Kunde: MVV Mannheim
Biomassekraftwerk
Daten & Fakten
Leistung: 20 MW elektrisch
Stromproduktion: 160.000.000 kWh/Jahr
Dampfleistung: 80 t/h
Dampfparameter: 65 bar bei 450°C
Prozessleitsystem: PCS7, 37.000 Datenpunkte, 750 Meßstellen
Das Energie – Joint – Venture mit der Natur
Als "Energie-Joint-Venture mit der Natur" bezeichnet die MVV Energie AG die umweltneutrale Verwertung von Biomasse, insbesondere Holzabfälle aus Industrie- und Verbraucherquellen, in ihren bestehenden und im Bau befindlichen Biomassekraftwerken. Tatsache ist, dass beim Verbrennen von Biomasse lediglich so viel CO2 freigesetzt wird, wie die verwerteten Pflanzen beim Wachstum aus der Atmosphäre aufgenommen haben. Die LAE Engineering hat die Energieversorgung und die komplette leittechnische Ausrüstung für das neue Biomassekraftwerk (BMKW) der MVV Energie AG ausgeführt. Um die leittechnische Verfügbarkeit von 99% sicher zu stellen, wurden die wesentlichen leittechnischen Komponenten redundant ausgelegt; zusätzlich wurde die Hardware für alle Gewerke vereinheitlicht. Für eine durchgängige Visualisierung sorgt ein leistungsfähiges Prozessleitsystem.
Als zentraler Ansprechpartner für die Energieversorgung und Leittechnik steht LAE für hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit.
Das Biomassekraftwerk Mannheim ist eines der ersten Kraftwerke der neuen "20-MW-Klasse", das nach den Festlegungen des "Erneuerbare - Energien - Gesetzes" sowie der Biomasseverordnung realisiert wurde.
Die Anlage ist seit Ende 2003 in Betrieb. Künftig wird das Biomassekraftwerk 160.000 MWh/Jahr Strom produzieren und hierfür jährlich ca. 124.000 t Holz einsetzen.
Um diesen hohen Ansprüchen gerecht werden zu können, war der MVV Energie AG eine eng verzahnte und hoch integrierte Lösung unablässig.
Ein Konsortium - unter der Leitung der Kraftanlagen München - errichtete das BMKW Mannheim mit den Hauptkomponenten Biomassekessel, Wasserdampfkreislauf, Rauchgasreinigung und Stromerzeugung. Weil dieser Prozess am effizientesten und wirtschaftlichsten ist, wenn er kontinuierlich abläuft, hat die MVV von Anfang an Wert auf hohe Verfügbarkeit gelegt.
LAE macht mehr aus Ihrer Energie!
Besonders gefordert ist in dieser Hinsicht das Herzstück der Anlage, die Prozessleittechnik, die von der LAE Engineering im Auftrag der Kraftanlagen München realisiert wurde.
Der zertifizierte Siemens Automation Solution Provider LAE Engineering hat nicht nur die verfahrenstechnischen Bereiche Biomassekessel, Wasserdampfkreislauf, Rauchgasreinigung und Stromerzeugung leittechnisch vereinheitlicht, sondern auch für die Gesamtanlage ein durchgängiges Bedien- und Beobachtungskonzept entwickelt.
Um die geforderte höchste Verfügbarkeit sicherstellen zu können, ist die Automatisierungstechnik mehrfach redundant ausgelegt. Das beginnt schon bei der Energieeinspeisung und versorgung über zwei Drei-Wickler-Trafos bis hin zur unterbrechungsfreien Stromversorgung der gesamten leittechnischen Ausrüstung. Damit kann der Prozess auch bei einem Stromausfall noch sicher überwacht und bei Bedarf kontrolliert heruntergefahren werden. Falls nötig, überbrückt das USV-System Ausfälle von annähernd zwei Stunden - fast doppelt so lang wie gefordert - und lässt dem Wartungspersonal ausreichend Zeit zur Fehlerbehebung.
Die Automatisierungstechnik als Teil der leittechnischen Ausrüstung ist ebenfalls weitgehend redundant konzipiert. An den Hauptkomponenten Biomassekessel, Wasserdampfkreislauf, Rauchgasreinigung und Stromerzeugung sorgt je ein hoch verfügbarer, mit zwei eigenständigen CPUs bestückter Simatic-Controller S7 400H von Siemens für unterbrechungsfreien Betrieb. Eine ausgefallene CPU kann bei laufendem Betrieb ersetzt werden, während die andere den Prozess nahtlos und stoßfrei übernimmt.
Mehrfach redundante Bussysteme
Die Feldebene, als unterlagerte Einheit der Automatisierungstechnik, aufgebaut mittels dezentraler Peripheriegeräte Simatic ET 200M, ist über einen redundanten Profibus DP mit den H-Controllern verbunden.
Die hochverfügbaren H-Controller sind über je zwei Industrial-Ethernet-Lichtwellenleiterverbindungen auf unterschiedlichen Rohrtrassen mit zwei Optical Switch Modules Simatic OSM TP62 verbunden. Diese bilden die Knotenpunkte in einem redundanten Lichtwellenleiterring und verfügen über einen Redundanzmanager, der die Netzwerkfunktionen permanent überwacht. Er erkennt den Ausfall einer Übertragungsstrecke im Ring oder eines OSM und aktiviert die Ersatzstrecke innerhalb von maximal 0,3 s. Über OSM sind auch die S7 300-Steuerung des Luftkondensators sowie die von den Anlagenbauern beigestellten Vor-Ort-Steuerungen der Dampfturbine und der Holzaufbereitung angebunden.
Datenkonzentrator des Prozessleitsystems ist ein redundantes Serverpaar, das nach unten mit dem Prozessbus und nach oben mit einem Terminalbus in Verbindung steht. Der Terminalbus sichert den Multi-Client-Zugriff von den verschiedenen Arbeitsplätzen auf die Server, ebenso von der Warte des benachbarten Müllheizkraftwerks.
Das "Energie-Joint-Venture mit der Natur" ging wie geplant ans Netz und liefert seither mit höchster Verfügbarkeit umweltneutral erzeugten Strom aus Biomasse.