Biomasse erhöht Ökoenergieanteil: Modernes Leitsystem für Biomassekraftwerk

Die Energie AG Oberösterreich blickt auf eine über 115-jährige Tradition zurück und ist in den Sparten Energie, Entsorgung und Wasser tätig. Das Unternehmen betreibt am Standort Timelkam mehrere thermische Kraftwerke und hat eine umfangreiche Infrastruktur in der Region aufgebaut. Für die Realisierung einer Biomasseanlage mit Kraft-Wärme-Kopplung herrschen daher optimale Voraussetzungen. Die Energie AG nutzte diese Ausgangslage, um die vorhandenen Gas- und Kohlekraftwerke um ein Biomassekraftwerk zu ergänzen und den Anteil an Ökostrom auf insgesamt 250GWh pro Jahr zu steigern. Als Energieträger kommen bei dem innerhalb eines Jahres errichteten Biomassekraftwerk ausschließlich nachwachsende Rohstoffe aus der Region zum Einsatz. Die Produzenten liefern die Biomasse an, die in einem Puffersilo auf dem Werksgelände des Kraftwerks zwischengelagert wird. Über Förderbänder wird daraus die Feuerungsanlage beschickt. Hohe Forderungen an die Technik Kern der Feuerungsanlage ist ein moderner Wirbelschichtkessel, in dem jährlich etwa 75.000t Rinden und Säge­nebenprodukte, 35.000t Altholz sowie 5.000t Holz und Holzreststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft verfeuert werden. Die Verbrennungsgase durchlaufen eine Rauchgasreinigung. Die eigentliche Stromerzeugung erfolgt mit einem 40MW-Generator, der von einer Dampfturbine angetrieben wird. Die Abwärme dieser bereits vor der Erweiterung vorhandenen Turbine wird mithilfe einer Kraft-Wärme-Kopplung (ca. 35MW) umgewandelt und in das Fernwärmenetz eingespeist. Um einen optimalen Wirkungsgrad und die angestrebte CO2-Einsparung zu erreichen, hat die Energie AG in allen Bereichen der Anlage auf den neuesten Stand der Technik gesetzt. Gerade die gegenüber Gas und Kohle großen Schwankungen in der Zusammensetzung der Biomasse und damit des Brennwerts führten dazu, dass hohe Anforderungen an die Verfahrenstechnik gestellt wurden. Deshalb legte das Unternehmen strenge Maßstäbe an die Automatisierungstechnik und damit an die Prozessleittechnik an. Neben den reinen Performance-Anforderungen standen vier Bedingungen im Vordergrund, die das Leitsystem zu erfüllen hatte: – Integrationsfähigkeit und Erweiterbarkeit – Durchgängigkeit – Attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis – Flexibilität und Zuverlässigkeit des Lieferanten Die Experten der Energie AG legten besonderes Augenmerk auf die Integrationsfähigkeit des einzusetzenden Leitsystems, da die Leitsysteme der vorhandenen Kraftwerke angekoppelt und große Systembrüche vermieden werden mussten. \“Uns war es sehr wichtig, dass die Visualisierung weitestgehend einheitlich gestaltet werden konnte, um die Einarbeitungszeit der Leitstandbesatzung möglicht kurz zu halten und gleichzeitig Bedienungsfehler zu minimieren\“, sagt Dipl.-Ing. Johann Köttl, Betriebsleiter der Kraftwerke Timelkam. Da die Energie AG ständig die Anlagen modernisiert und um weitere Kraftwerksbereiche ergänzt, wurde die Erweiterbarkeit des Leitsystems als Entscheidungskriterium herangezogen. Um die Projektierungs- und Engineering-Phase möglichst kurz zu halten und gleichzeitig die Zuverlässigkeit der Anlage im Betrieb zu erhöhen, war die Durchgängigkeit des Systems ebenfalls entscheidend. Aprol setzt sich durch Die Energie AG startete die Ausschreibung für die Leittechnik trotz bereits vorhandener Leitsysteme anderer Hersteller ergebnisoffen. \“Wir haben im Rahmen der Evaluierung die eingeholten Angebote analysiert, Referenzanlagen besucht und Teststellungen genutzt\“, erklärt Ing. Friedrich Kirchhofer, zuständig für Einkauf und Logistik des Energie-Konzerns. Nach Abschluss der Bewertung fiel die Systemwahl auf Aprol von B&R. Für die Realisierung des Projekts wurde die VA Tech Elin EBG GmbH verpflichtet. Die Projektleitung, übergeordnete Koordination und Planung sowie das übergeordnete Engineering führten Mitarbeiter der Energie AG durch. Es konnte ein zukunftsweisender Engineering-Standard gesetzt werden, der auf das eigene Know-how aufbaut. Mehrere Faktoren waren für die Entscheidung zugunsten des Leitsystems von B&R ausschlaggebend. So beurteilte die Energie AG die Tatsache, dass Aprol auf Linux basiert, als wichtigen Pluspunkt. Wegen der Multitasking- und Multiuser-Unterstützung von Linux und Aprol können viele Arbeiten über Concurrent Engineering parallel durchgeführt werden. Die Anpassung an die vorhandenen Systeme war bei Aprol in großem Maßstab möglich, da die Kraftwerksbibliothek neu erstellt wurde. Bewährte Standards konnten einfließen und Wünsche der Energie AG konnten berücksichtigt werden. Die Visualisierung konnte nahe an die vorhandenen Systeme angelehnt werden. Ein Projekt lässt sich mithilfe der in der Bibliothek vorgefertigten Module rasch umsetzen. Die Durchgängigkeit des Systems bietet zusätzliche Vorteile. Es müssen keine Systemteile aufwändig über Schnittstellen gekoppelt werden. Das Engineering hat sich dadurch so vereinfacht, dass die Energie AG bereits jetzt Anlagenteile in das Projekt aufgenommen hat, die erst später in Angriff genommen werden sollten. Redundantes Netzwerk Das Ergebnis der Zusammenarbeit der Experten der Energie AG, von B&R, VATech und der für die Verfahrenstechnik und die Kesselanlage verantwortlichen Austrian Energy überzeugt. \“Wir haben ein leistungsfähiges und durchgängiges System vorliegen, das von der Feldebene bis zur Visualisierung modernste Technik nutzt\“, berichtet Ing. Johann Apfl, Abteilung Engineering der Energie AG und Projektleiter Automatisierung. Das Herzstück ist ein Aprol-Server, der wie die gesamten Netzwerke redundant ausgeführt ist. Als Bedienplätze (Clients) sind daran sechs Industrie-PCs der Gerätefamilie APC620 von B&R angeschlossen. Ein siebtes Gerät fungiert als Engineeringarbeitsplatz. Vier Prozess-Stationen übernehmen die gesamte Steuerung und Regelung der Anlage. Dabei sind einem Controller bis zu 40 Regler und 180 Motoren zugeordnet. Auf externe Regelbaugruppen konnte verzichtet werden, da alle Regler digital in den Prozess-Stationen umgesetzt wurden. Die Antriebstechnik mit Profibus-Schnittstelle, über die die Komponenten mit dem Leitsystem kommunizieren, war vorgegeben. Die mehr als 6.000 E/As der Anlage sind teils zentral und teils dezentral über Powerlink angeschlossen. Die Komplexität der Anlage und die regeltechnischen Aufgaben stellen eine große Herausforderung dar, die mithilfe der B&R-Technik dem Zusammenwirken aller Beteiligten bewältigt werden konnte. (Kasten) \“Die Umsetzung des Projekts ist reibungslos verlaufen. Ich musste kaum steuernd eingreifen. Die Flexibilität von B&R und auch die räumliche Nähe zum Stammhaus des Unternehmens waren für mich Faktoren, die unsere Entscheidung maßgeblich beeinflusst haben. Die schnelle Reaktion und Bereitschaft von B&R auf Änderungswünsche einzugehen, waren weitere bedeutende Pluspunkte. Wir arbeiten seit Jahren mit B&R in anderen Bereichen zusammen und haben das Unternehmen als verlässlichen Partner kennen gelernt. Dieses Projekt betrachten wir als sehr gut gelungenen Einstieg von B&R in die Kraftwerkstechnik.\“ Dipl.-Ing. Johann Köttl, Betriebsleiter Kraftwerk Timelkam, Energie AG (Kasten Ende)