Hlavným procesom pri výrobe ferozliatin je tavenie vstupných surovín v elektrických oblúkových peciach (EOP), kde sa vstupné suroviny tavia vplyvom pôsobenia elektrického oblúka. V taviacich peciach vzniká vysoká teplota v rozmedzí od 1 800 až do 2 000 °C a proces tavenia ferozliatin vyžaduje nadmerný odber elektrickej energie. Odber jednej oblúkovej pece pri plnom výkone sa môže pohybovať až na úrovni 24 MW za hodinu. Laicky povedané, takáto pec spotrebuje za hodinu viac elektrickej energie ako priemerná slovenská domácnosť za päť rokov.

„V OFZ sa snažíme neustále optimalizovať výrobu ferozliatin, aby sme pri nižšej spotrebe elektrickej energie dokázali zachovať rovnakú kvalitu ferozliatin,“ hovorí Ing. Jozef Vlžák, vedúci odboru informatiky v spoločnosti OFZ, a. s. Elektrická energia je pre výrobu ferozliatin veľmi drahá, a preto sa optimalizácia tohto procesu sústreďuje na prevádzkovanie EOP v čase s nižšou sadzbou elektriny. Vyžaduje to vysoký stupeň automatizácie, a to nielen z pohľadu riadenia procesu výroby ferozliatin, ale aj z pohľadu zohľadňovania ceny elektriny na krátkodobom trhu s energiami. „Elektrinu kupujeme jeden deň vopred a výrobu plánujeme hlavne v čase nižšej ceny elektriny v nočných hodinách, cez víkendy a štátne sviatky,“ vysvetľuje J. Vlžák.

Ako už bolo uvedené, výroba ferozliatin sa nezaobíde nielen bez „veľkého hardvéru“, ako sú EOP, dopravníky či kokily, ale ani bez moderných a sofistikovaných systémov priemyselnej automatizácie, meracích, regulačných a vizualizačných systémov. „Pri výbere dodávateľov systémov automatizácie a riadenia kladieme dôraz nielen na cenu riešenia, ale aj na odbornosť a silné zastúpenie dodávateľa v danom segmente. Je to hlavne z dôvodu našej nepretržitej prevádzky, kde si nemôžeme dovoliť časté poruchy a zbytočné prestoje,“ uvádza J. Vlžák. Ak by totiž počas prevádzky EOP vypadlo chladenie pece alebo elektrický režim, došlo by k výrazným škodám na zariadeniach. Ak by vypadlo odprašovanie, mohlo by sa do vzduchu dostať vyššie množstvo nežiaducich emisií.

Energiu nielen spotrebúvajú, ale aj predávajú

V procese nákupu elektrickej energie používajú v OFZ, a. s., systém SCADA D2000 od spoločnosti IPESOFT, s. r. o. Tento systém pomáha nielen plánovať nákup elektrickej energie, ale aj realizovať obchod na krátkodobom trhu s energiami. Ak plánovaný odber elektrickej energie nie je dodržaný z dôvodu poruchy pece a pec musí byť dočasne odstavená, vzniká vysoká odchýlka, ktorá v rámci elektrizačnej sústavy, ktorej prevádzkovateľom je Slovenská elektrizačná a prenosová sústava, a. s. (SEPS), musí byť okamžite uvoľnená a ponúknutá iným subjektom.

„V súčasnosti máme mechanizmy nielen na nákup elektrickej energie, ale aj na odpredaj v prípade poruchy pece. Zatiaľ tieto mechanizmy nie sú plne automatizované a potrebujú zásah operátora v centrálnej dozorni,“ konštatuje J. Vlžák. Operátor má k dispozícii údaje z pece, rôzne alarmy, diagnostické údaje a údaje zo SEPS, aby vedel správne rozhodnúť, kedy a v akom objeme predať nespotrebovanú elektrinu.
Systém D2000 v rámci podporných služieb vyhodnocuje rôzne údaje zo SEPS a z DaE na krátkodobom trhu s energiami a poskytuje operátorovi predikcie, či pridať alebo ubrať výkon, zároveň pripravuje ponuky na odpredaj nespotrebovanej elektriny.

Výkon pece sa môže za päť sekúnd zmeniť o 1,5 MW

Z hľadiska systémov priemyselnej automatizácie sa na riadenie elektrického režimu na konkrétnych peciach využívajú v OFZ, a. s., riadiace systémy od spoločnosti B&R alebo SIEMENS (Simatic S7). K nim sú nasadené vizualizácie na platforme QNX od spoločnosti URAP-AUTOMATIZÁCIA, s. r. o., alebo vizualizácie na systémovej platforme AVEVA.
Tieto systémy poskytujú automatizované riadenie elektrického režimu nielen pre operátorov konkrétnych pecí, ale tiež operátorov centrálnej dozorne, ktorí riadia výrobu ferozliatin ako celok. Automatizované riadenie elektrického režimu sa realizuje posúvaním elektród hore a dole, čím sa mení rezistivita elektród a tým aj výkon pece v rozmedzí ±0,5 MW v rámci jednej elektródy. Každá elektrická oblúková pec má tri elektródy a každá elektróda je napájaná samostatným transformátorom. Tieto transformátory sú tiež ovládané cez vizualizáciu prepínaním napäťových stupňov, čím sa skokovo zvyšuje alebo znižuje výkon pece o 0,5 MW na každej elektróde. Napäťové stupne sa dajú prepínať aj pre všetky tri elektródy súčasne, čím sa v priebehu piatich sekúnd dokáže zmeniť výkon pece o ±1,5 MW. „Pri prevádzkovaní viacerých pecí sa tento výkon znásobuje, a preto kladieme vysoký dôraz na také riešenia, ktoré sú spoľahlivé a dlhodobo udržateľné aj z pohľadu našej energetickej rozvodne 22 kV,“ hovorí J. Vlžák.

Riadenie procesov

Ovládanie pece možno realizovať aj manuálne, ale skúsenosti z praxe jednoznačne hovoria, že to dokáže len skúsený operátor a len krátky čas. Operátor sa pritom nezaobíde bez údajov, ktoré meria a vyhodnocuje automatizovaný systém riadenia. Sú to údaje z rôznych meraných bodov, snímačov, meracích prístrojov, regulátorov a tiež historické údaje (tzv. trendy). Automatizovaný systém riadenia pece dokáže s vyššou presnosťou regulovať pohyb elektród, aby bola dosiahnutá vyššia kvalita požadovaných parametrov tavenia. Tento systém vyhodnocuje tiež rôzne poruchové stavy a nežiaduce situácie, ktoré väčšinou znamenajú blížiaci sa zásah pracovníkov údržby. Systém tieto poruchové a nežiaduce stavy hlási operátorom vo forme alarmov priamo vo vizualizácii a pracovníkom údržby vo forme SMS a emailov. Pracovníci údržby tak dokážu rýchlo reagovať na vzniknutú situáciu a v mnohých prípadoch predísť rozsiahlym škodám na zariadeniach.

Výchova mladých talentov v rámci duálneho vzdelávania

Spoločnosť OFZ, a. s., spolupracuje so Strednou odbornou školou polytechnickou z Dolného Kubína – Kňažia, kde v rámci duálneho vzdelávania poskytuje praktické vyučovanie pre študentov. Táto spolupráca sa začala v roku 2020 a v súčasnosti už v OFZ pracujú prví absolventi duálneho vzdelávania. Od roku 2020 bolo do programu duálneho vzdelávania zaradených deväť študentov a traja z nich po úspešnom zvládnutí maturitných skúšok už pracujú v OFZ ako zamestnanci elektroúdržby.

Perspektíva rozvoja

O tom, že v spoločnosti OFZ, a. s., sa ešte ani zďaleka neskončila modernizácia, svedčia aj plány v tejto oblasti na najbližšie obdobie. „V budúcnosti plánujeme systém riadenia elektrického režimu pecí prepojiť so systémom na nákup a predaj elektrickej energie do takej miery, aby sme mohli poskytovať podporné služby mFRR+ a aFRR+. Takéto prepojenie predpokladá, že okrem riadenia konkrétnej pece sa musia zohľadňovať aj požiadavky SEPS na zvýšený odber elektrickej energie, prípadne jej uvoľnenie do prenosovej sústavy SEPS. O takomto systéme riadenia už môžeme hovoriť, že pec je čiastočne riadená zvonku,“ vysvetľuje plány J. Vlžák.

To, do akej miery a či vôbec sa takýto model riadenia pecí dá prevádzkovať, je predmetom overovania v najbližších týždňoch, pretože tento model momentálne v OFZ, a. s., zavádzajú do praxe a sú v procese výberu správnych dodávateľov. Takýto systém „riadenia pece zvonku“ sa v budúcnosti javí ako jediné riešenie prevádzkovania výroby ferozliatin, pretože týmto spôsobom riadenia možno rapídne znížiť náklady na nákup elektrickej energie. Tento model pri vyššej miere poskytovania služieb aFRR+ umožňuje OFZ byť súčasťou trhu s elektrickou energiou a čiastočne ovplyvňovať nákupnú cenu tejto komodity pre vlastnú potrebu.

Ďakujeme spoločnosti OFZ, a. s., za možnosť realizácie reportáže a Jozefovi Vlžákovi za poskytnuté technické informácie.

-tog-