2009 12 Thibault Optimisation Chaudieres

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Optimisation des chaudières Michel Thibault Everest Automation inc.

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Qu’est-ce qu’ optimiser ? Selon Le Petit Larousse: Donner à (qqch, qqch, une machine, une entreprise) le rendement optimal en cré créant les conditions les plus favorables ou en en tirant le meilleur parti possible.

Selon Le Grand Dictionnaire Terminologique: Déterminer, pour une organisation, une production ou une machine, les meilleures conditions possible de rendement ou de fonctionnement. Informatique: Faire en sorte que les performances d'un système informatique, ou d'une partie de ce dernier, soient les meilleures possible.

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Qu’est-ce que la performance ? Selon le Grand Dictionnaire Terminologique: Définition : Degré d'accomplissement des cibles et des objectifs établis par une organisation. Note(s) : La performance est mesurée à l'aide d'indicateurs.  L’optimisation n’est pas un processus absolu mais plutôt relatif.  En automatisation, nos objectifs sont d’ordre opérationnel et qualitatif.  Le système doit fonctionner tout seul et assurer une certaine qualité.  Il faut donc des cibles précises: • Expertise en automatisation • Connaissance du procédé

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Qu’est-ce que la performance ? Pour une boucle de contrôle Cible: efficacité efficacité d’opé opération locale » Variabilité locale » Temps de réponse » Robustesse

Indicateurs: Analyse: PV, CO, SP, mode

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Qu’est-ce que la performance ? Pour un procédé (centrale d’énergie) Cible: Efficacité Efficacité de production » Optimisation des ressources -$$ » Garantir la production » Impacts environnementaux

Indicateurs: Coûts de production Charge d’opération

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Est-ce nécessaire ?

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Optimiser Une action stratégique et nécessaire Contraintes Contraintes externes externes    

Sécurité et normes Environnement Énergie Marché mondial  Marges de profits plus faibles

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Optimiser une chaudière c’est optimiser quoi? Son fonctionnement 

  

Performance des boucles de régulation  Température d’huile  Niveau (arrêts)  Débit d’air et de combustible Stratégie de régulation (niveau 1, 2 ou 3 éléments) Efficacité (rapport air/gaz) Efficacité – stratégies plus avancées  O2 Trim.  CO

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Optimiser une chaudière c’est optimiser quoi? Son opération  

Les zones d’opération (charge) La réduction de la charge d’opération

(Dans le cadre d’une centrale)  

La stratégie globale Les stratégies de plus haut niveau tenant compte d’impératifs économiques

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

A-t-on besoin d’optimiser nos chaudières ?

Interrogations:  

Quelle est l’efficacité actuelle? – O2, CO, Coûts de production par livre de vapeur, Mes chaudières sont-elles fiables?   

  

Arrêts non planifiés Instabilité Arrêts sur le niveau, emportements

À quand remonte les derniers ajustements des rapports air/combustible? Quel est le coût de mes réactifs? Quel est l’impact de ma variabilité (pression) ou de mes arrêts sur la production?

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Impacts d’une boucle non performante 

Économique



◦ Usure prématurée des éléments terminaux

◦ Consommation de réactifs ◦ Qualité de combustion

 Arrêts non planifiés  Entretien  Durée de vie

◦ Pertes de production pour produits hors normes ◦ Zones de travail non optimales (brûleurs/viscosité)



Qualité ◦ Variabilité ◦ Rejets

Nos partenaires: partenaires:

Environnemental



Sécurité ◦ Ratio Air/Gas

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

 L’optimisation n’est que la première étape.  Les bénéfices sont dans son maintien.

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

L’importance de maintenir optimal:

Bénéfices

Préserver les bénéfices

Avec supervision et correction

Sans supervision

Intervention initiale Nos partenaires: partenaires:

Temps

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Les gains – résultats de Top Control • • • • •

Variance: Oscillations: Course de la valve: Robustesse: Performances:

2 Éliminées  5 (valve wear  2 ) X2 X2

Qualité: + 30% Efficacité: + 1 à 5% Production : + 1 à 5% Énergie: - 1 à 10% Coûts d’entretien: - 30% Coûts associés à l’implantation de stratégies avancées (MPC): - 70%

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Maintenir optimal c’est payant ! Production Production

Entretien Entretien • Augmentation de la durée de vie des équipements • Gestion standardisée des stratégies de contrôle • Programme d’entretien prédictif • Réduction du temps d’intervention

• Accroissement de la productivité & de l’efficacité • Réduction des rejets • Diminution du nombre d’arrêts non planifiés • Opération simplifiée

Procédé Énergie Énergieet etenvironnement environnement • • • • •

Réduction des coûts énergétiques Contrôle des rejets Réduction des émissions Réduction de la consommation Sécurité accru

Nos partenaires: partenaires:

Qualité Qualité • Amélioration de la qualité du produit • Contrôle qualité supérieur • Normalisation des procédures

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Taux d’oxygène Gaz chaud de la combustion sortant de la chaudière AT O2

AIC O2

FT air

Maître usine Maitre de Plan (Plant Master)

PIC collec.

BMS

Concentration de O 2 maximum avant l'allumage de la chaudière

±

Indice de charge de

f(x): Courbe de combustion

FY-a air

la chaudière: débit de combustible (de préférence) ou demande de la chaudière

5

A

HIC chaud.

<

P.V.

FIC comb. C.O.

FT comb.

FV comb.

Nos partenaires: partenaires:

S.P.

FY comb.

±

> FY-c air

FY-b air

B

Sortie = A*(-0.004B+1.2) = A*(1.2 à 0.8)

P.V. S.P.

AY-a O2

FIC air C.O.

Consigne minimum d'opération du débit d'air

FZ air

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Outils modernes

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Mêmes outils que pour CPM

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Outils d’audition et de surveillance Disponible en français Vue Explorer pour rapports, graphiques, … Vue Explorer pour hiérarchie(7)

Vue standardisée pour tous les logiciels

Graphiques standardisés pour tous les logiciels

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Outils d’audition et de surveillance

Moyenne des Alarmes

Average Alarms vs. % Upset

EEMUA Target

Nos partenaires: partenaires:

Rationalization % Time Dynamic AlarmsUpset

Bad Actors

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Outils de réglage PID : analyses, réglages et optimisation Analyse et optimise les boucles PID Élimine les tâtonnements par des tests standardisés effectués en boucle fermée (Auto) pendant le production normale. Aussi possible en boucle ouverte (tests en mode manuel) Analyse et teste plusieurs boucles à la fois Analyse aussi les interactions, cascade et feedforward – prochaine version Résultats sous forme de rapport et statistiques Utilise la technologie Tai-Ji développée pour les MPC

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Centrale thermique Résultats premier semestre 2008

Résultats premier semestre 2008 Gestion des alarmes, Supervision de performance, Optimisation

Papiers White Birch, Québec

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Gestion des alarmes

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Février vs Juin Mois de février 24269 alarmes Pire journée 2974 alarmes Moyenne : 35 alarmes/h

Nos partenaires: partenaires:

Mois de juin 9978 alarmes (59% réduction) Pire journée 1399 alarmes Moyenne : 13.41 alarmes/h

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

API (Alarm Performance Index) Mois de février

Mois de juin (28 jours) 95%

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Supervision de performance, optimisation • 3 janvier au 8 février o Optimisation de gestion combustible, o stratégies gestion de vapeur

• 24 mars au 30 avril o Optimisation de chaudière 3,

Nos partenaires: partenaires:

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Novembre 2007 vs Avril 2008 Mois de novembre 2007 Ch 3, 66 % en mode opération Ch 7, 65 %Auto en mode opération Vapeur, 67Auto % en mode opération Auto

Nos partenaires: partenaires:

Mois d’avril 2008 Ch 3, 85 % en mode opération Ch 7, 85 %Auto en mode opération Vapeur, 83Auto % en mode opération Auto

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Ch 3, Novembre 2007 vs Avril 2008 Mois de novembre 2007 2 vannes collent

Nos partenaires: partenaires:

Mois d’avril 2008 Aucune

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

Novembre 2007 vs Avril 2008 Mois de novembre 2007

Nos partenaires: partenaires:

Mois d’avril 2008

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

PIC 1900 (réglages adapté adaptés selon situation d’opé opération) ration) 8 février 2008

Nos partenaires: partenaires:

30 juin 2008

Ateliers / Confé Conférences CIFQ

MERCI

de votre attention ! Michel Thibault

Nos partenaires: partenaires: