Optimization of Cairo West Power Plant for Generation
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Optimization of Cairo West Power Plant for Generation

on

  • 3,611 views

Optimization of Cairo West Power Plant for Generation

Optimization of Cairo West Power Plant for Generation
Case STUDY

BY . Hossam Ahmed Zein

Statistics

Views

Total Views
3,611
Views on SlideShare
3,603
Embed Views
8

Actions

Likes
0
Downloads
23
Comments
1

5 Embeds 8

http://www.slideshare.net 2
http://hossamozein.blogspot.com 2
http://www.docshut.com 2
http://hossamozein.posterous.com 1
http://www.slashdocs.com 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Optimization of Cairo West Power Plant for Generation Optimization of Cairo West Power Plant for Generation Document Transcript

  • 172430<br />Cairo West Power plant Case Study<br />Hossam Ahmed ZeinS.12 No.18Ahmed Auhman HamoudaS.12<br />Hossam Ahmed ZeinS.12 No.18Ahmed Auhman HamoudaS.12<br />Hossam Zein<br />Ahmed Othman<br />Abstract <br /> A decision support system is presented that addresses optimal unit dispatch and load allocation in a multi-unit hydroelectric plant. The concept behind the optimization approach is explained. Estimates of the improvements this system can provide over existing plant operational methodologies are provided. Actual use of this system has provided gains of over 2% in plant performance. <br />It should be mentioned that while this paper deals with performance improvements at the individual plant level, optimization is also often performed at an individual unit level. <br />Introduction <br /> <br />Process optimization software can be found in many forms. It can be tightly integrated as a fundamental part of an automated system or exist as an aid to guide personnel in setting system parameters for optimum operation. Software in this latter category is often referred to as decision support. A decision support system is presented here that addresses optimal unit dispatch and load allocation in a multi-unit hydroelectric plant. Initially, the concept behind the optimization approach is explained, covering its scope and approach. <br />Then a case study examining the benefits that could be obtained over an existing plant's operational methodologies is provided. Finally, a spreadsheet tool for implementing the system is provided. In testing under actual conditions, this system has provided gains of over 2% in plant performance.<br />Optimization in the context of a single plant <br /> <br />Optimization covers a broad variety of topics when considering the performance of hydro electric plants. In run of the river schemes involving two or more plants cascaded on a river system it is common to consider timing the available energy to meet a peak load as optimizing the river system. Various types of river and plant models that deal with parameters having a system wide scope are necessary for such optimization. What is often ignored though is the performance optimization of each plant considered in isolation. This paper deals specifically with such individual plant optimization issues <br />Specifically, it addresses the optimal dispatching and loading of units within an <br />individual plant to minimize that plant's discharge for a given load requirement or to <br />maximize that plant's power for a given discharge requirement. <br />It should be mentioned that while this paper deals with performance improvements at the individual plant level, optimization is also often performed at an individual unit level. For instance, with Kaplan units the blade angle is optimized (on-cam) for a given head and wicket gate opening. The plant level optimization process introduced here assumes either Francis style units or " on-cam" Kaplan units are being used and focuses on the allocation of load between units to meet a specific plant output requirement.<br />650 MW700 MW320 MWDevilopment<br />
    • 1960 1990 2010 …….
    This station has <br />
    • Gas/Oil Fired Units4 X 87 MW { will be replaced by 2 steam units ,750 MW each, on 2012 }
    • 2 X 330 MW
    • 2 X 350 MW { will be in work at end of 2010 }
    • Dummy water = 1000 m3 in closed loop
    • Cooling Water = 75 m3/hour
    Managerial System<br />Problem المشكلة<br />
    • نظرة عامة
    • تـقوم المحطة دورياً بأعمال الإحلال والصيانة الجسيمة حيث تقوم بالستعانة بإحدى الشركات المتخصصة للمساعدة فى عمليات الإصلاح بحيث تكون ذات خبرة و مقيدة بمواصفات فنية وميزانية محددة مع جدول أعمال تلتزم به.
    • أحيانا يتم التاخر فى تسليم المشروعات عن الوقت المحدد ,مع العلم أن لديها كثافة في العمالة الدنيا,
    • فمثلاً عند القيام بمشروع عمرة جسيمة تخصص المحطة مهندساً عاما للمشرع ويكون فى نفس الوقت مهندس عام الصيانة ومدير الأمن الصناعى والخدمات مع مراقب عام ويكونا فقط هما المسؤلان أمام الجهة التنيذيّة,
    • مع وجود أعمال روتينية كثيرة ,
    • تـعريف المشكــلة
    • هناك عجز في المناصب الإدارية العليا من مهندسين وإداريين
    • الإ فتقار فى المتابعة الدورية المستمرة
    • وجود أعمال روتينية كثيرة مما يعوق دورة العمل وإمداد الخامات اللازمة لسير العمل في موعدها
    • تأخر الإمداد بالخامات اللازمة لسير العمل عن الموعد المحدد
    • حلول مقترحة
    • ذيادة عدد المهندسين المشرفين على المشروع حسب التخصص و الحاجة
    • فصل الجهه الرقابية عن الجهة التنفيذية
    • إعطاء مدير المشروع الصلاحيات الكافية للتفاعل المنتج مع مديري الأقسام التى يتعامل معها مما يوفر سرعة أكبر لسير العمل
    • تزليل العقبات أمام القررات الروتينية الأقل خطورة
    • تخصيص مساحة تخذينية لمتطلبات المشروع فى محل العمل ممايتطلب تسهيلات أكبر ومستودعات تخذين مصنفة حسب ما يتم تخذينة
    ==============================================<br />مشاكل إدارية<br />مشكلة :تعدد التخصصات التي تقوم على تشغيل المحطة من) المهندسين , الفنيين (<br />الهدف :إن محطات التوليد لابد أن يقوم بتشغيلها كوادر مهندسين ميكانيكا قوى وههو أساس في فهم طبيعة الدوائر الخاصة بدورة التوليد ومن السهل التعامل مع الأفرع الأخرى من أجهزة وكهرباء <br />مشكلة :تعدد التخصصات في غير أقسامها داخل المحطة<br />الهدف :أن يتم تقسيم المحطات إلى قطاعات تخصصية ولا أن تكون متاحة لأي أحد بدخولها غير المتخصصين.<br />مشكلة :عدم وجود كوادر هندسية فى مجال إنشاء محطات القوى<br />الهدف :تدريب المهمدسين على المشاريع الجديدة ولكن بتعاقدات تخصيص فى مجال تصنيع محطات التوليد الكهربية.<br />ملاحظة..<br />يلاحظ فى الدول الصناعية الكبرى أنها تتعاقد مع الدول الأقل تقدما لتقوم بتنفيذ المشرعات أو المنتج على أن تقوم الأولى بإمدادها بالتعليم والمساعدات التقنية.<br />يجب أن تقوم هيئة الإستثمار بالتعاون مع الدول المتقدمة فى ذلك المجال مع توفير التسهيلات الممكنة.<br />مشاكل تخصصية<br />القسم الطبي<br />مشكلة :الحالة الصحية المتدهورة للعاملين نتيجة لطبيعة العمل أو للظروف الخارجية وتشمل :<br />أمراض السمع الناتجة عن الضوضاء<br />الأمراض الناتجة عن ملوثات التشغيل<br />المخاطر الناتجة عن الصيانة العامة<br />الهدف :لابد أن يقوم القسم الطبى بمتابعة الكشف الدورى الإجبارى على الصحة العامة نظرا للظرو التى يتعرض لها العاملين.<br />الاسعافات الاوليه<br />
    • -تواجد المسعفين للحوادث والاصابات ومجهزين باداوات اسعاف سريعه عند حدوث الحرائق والاصابات.
    • -يتم وضع لوحه للارشادات الطبيه.
    • -الفحص الطبّي الاجباري لتلافي الامراض الناتجه عن العمل.
    • رابعا:الحاسبات
    • -تامين مستخدمي الحاسبات من تعرض عيونهم للاشعه الصادره من تلك الاجهزه.
    إدارة العملياتTPS <br />مشكلة :سوء متابعة متغيرات الصادر والوارد مع التأخر فى رصدها.<br />الهدف :إختصار طلبات الشراء الروتينية من كثرة الإعتمادت والموافقات وأن يتم إلكترونيا وليس ورقياً.<br />مشكلة : التصنيف الفني أو الإدارى للكوادر الفنية العالية وعدم تحفيزهم ماليا أو أدبيا أو تشجيعيا.<br />أن تقوم الإدارة بالضغط على تلك الكوادر الفنية وتحفيزهم لعدم ترك وظائفهم.<br />قسم الصيانة<br />مشكلة :عدم توافر خامات زات صفة خاصة لإستخدامها فى أعمال لاصيانة.<br />الهدف :تحليل المعادن وإيجاد البديل لها بنفس ظروف التشغيل مع إستخدام نظريات الهندسة العكسية في إيجاد الحلول.<br />مشكلة :عدم القدرة على التمييز بين الألوان و معرفة ما يمثلها<br />لابد أن يكون المكتب الفني له دور فعال فى إجراءات أعمال الصيانة لكن ما يحدث عكس ذلك ودورهم هو إستقبال أمور الشغل فقط وكذلك التقارير الفنية من الأقسام المختلفة وأمدادها و إعدادها لرئاسة الشركة.<br />قسم التكيف <br />
    • عمل برنامج صيانه دوريه واسبوعيه وشهريه.
    • عمل عمرات خاصه بالتكييف المركزي بالتعاون مع الشركه المورده للتكييف
    • صيانه التكييفات ذات القدرات الصغيره وتركيبها
    • عمل معالجه كيميائيه للمياه المستخدمه للتكييف ومراجعه تقارير التحالبل بالتعون مع المعمل الكيميائي
    قسم الأمن الصناعي<br />الامن في اعمال الكهرباء<br />
    • الكهرباء الديناميكيه
    المخاطر:<br />اولا :الصعق الكهربائي :ان يكون جسم الانسان جزء من الدائره الكهربيه نتيجة ملامسته لاجزاء حامله للتيار الكهربائي اثناء وقوفه علي الارض او ملامسته لبعض اجزاء المبني.<br />وتختلف هذه التاثيرات حسب شده التيار<br />1-8مم امبير تاثيرات بسيطة<br />8-50مم امبير تقلص في العضلات وصعوبة في لتنفس<br />50-100امبير حدوث اضطرابات في القلب ويمكن ان تؤدي<br />اكثر من 100مم امبير تؤدى الي الوفاه<br />العوامل التي يتوقف عليها شده الاصابه:<br />
    • كميه الكهرباء الماره بلاجسم
    • مقاومه الجسم
    • 3-نوع التبار قالتيار المستمر اقل تاثير من التيار المتردد
    • 4- مده التعرض
    • حاله الجلد الجاف اكثر مقاومه للاصابه من الجلد الرطب
    الوقايه فب التجهيزات الكهربيه(المحولات –لوحات التوزيع –الكابلات )<br />
    • اختيار المكان المؤمن لهذه الاجهزه لمنع او تقليل حدوث اتصال بين هذه الاجهزه والافراد
    • تجميع الاجهزه والمعدات في مكان معين حتي يسهل التحكم والراقبه
    • لوحات تحذيريه قرب التوصيلات والاجهزه الكهربيه
    • الفحص والصيانه الدوريه بشكل دائم ومستمر للاجهزه والمعدات
    • وضع المحركات الكهربيه في اماكن بعيده عن الغبار والرطوبه
    • وضع الاسلاك لكهربيه داخل مواسير عازله ومناسبه
    استخدام مفاتيح كهربـيـة حسب مواصفات الامان بالمناطق الخطره استخدام قاطعات التيار الكهربي الاوتوماتيكيه التي تعمل علي فصل التيار في الحالات الخطره<br />المقترحات <br />
    • تامين السقالات والافراد العاملين في الغلايات باحذمه الامان اثناء عمليات الصيانه.
    • توفير كمامات ملائمه لتساعد عمال صيانه الغلايات علي العمل بدون ازومات صدريه.
    • توزيع اسطوانات الرغوي الخاصه بالاطفاء:-
    • وضع السوائل القابله للاحتراق في اماكن ظاهرة ووضع لوحة ارشادات توضح للعاملين المختصين اوغير امختصين كيفيه استخدامها .
    • اسطوانات ثاني اكسيد الكربون يتم وضعها بالقرب من الوحدات الكهربيه اوالمجعه وقرب مولدات التربينه.
    • تامين فصل المعدات الخاصه بالغلايات بواسطه افراد التشغيل ومتابعه فنيه لوسائل اعزل حتي يمكن صيانه المعده بدون اي مخاطر.
    • تامين المواتير الكهربيه من عدم تعرضها للعوامل الجويه.
    • -التاكد من ان المصابيح الكهربيه المضاءه لا تزيد درجة حرارتها عن 20 م حتي لا تحدث تلف لاجهزعه وتؤدي الي اشعال المواد القابله للاحتراق.
    • -يتم احلال ذات النوع بواسطه مصابيح موفره للطاقه وغير مشعه للكاقه
    • اولا: الاوناش والات الرفع
    إذا كانت من النوع الكهربي او من زات الفصائل يتم الكشف الدري علي (الكلانشش الكهربي-اللوح الكهربيه المصهرات-وابرات التحميل- الهوك)<br />
    • ثانيا: من النوع الميكابيكي
    الكشف عن دوائر الزيت" الهيدروليك" وعمل اختبارات تحميل مغلقه.<br />الكشف عن الايرات الخاصه بذات الونش واعطاء شهاده شلاحيه بذلك.<br />الاقتراحات وطرق التنظيم للعمل<br />
    • تجهيز قطع الغيار اللازمه الصيانات والعمرات واولياتها في العمل
    • يرفع مستوي المهندسين فنيا واداريا عن طريق الدورات
    • عمل دورات فنيه تخصيه للفنيين
    • رفع مستوي المشرفين علي اعمال الصيانه فنيا واداريا عن طريق الدورات وكيفيه اداره وتنظيم العمل واحتياجته
    • توجيه رؤساء المجموعات علي اهميه العمل المقيمون به
    أهداف عامة<br />تشجيع القطاع الخاص على الدخول في مجال إنتاج قطع الغيار وصيانتها.<br />لابد من وجود مصانع صلب زات طبيعة خاصة فى إنتاج الخامات المعدنية المطلوبة.<br />زيادة المرونة في الإمداد بالخدمات والإعتمادات وعلى وزارة الكهرباء عمل نشرة دورية بذلك.<br />تشجيع الصناعات الصغيرة على العمل في مجال الصناعات المغذية و المكملة فى مجالات الإنتاج.<br /> لابد أن تقوم هيئة كهرباء مصر بإنشاءشركة مساهمة فى أعمال الصيانة السريعة ولها القدرة والقيادة وسرعة التصرف فى إيجاد الحلول الفورية.<br />الأستعانة المؤقتة بشركات تكون ذات خبرة في فهم طبيعة التشغيل والصيانة وتكون الخبرات فى ذات المجال.<br />عند العمرات الجسيمة تلتزم الشركات الفائمة بالعمل أو القائمين على العمل فى ذات المجال بإتباع تعليمات المصمم فى إجراء عمليات الإصلاح طبقا لما هو مصمم عليه وأن تقوم الشركة المالكة بتشجيع الكوادر الفنية لما لها من إحتكاك وممارسة للأعمال المهنية <br />عندما تقوم الشركات الخارجية بعملياتالصيانة أو التدخل –كإستشاري- لابد أن تقدم سابق خبراتها ومهنسيها والفنيين القائمين على العمل.<br />القسم الكيميائي<br />-التاكد من نسب التوصيل والخاصه بتحليل المياه الخاص بمياه الشرب والمياه المستخدندمه في تشغيل الغلايات والتاكد من ذللك بصفه دوريه<br /> <br /> <br />التطوير<br />
    • -يتم تصنيع فواني هب المسخنات الغازيه بمعادن نيكل+كروم لتحميل ظروف التشغيل وتثبيت كفائتها
    • تم نصنيع فواني المازوت داخل المحطة
    • -تم تصنيع كراسي مراوح
    • -تم تصنيع الخاص بكراسي المراوح من نوع سيليكون لتحميل ظروف التسغيل بدلا من المستورد وتثبيت كفائته
    • -تم عمل كسح لخطوط المازوت الخاصه بالتنكات الرئيسيه حيث انها قد تم تجمد المازوت بها بدلا من تغيير الخطوط في زمن قياسي لذلك لايتعدي خمسه ساعات
    BOUNDARIES<br />الشركات المصريه العامله في مجال تركيب محطات القوي الكهربيه<br />1-شركه انجليت أعمال المدني<br />2-شركه كهروميكا ا-عثمان احمد عثمان<br />3-شركه هايدكلو ب- شركه النصر العامه للمقولات <br />4-شركه كراسمو ج- بعض الشركات الاجنبيه في مجال اعمال المدني<br />5-شركه ميتالكو في هياكل المحطه <br />الشركات الي تقوم بعمليه التوريدات وقطع الغيار والصيانه للمحطات التخصصيه المحليه<br />1-شركة ABBقياسات قطع غيار<br />2-شركة الهيئه العربيه للتصنيع بكامل مصانعها, تصنيع قطع الغيار بطريقه الهندسة العكسية<br />3-شركات في مجال تصنيع قطع الغيار او توريدات المكمله للصيانة<br /> ( بلي- ريش طلمبات – زيوت – شحومات - اليكترونيات – اصلاح كروت الكترونية- توريدات مواتير كهربية )<br />4-شركه YORK يورك الامريكيه وفرعها في مصر: <br /> توريدات قطع غيار كمياسات الخاصه بالسيارات والمكثفات<br />5-شركات تعمل في مجال الاوناش<br />شركه كوني الفلنديه اوناش-اسانسيرات<br />Over head-semigont ray- Monterial<br />6-شركات صيانه وتوريدات للمعدات الخاصهبالاوناش<br />معدات الرفع الارض مثل كاشلير cat<br />الشركات التي تعمل في تصميم محطات الكهرباء<br />في مجال تصميم وانشاء التربينات بانواعها<br />1-شركه SEMINES سيمنز الألمانية<br /> تصميم وانشاء التربينات المائية والبخارية والصيانة الخاصه بها<br />2-شركه وستـنجهاوس الامريكية<br /> في مجال انشاء التربينات البخارية والصيانة الخاصة بها<br />3- شركه General Motors جينرال موتور الامريكية<br /> تعمل في مجال انشاء التربينات البخاريه والصيانه الخاصه بها<br />4-شركه Mitsubishi ميتسوبيتشي اليابانية<br /> في مجال انشاء التربينات البخارية<br />5-شركه انسالدو الايطالية <br /> في مجال انشاء التربينات البخارية<br />ثانيا في مجال انشاء المحطات (الغلايات)water tube<br />
    • شركه Babcock بابكوك الأمريكية
    • شركة Alstoum الستوم الإيطالية
    • شركه Hitachi هيتاشي اليابانية
    • شركة Ansaldo أنسالدو الإيطالية
    ثالثا في مجال التركيبات الخاصه بالمحطات الكهربيه والميكانيكيه<br />اهم الشركات العالمية<br />1-شركه ABB الالمانية الايطالية المصرية<br />2- Ansaldo أنسالدو الإيطالية<br />3- شركه الستوم الفرنسية<br />4- الشركة الاسبانية في مجال محطات الطاقة الشمسية<br />Report Submitting Interface<br />
    • At program start it ask for user department
    • User login to his account in specific department using name and password
    • Referred to the name the DBMS will guide him/her to the accessible information on the project database and restrict other else
    • User will be able to modify or view (depend on database privileges) info. about his/her own work
    • Each manager will be able o create a specialized report & submit it
    Maintenance ManagerTime tableAchievements reportsLatest AchievementsEstimated time<br />26035344170 <br /> <br />Industrial Safety ManagerDaily Accidents ReportsGeneral Health ReportTools Equipment status Reports<br />-164465290830<br />Financial ManagerImports & Exports Reports Other financial deals Reports<br />-107315193675<br />General ManagerTime tableFinancial ReportsStock ReportsMaintenance Reports <br />Report Model<br />Monthly Report to Evaluate Efficiency VS. Capacity<br />To calculate the expected annual improvement <br />in plant performance<br />Stock Report Designed Form<br />1403353887978-163195152273It should be mentioned that while this paper deals with performance improvements at the individual plant level, optimization is also often performed at an individual unit level. Stock Department<br />The Assistant tool (User Interface)<br />The key to this optimization approach is the database of optimum solutions Hydro Assistant is an Excel spreadsheet application that provides operators a simple interface to use for dispatching and optimally loading units using such a database. Operators have the ability to specify if a unit is available for commitment and if units must operate motoring or on standby. Figure 6 is a screen shot of a Hydro Assistant set up for a six unit power plant. The worksheet contains a plot of both the P and Efficiency vs. Q for all solutions in the database followed by the actual data. Solutions can be obtained by entering constraints into the user interface for preset queries or by using Excel's Auto filter functionality directly on the database range. As shown in the user interface, the user can remove specific units from consideration and, if - 10 - units must be motored, the motoring power and discharge can be factored into the solution. This database of optimum solutions can also be integrated into automated dispatch systems for PLC use or to be accessed using OPC calls or Modbus. <br />Conclusion<br />Dispatching units without considering the differences in their performance characteristics can result in degraded generation. Instrumentation is available to establish these differences with enough precision to create a database of those settings that will optimize plant output. HydroAssistant provides a convenient tool to query this database manually. This database may also be made available for PLC use or to be accessed using OPC calls or Modbus. <br />Actual use of this optimization approach has provided gains of over 2% in plant performance. This may seem like a small amount, but if similar decision support systems were used at all of the hydro sites in North America, assuming an energy value of US $40/MWh, the potential savings to the industry could reach US $107,000,000 per year. In addition to increasing revenue this represents for the industry, it would also offset more green house gas emissions from fossil power plants. <br />