uhlí:
Uvedené výhody a další vlastnosti charakterizují níže specifikované využití systému sledování a řízení kvality uhlí.
Doly.
Řízení těžby, úpravy a míchání uhlí. Na základě okamžitých informací ze systému, z geologického průzkumu lokality (geologický model lokality a báňský postupový model těžby) a z požadavků na kvalitu a množství konečného produktu systém určí obsluze:
- postavení rypadel (velkostrojů) na lokalitě dolu (zda vůbec postavení rypadel a kvalita, kterou budou těžit, umožní dosáhnout požadované kvality uhlí při určitém minimálním nebo maximálním těženém množství),
- požadavky na množství těženého uhlí od jednotlivých rypadel (velkostrojů),
- nastavení přesypových hlav na dopravníkové pásy (sesypávání jednotlivých rypadel, přisypávání ze skládky nebo zásobníků),
- nastavení na skládku nebo do zásobníků.
Skutečná těžba je pak kontrolována s požadovanou a při konfliktech systém obsluhu informuje o možném řešení dané situace. Během provozu se kontroluje pravdivost geologického průzkumu lokality podle měření systému a případně se automaticky mění požadavky na těžbu rypadel a nastavení technologie. Operátor má přehled o okamžitém stavu skládky a o expedovaném uhlí (dodržování kontraktačních mezí výhřevnosti nebo obsahu popela a síry). Podle potřeby skládku doplňuje nebo z ní přisypává pro dosažení potřebné kvality výstupního uhlí z technologie. Systém vyhotovuje expediční doklady, vyhodnocuje poruchovost zařízení, atd.
Nasazení systému sledování a řízení kvality uhlí je nezbytnou podmínkou při monitoringu stavu skládek a řízení odběru z těchto skládek.
Třídírna a úpravna uhlí.
Umístěním měřících zařízení na vstupu a výstupu uhlí do technologického procesu a na skládku (sleduje míchání uhlí na skládce) se dosáhne zvýšené produkce uhlí o stanovených parametrech, snížení ztrát za netříděné uhlí a minimalizace rozptylu od požadované kvality. Spojením informací ze systému s výkonnými zařízeními v technologii dojde pak k automatizaci vyřazování nevyhovujícího uhlí a zařazení další úpravy do toku uhlí technologií.
Elektrárny, teplárny a cementárny.
Informací ze systému se využívá k řízení zauhlování, a tím k zefektivnění výroby elektrické energie, tepla a ke kontrole kvality uhlí z ekologického hlediska. Systém sledování a řízení kvality uhlí lze využít jako vstup pro další automatické řídící systémy, jako je řízení spalovacího procesu a odsiřování spalin.
Měřící čidla se jeví výhodné umístit na vstupu uhlí od dodavatelů před skládku paliva. Operátor zauhlování má pak okamžitou informaci o přicházejícím uhlí. Může nasměrovat jeho ukládání do sektoru skládky podle jeho kvality. Tímto má obsluha vždy přehled o aktuálním stavu skládky a o zásobách uhlí. Rovněž lze kontrolovat kontraktačně stanovené meze ve kvalitě uhlí od dodavatele.
Dalším místem aplikace čidel je výstup ze skládky, resp. vstup do kotlových zásobníků. Význam nasazení spočívá v tom, že je znám obsah kotlových zásobníků a tím i kvalita paliva přicházejícího do kotle. Tyto informace se poskytují do systému řízení spalovacího procesu a odsiřování spalin. Obsluha může podle okamžité kvality přicházejícího uhlí volit mixování z různých sektorů skládky nebo přisypávání ze sektoru skládky k uhlí přicházejícímu přímo ze vstupu od dodavatele. Takto se dosáhne dodávky paliva do kotle ve stanovených kvalitativních mezích, které hrají v ekonomice spalovacího procesu velmi velkou roli.
V cementárnách potom lze využít informace o obsahu popelovin v palivu při dalším zpracování popele.
Ocelárny.
Informací ze systému se využívá při řízení provozu z hlediska obsahu popelovin v koksu.
