Beurteilung eines Optimierungssystems zur Prognose von thermodynamisch korrekten Kraftwerksfahrweisen im integrierten Hüttenwerk

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitMasterarbeit

Organisationseinheiten

Abstract

In integrierten Hüttenwerken, welche zur Herstellung von Roheisen und Stahl dienen, fallen Koks-, Gicht- und Tiegelgas an. Der Kraftwerkspark in diesen Hüttenwerken dient hauptsächlich der Verwertung dieser Kuppelgase und der damit einhergehenden Bereitstellung von Energie als Prozessdampf und Elektrizität. Durch nicht kontinuierliche Prozesse in der Produktion ergeben sich sehr volatile gasförmige Volumenströme. Der Kraftwerkspark muss unter Zuhilfenahme von Gasspeichern auf die veränderlichen Situationen reagieren und das Kraftwerk dementsprechend steuern. Um jedoch nicht nur die anfallenden Kuppelgase zu verarbeiten, sondern auch noch ein wirtschaftliches Optimum durch den Betrieb im höchsten Wirkungsgradbereich zu erzielen, findet eine Energieeinsatzoptimierung statt. Das dabei verwendete Softwaresystem, basierend auf einem evolutionären Algorithmus, unterstützt das Personal in der Kraftwerkswarte durch Fahrweisenvorschläge für einen wirtschaftlich optimalen Betrieb der nachfolgenden zwei Stunden. Die Abbildung des komplexen Modells eines integrierten Hüttenwerks erfolgt dabei über Vereinfachungen der Gas- und Dampfnetze sowie thermodynamisch korrekt modellierte Kraftwerksblöcke. Diese Masterarbeit behandelt im praktischen Teil die Beurteilung der Energieeinsatzoptimierung zur Erstellung von thermodynamisch korrekten Kraftwerksfahrweisen im integrierten Hüttenwerk. Zu Beginn erfolgt die Überprüfung der Stabilität von Berechnungsergebnissen unter der Voraussetzung gleicher Inputs, daran schließt die Betrachtung des Verhaltens bei veränderter Beschränkung der Rechendauer an. Weiters beinhaltet die Arbeit eine Sensitivitätsanalyse zur Betrachtung der einflussreichsten Parameter auf das Optimierungssystem. Ein wesentlicher Teil der Analysen beschäftigt sich mit zeitlich variierenden Ausgleichsenergiepreisen über die Dauer eines Optimierungshorizontes und die daraus folgenden Auswirkungen auf das Verhalten des Systems sowie die Effekte auf die Stabilität der Berechnung. Zuletzt folgt die Analyse des Optimierungspotenzials um die Fahrweise des Kraftwerks monetär mit der durch die Software verbesserten Fahrweise zu vergleichen.

Details

Titel in ÜbersetzungEvaluation of an optimization system for prognosis of thermodynamic correct modes of operation of a power plant in an integrated metallurgical plant
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Pusch, Michael, Mitbetreuer (extern), Externe Person
  • Kienberger, Thomas, Betreuer (intern)
  • Petek, Josef, Betreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung30 Jun 2017
StatusVeröffentlicht - 2017