Erstellen eines Simulations- und Diagnose-Tools für bestehende ORC-Anlagen

Abstract

Im biomassegefeuerten Heizkraftwerk in Großarl (Ö) kommt ein ORC-Modul zum Einsatz, welches, neben der Erzeugung elektrischer Leistung, ebenfalls das lokale Fernwärmenetz beheizt. Hierzu wird die Abwärme einer der drei Biomassekessel genutzt, welche über einen Thermoölkreislauf mit dem ORC-Turbogenerator verbunden ist. Da dieses Modul mit Problemen der elektrischen Minderleistung zu kämpfen hat, sollte im Zuge dieser Diplomarbeit sowohl ein Simulationstool zur Nachrechnung einzelner Betriebspunkte, als auch ein Diagnosetool erstellt werden. Dieses Diagnosetool soll online und parallel zum Betrieb die Parameter der Anlage überprüfen, etwaige Störungen erkennen und die jeweilige Ursache identifizieren. Erstellt wurde es mit dem Softwarepaket MATLAB / Simscape, damit der Prozess blockorientiert simuliert werden kann. Aus vorhandenen Anlagenmessdaten wurden diverse Abhängigkeiten einiger Betriebsparameter ermittelt, um sie in den Blöcken als Berechnungsformeln zu hinterlegen. Diese dienten auch zur Identifikation des Betriebsverhaltens dieser speziellen Anlage.

In the biomass fired combined heat and power plant in Großarl (AUT) such an ORC process is installed to deliver hot water for the local district heating network and to produce electricity. Because of operational problems, the electrical output of this ORC turbogenerator is reduced. As part of this master thesis a simulation and diagnose tool should be developed to check operating points on one hand and indentify operating troubles and their causes on the other hand. The diagnose part of the tool should run online to check the site parameter continuously. This tool was generated with the software MATLAB / Simscape to simulate the ORC process block-orientated. With measured data of the turbogenerator the operating behaviour of this facility could be identified to reduce input parameters of the simulation. Furthermore error limits should be determined with that information.