DE102017214066A1

DE102017214066A1 - Method for operating a thermal installation

Info

Publication number: DE102017214066A1
Application number: DE102017214066.6A
Authority: DE
Inventors: Elke Sponsel-Lorenz; Paul Koeberlein; Gunther Leher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2019-02-14

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer wärmetechnischen Anlage betrifft eine wärmetechnische Anlage, die mehrere Komponenten, insbesondere einen Heiz- oder Dampfkessel, umfasst. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass aus einer erfassten Lebensdauer und/oder erfassten Schaltzyklenanzahl der wärmetechnischen Anlage und/oder mindestens einer Komponente eine erwartete Rest-Lebensdauer und/oder erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl ermittelt wird, nach der bzw. nach denen eine vorgebbare kritische Lebensdauer und/oder kritische Schaltzyklenanzahl der wärmetechnischen Anlage und/oder der mindestens einen Komponente insbesondere erstmalig erreicht oder überschritten wird, und dass die erwartete Rest-Lebensdauer und/oder erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl in einen Speicher geschrieben wird.The method according to the invention for operating a thermal installation relates to a thermal installation which comprises a plurality of components, in particular a heating or steam boiler. It is characterized in that an expected remaining service life and / or expected remaining cycle number is determined from a detected service life and / or detected cycle number of the thermal installation and / or at least one component, after or after which a predefinable critical service life and or critical switching cycle number of the thermal installation and / or the at least one component is in particular first reached or exceeded, and that the expected remaining life and / or expected remaining cycle number is written to a memory.

Description

Stand der TechnikState of the art

Es ist bereits eine wärmetechnische Anlage bekannt, die erfasste Anlagendaten zur Auswertung an eine Kesselsteuerung bereitstellt. Diese Kesselsteuerung zielt auf höchste Betriebsdatentransparenz für einen optimalen Betrieb der wärmetechnischen Anlage ab. In der Kesselsteuerung werden verschiedenste Anlagendaten analysiert, bewertet und transparent dargestellt. Betriebsweisen, die Unwirtschaftlichkeit, erhöhten Verschleiß oder ungeplante Ausfälle zur Folge haben, können frühzeitig festgestellt und vermieden werden. Eine gleichbleibend hohe Effizienz und Verfügbarkeit der Anlage wird erzielt.It is already known a thermal plant that provides recorded system data for evaluation to a boiler control. This boiler control aims at highest operating data transparency for optimal operation of the thermal engineering plant. In boiler control, a wide variety of plant data is analyzed, evaluated and displayed transparently. Operating modes that result in inefficiency, increased wear or unplanned downtime can be detected early and avoided. Consistently high efficiency and availability of the system is achieved.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Unter einen wärmetechnischen Anlage ist eine Anlage oder ein System zu verstehen, mit der/dem Wärme bzw. eine Wärmeleistung bereitgestellt werden kann, insbesondere in Form eines warmen Wärmeträgerfluids bzw. eines warmen Wärmeträgerfluidstroms wie Wasser, Luft oder Dampf, oder in Form von Strahlung. Diese Bereitstellung beruht auf einer Energiewandlung, insbesondere einer Verbrennung eines festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs. Unter Komponenten der wärmetechnischen Anlage sind die Bauteile und Baugruppen zu verstehen, aus denen sich die Anlage zusammensetzt, insbesondere solche, die mit der Wärmebereitstellung in Verbindung stehen, beispielsweise ein Heiz- und/oder Dampfkessel, ein Wasserraum oder ein Feuerraum des Heizkessels, Zuführleitungen für Brennstoff und Verbrennungsluft, ein Brenner, ein Gebläse, ein Wärmetauscher, Abführleitungen für Abgas oder Wärmeträgerfluid. Unter einer Lebensdauer ist eine Zeitdauer und/oder ein Alter zu verstehen, die/das sich auf eine individuelle wärmetechnische Anlage und/oder ein individuelles Subsystem der Anlage und/oder mindestens eine individuelle Komponente bezieht. Eine erfasste Lebensdauer ist eine verstrichene Lebensdauer und/oder ein Alter zum Zeitpunkt der Erfassung. Die erfasste Lebensdauer kann beispielsweise mit Herstellung oder Inbetriebnahme beginnen und ohne Unterbrechung bis zum Erfassungszeitpunkt gehen. In einer alternativen Definition kann die Lebensdauer beispielsweise Stillstandzeiten ausnehmen und allein die reinen Betriebszeiten meinen. Unter einem Schaltzyklus, auch Schaltspiel genannt, ist ein vollständiger Wechsel eines Schaltzustandes einer individuellen wärmetechnischen Anlage und/oder eines individuellen Subsystems der Anlage und/oder mindestens einer individuellen Komponente aus einem Ausgangszustand in einen Einschaltzustand und zurück in den Ausgangszustand (z.B. Aus-Ein-Aus oder Ein-Aus-Ein) zu verstehen. Unter einer Schaltzyklenanzahl ist eine i.d.R. ganzzahlige Anzahl von Schaltzyklen oder Schaltspielen zu verstehen. Eine erfasste Schaltzyklenanzahl ist eine Anzahl verstrichener bzw. durchlaufener Schaltzyklen und umfasst die Schaltzyklen zwischen beispielsweise einer Herstellung oder einer Inbetriebnahme und einem Erfassungszeitpunkt. Eine erwartete Rest-Lebensdauer ist eine Lebensdauer, die erwartungsgemäß beispielsweise ab dem Erfassungszeitpunkt oder einem anderen Zeitpunkt einer Erwartungsaussage (Vorhersage) bis zu einem zukünftigen Lebensdauerende, insbesondere bis zu einem Ausfall, Versagen, zur insbesondere empfohlenen Außerbetriebnahme, Instandsetzung, Erneuerung und/oder zum insbesondere empfohlenen Austausch verbleibt. Die Erwartung ist insbesondere eine begründete Erwartung und resultiert unter anderem aus Erfahrungen, Herstellerangaben, Berechnungen und/oder (Labor-) Messungen. Eine erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl ist eine Schaltzyklenanzahl, die erwartungsgemäß beispielsweise ab dem Erfassungszeitpunkt oder einem anderen Zeitpunkt einer Erwartungsaussage (Vorhersage) bis zu einem zukünftigen Lebensdauerende, insbesondere bis zu einem Ausfall, Versagen, zur insbesondere empfohlenen Außerbetriebnahme, Instandsetzung, Erneuerung und/oder zum insbesondere empfohlenen Austausch verbleibt. Die Erwartung ist insbesondere eine begründete Erwartung und resultiert unter anderem aus Erfahrungen, Herstellerangaben und/oder Berechnungen. Eine kritische Lebensdauer ist beispielsweise eine vorab bekannte, postulierte, angenommene, berechnete und/oder auf Grundlage von (Labor-) Messungen vermutete Gesamt-Lebensdauer, nach deren Verstreichen ein kritisches Ereignis wie beispielsweise ein Ausfall oder Versagen erwartet wird. Die kritische Lebensdauer beginnt beispielsweise mit einer Herstellung oder einer Inbetriebnahme und endet mit dem erwarteten kritischen Ereignis. Eine kritische Schaltzyklenanzahl ist beispielsweise eine vorab bekannte, postulierte, angenommene, berechnete und/oder auf Grundlage von (Labor-) Messungen vermutete Gesamt-Schaltzyklenanzahl, nach deren Verstreichen bzw. Durchlaufen ein kritisches Ereignis wie beispielsweise ein Ausfall oder Versagen erwartet wird. Die kritische Schaltzyklenanzahl beginnt beispielsweise mit einer Herstellung oder einer Inbetriebnahme und endet mit dem erwarteten kritischen Ereignis. In der Rest-Lebensdauer und/oder in der kritischen Lebensdauer kann ein Sicherheitsfaktor berücksichtigt sein, der eine für die Erwartungsaussage (Vorhersage) gewünschte Mindestsicherheit, insbesondere einen „Mindestabstand“ zu einem tatsächlichen Ausfall oder Versagen, angibt. Erwarten bedeutet eine in die Zukunft gerichtete Prognose oder Berechnung oder Annahme oder Vermutung. Ein Speicher ist hier ein elektronisches Element (auch Datenspeicher, Datenträger oder Speichermedium genannt), das Daten festhalten kann, insbesondere ein Element, in das Daten eingespeichert, also eingeschrieben, in dem Daten aufbewahrt, und aus dem Daten ausgelesen, also ausgegeben, werden können, insbesondere zur weiteren Nutzung und/oder Verarbeitung. Das erfindungsgemäße Verfahren kann von einem der wärmetechnischen Anlage zugeordneten Regelgerät gesteuert und/oder geregelt werden. Beispielsweise kann das Regelgerät den Speicher umfassen.A thermal installation is to be understood as meaning a system or system with which heat or heat output can be provided, in particular in the form of a warm heat transfer fluid or a warm heat transfer fluid flow such as water, air or steam, or in the form of radiation. This provision is based on an energy conversion, in particular a combustion of a solid, liquid or gaseous fuel. Components of the thermal engineering system are the components and assemblies that make up the system, in particular those that are connected to the provision of heat, for example a heating and / or steam boiler, a water room or a combustion chamber of the boiler, supply lines for Fuel and combustion air, a burner, a fan, a heat exchanger, discharge lines for exhaust gas or heat transfer fluid. A service life is to be understood as a time period and / or an age which relates to an individual thermal installation and / or an individual subsystem of the installation and / or at least one individual component. A recorded lifetime is an elapsed life and / or age at the time of acquisition. The detected life can begin, for example, with production or start-up and go without interruption to the detection time. For example, in an alternative definition, the lifetime may exclude downtime and mean only the clean up times. A switching cycle, also referred to as a switching cycle, is a complete change of a switching state of an individual heating system and / or an individual subsystem of the system and / or at least one individual component from an initial state to a switch-on state and back to the initial state (eg off-state). Off or on-off-on). A number of switching cycles usually means an integer number of switching cycles or switching cycles. A detected switching cycle number is a number of elapsed switching cycles and includes the switching cycles between, for example, a manufacture or a start-up and a detection timing. An expected remaining life is a life expectancy, for example, as expected, for example, from the time of detection or another date of an expectation (prediction) to a future end of life, especially up to a failure, failure, in particular recommended decommissioning, repair, replacement and / or especially recommended replacement remains. The expectation is, in particular, a reasonable expectation and results, among other things, from experience, manufacturer information, calculations and / or (laboratory) measurements. An expected remaining switching cycle number is a number of switching cycles expected to be, for example, from the detection time or another time point of prediction (prediction) to a future end of life, in particular to a failure, failure, in particular recommended decommissioning, repair, replacement and / or especially recommended replacement remains. The expectation is, in particular, a reasonable expectation and results, among other things, from experience, manufacturer information and / or calculations. A critical lifetime is, for example, a previously known, postulated, assumed, calculated and / or estimated on the basis of (laboratory) measurements total life, after their lapse a critical event such as a failure or failure is expected. For example, the critical life begins with manufacture or startup and ends with the expected critical event. A critical number of cycles is, for example, a previously known, postulated, assumed, calculated, and / or estimated on the basis of (laboratory) measurements total number of switching cycles, after their expiration or a critical event such as a failure or failure is expected. For example, the critical number of cycles starts with manufacture or startup and ends with the expected critical event. In the remaining life and / or in the critical lifetime, a safety factor may be taken into account which indicates a minimum certainty desired for the expectation statement (prediction), in particular a "minimum distance" to an actual failure or failure. Expect means a forward-looking forecast or calculation or assumption or guess. A memory is here an electronic element (also called data storage, data carrier or storage medium) that can hold data, in particular an element, stored in the data, so inscribed, kept in the data, and read from the data, so can be output , in particular for further use and / or processing. The method according to the invention can be controlled and / or regulated by a control device associated with the heating system. For example, the controller may include the memory.

Mit dieser Erfindung ist ein Verfahren zur vorausschauenden Überwachung der Lebensdauer und/oder der Schaltzyklen einer wärmetechnischen Anlage und/oder mindestens einer Komponente geschaffen, das es ermöglicht, eine in der Zukunft liegende Rest-Lebensdauer und/oder Rest-Schaltzyklenanzahl zu ermitteln, nach der/denen ein Ausfall oder Versagen erwartet wird, und mit diesem gespeicherten Wert im Rahmen der Anlagenregelung weiterzuarbeiten. Somit wird ein Anlagenbetreiber über eine anstehende Erreichung und/oder Überschreitung des kritischen Wertes informiert und in die Lage versetzt, eine Außerbetriebnahme, Instandsetzung, Erneuerung und/oder Austausch der wärmetechnischen Anlage und/oder der mindestens einen Komponente zu planen und rechtzeitig durchzuführen, bevor es zu einem Ausfall oder einer Betriebseinschränkung oder einem Wirkungsgradverlust der Anlage kommt.With this invention, a method for predictive monitoring of the life and / or cycles of a thermal installation and / or at least one component is provided, which makes it possible to determine a future residual life and / or remaining cycle number, according to / expected to fail or fail, and to continue to work with this stored value as part of the system control. Thus, a plant operator is informed of an impending achievement and / or exceeding of the critical value and is able to plan, retire and / or replace the thermal installation and / or the at least one component in good time before it can be shut down, repaired, renewed and / or replaced to a failure or an operational restriction or a loss of efficiency of the plant comes.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer wärmetechnischen Anlage, wobei die wärmetechnische Anlage mehrere Komponenten, insbesondere einen Heiz- oder Dampfkessel, umfasst, ist gekennzeichnet durch folgende Schritte: Erster Schritt: Erfassen mindestens einer Lebensdauer und/oder mindestens einer Schaltzyklenanzahl und/oder mindestens eines zugeordneten Erfassungszeitwerts, wobei eine erfasste Lebensdauer und/oder eine erfasste Schaltzyklenanzahl ein zu einem auswählbaren Erfassungszeitpunkt vorliegendes Alter der wärmetechnischen Anlage und/oder der mindestens einen Komponente repräsentiert, und wobei ein Erfassungszeitwert den jeweiligen Erfassungszeitpunkt repräsentiert. Zweiter Schritt: Ermitteln mindestens einer erwarteten Rest-Lebensdauer und/oder erwarteten Rest-Schaltzyklenanzahl, nach deren Ablauf die wärmetechnische Anlage und/oder die mindestens eine Komponente mindestens eine vorgebbare kritische Lebensdauer und/oder kritische Schaltzyklenanzahl insbesondere erstmalig erreicht oder überschreitet. Dies erfolgt auf Grundlage der erfassten Lebensdauer und/oder der erfassten Schaltzyklenanzahl sowie der kritischen Lebensdauer und/oder kritischen Schaltzyklenanzahl. Dritter Schritt: Schreiben der erwarteten Rest-Lebensdauer und/oder der erwarteten Rest-Schaltzyklenanzahl und/oder des mindestens einen zugeordneten Erfassungszeitwerts in einen Speicher.A further method according to the invention for operating a thermal installation, wherein the thermal installation comprises several components, in particular a heating or steam boiler, is characterized by the following steps: First step: detecting at least one life and / or at least one cycle number and / or at least one associated detection time value, wherein a detected life and / or a detected switching cycle number representing a present at a selectable detection time age of the thermal plant and / or the at least one component, and wherein a detection time value represents the respective detection time. Second step: Determining at least one expected remaining service life and / or expected remaining cycle number after which the thermal installation and / or the at least one component reaches or exceeds at least a predefinable critical life and / or critical cycle number, in particular for the first time. This is done on the basis of the detected life and / or the number of cycles counted as well as the critical life and / or critical number of cycles. Third step: writing the expected remaining life and / or the expected remaining cycle number and / or the at least one associated detection time value to a memory.

Die Erfassung einer Lebensdauer und/oder einer Schaltzyklenanzahl erfolgt zu einem Erfassungszeitpunkt. Der Erfassungszeitwert repräsentiert den Erfassungszeitpunkt, indem er dem Erfassungszeitpunkt einen Zeitwert (beispielsweise eine Uhrzeit oder ein Tagesdatum oder eine Kalenderwochennummer) zuordnet. Somit ist der Erfassungszeitwert einer erfassten Lebensdauer und/oder einer erfassten Schaltzyklenanzahl zugeordnet („Wertepaar“ oder „Wertetripel“), nämlich der Dauer von der Erstellung oder der Inbetriebnahme bis zum Erfassungszeitpunkt. Ein Erfassungszeitpunkt bzw. eine Abfolge von aufeinanderfolgenden Erfassungszeitpunkten kann nach einer vorgegebenen Zeitregel ausgewählt sein.The detection of a lifetime and / or a switching cycle number takes place at a detection time. The acquisition time value represents the acquisition time by assigning a time value (for example, a time or a date or a calendar week number) to the collection time. Thus, the detection time value is associated with a sensed life and / or a detected number of cycles ("value pair" or "value triplet"), namely, the duration from the creation or startup to the time of detection. A detection time or a sequence of successive detection times may be selected according to a predetermined time rule.

Darunter, dass eine erwartete Rest-Lebensdauer und/oder erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl auf Grundlage der erfassten Lebensdauer und der kritischen Lebensdauer und/oder der erfassten Schaltzyklenanzahl und der kritischen Schaltzyklenanzahl ermittelt wird, ist hier zu verstehen, dass eine Abschätzung, insbesondere eine Berechnung, stattfindet, wie beispielsweise eine Differenzbildung, eine Verhältnisbildung.Assuming that an expected residual life and / or number of remaining cycles is determined based on the sensed life and critical life and / or sensed cycle number and critical cycle number, it is to be understood that an estimate, particularly a calculation, takes place, such as a difference, a ratio formation.

Mit dieser Erfindung ist ein Verfahren zur vorausschauenden Überwachung der Lebensdauer und/oder der Schaltzyklen einer wärmetechnischen Anlage und/oder mindestens einer Komponente geschaffen, das es ermöglicht, eine für eine Zukunft erwartete Rest-Lebensdauer und/oder Rest-Schaltzyklenanzahl vorherzusagen, nach der/denen ein Ausfall oder Versagen erwartet wird, und mit diesem gespeicherten Wert im Rahmen der Anlagenregelung weiterzuarbeiten. Somit wird ein Anlagenbetreiber in die Lage versetzt, eine Außerbetriebnahme, Instandsetzung, Erneuerung und/oder Austausch der wärmetechnischen Anlage und/oder der mindestens einen Komponente zu planen und rechtzeitig durchzuführen, bevor es zu einem Ausfall oder einer Betriebseinschränkung oder einem Wirkungsgradverlust der Anlage kommt.This invention provides a method for predictive monitoring of the life and / or cycles of a thermal plant and / or at least one component that allows one to predict a residual life expectancy and / or residual cycle number expected for a future, according to the following: which is expected to fail or fail, and to continue to work with this stored value as part of the system control. Thus, a plant operator is enabled to plan for a decommissioning, repair, renewal and / or replacement of the thermal installation and / or the at least one component and perform in good time before it comes to a failure or a restriction or loss of efficiency of the system.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die erwartete Rest-Lebensdauer und/oder Rest-Schaltzyklenanzahl auf einem Ausgabemittel ausgegeben. Ein solches Ausgabemittel kann ein ein analoges oder digitales Ausgabemittel, vorzugsweise ein Ausgabemittel mit Skalenanzeige oder Ziffernanzeige oder Klartextanzeige, sein. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es einem Anlagenbetreiber, sich schnell über die noch verbleibende Lebensdauer zu informieren und vorausschauend zu planen. In an advantageous embodiment of the method, the expected remaining service life and / or remaining switching cycle number is output on an output device. Such an output means may be an analog or digital output means, preferably an output means with scale display or digital display or plain text display. Such a design allows a plant operator to quickly inform themselves about the remaining lifetime and to plan ahead.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Verhältniswert der erfassten Lebensdauer zu der kritischen Lebensdauer und/oder der erfassten Schaltzyklenanzahl zu der kritischen Schaltzyklenanzahl ermittelt und ausgegeben. Ein solcher Verhältniswert zeigt einem Anlagenbetreiber an, welcher Anteil der Lebensdauer, bezogen auf die kritische Lebensdauer, beispielsweise die Gesamt-Lebensdauer, bereits verstrichen ist, beispielsweise in einer prozentualen Anzeige. Auch damit ist es für einen Anlagenbetreiber möglich, sich schnell über die noch verbleibende Lebensdauer zu informieren und vorausschauend zu planen.In an advantageous embodiment of the method, a ratio value of the detected service life to the critical service life and / or the detected number of cycles at the critical number of cycles is determined and output. Such a ratio value indicates to a plant operator what proportion of the service life, based on the critical service life, for example the total service life, has already elapsed, for example in a percentage display. This also makes it possible for a plant operator to quickly find out about the remaining service life and plan ahead.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird mindestens eine erste Warnmeldung ausgegeben, wenn entweder die erwartete Rest-Lebensdauer kürzer als eine vorgebbare erste Vorwarnzeit ist, und/oder wenn die erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl kleiner als eine vorgebbare erste Vorwarn-Schaltzyklenanzahl ist. Eine Warnmeldung kann eine einmalige oder wiederkehrende oder dauernde Warnmeldung sein, die beispielsweise akustisch oder visuell wahrnehmbar ist und den Anlagenbetreiber darüber informiert, dass die erwartete Rest-Lebensdauer kürzer wird und das Lebensdauerende näher rückt und nunmehr innerhalb einer vorgebbaren Vorwarnzeit liegt. Die Vorwarnzeit ist dabei eine Art überblickter bzw. überwachter Zeithorizont oder Prognosehorizont. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die vorgebbare kritische Lebensdauer eine maximal zulässige Lebensdauer ist. Eine solche Warnmeldung kann den Anlagenbetreiber auch darüber informieren, dass die erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl kleiner wird und nunmehr innerhalb einer vorgebbaren Vorwarn-Schaltzyklenanzahl im Sinne eines Prognosehorizonts liegt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die vorgebbare kritische Schaltzyklenanzahl eine maximal zulässige Schaltzyklenanzahl ist. Die Warnmeldung kann auch eine an den Anlagenbetreiber adressierte Empfehlung zum weiteren Vorgehen angesichts des nahenden Lebensdauerendes umfassen. In an advantageous embodiment of the method, at least a first warning message is output if either the expected remaining service life is shorter than a predefinable first advance warning time, and / or if the expected remaining shift cycle number is less than a predefinable first prewarning cycle number. A warning message can be a one-time or recurring or continuous warning message, which is acoustically or visually perceptible, for example, and informs the system operator that the expected remaining service life is getting shorter and the end of service is approaching and is now within a predefinable advance warning time. The early warning time is a sort of surveyed or monitored time horizon or forecast horizon. This is particularly advantageous when the predetermined critical life is a maximum allowable life. Such a warning message can also inform the plant operator that the expected number of remaining switching cycles is decreasing and is now within a predefinable pre-warning switching cycle number in the sense of a forecasting horizon. This is particularly advantageous if the predetermined critical number of switching cycles is a maximum number of switching cycles. The warning message may also include a recommendation addressed to the plant operator for further action in view of the approaching end of service life.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird mindestens eine zweite Warnmeldung ausgegeben und/oder mindestens eine Funktion, insbesondere eine Leistung, der wärmetechnischen Anlage und/oder mindestens einer Komponente verändert, insbesondere reduziert und/oder abgeschaltet, wenn entweder die erwartete Rest-Lebensdauer kürzer als eine vorgebbare zweite Vorwarnzeit ist, und/oder wenn die erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl kleiner als eine vorgebbare zweite Vorwarn-Schaltzyklenanzahl ist. Mithilfe dieser Ausgestaltung kann die Anlage auf das Näherrücken eines erwarteten Lebensdauerendes reagieren und vorausschauend, insbesondere selbsttätig, erste Schritte einleiten, beispielsweise zum Hinauszögern des erwarteten Lebensdauerendes und um dem Anlagebetreiber mehr Zeit für eine vorausschauende Planung einzuräumen, oder zum Absenken eines mit dem erwarteten Lebensdauerende einhergehenden Risikos für den Anlagenbetrieb wie beispielsweise ein Ausfall oder eine Betriebseinschränkung oder ein Wirkungsgradverlust der Anlage oder einer Komponente. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die vorgebbare kritische Lebensdauer eine maximal zulässige Lebensdauer ist und/oder wenn die vorgebbare kritische Schaltzyklenanzahl eine maximal zulässige Schaltzyklenanzahl ist.In an advantageous embodiment of the method, at least one second warning message is output and / or at least one function, in particular a power, the thermal installation and / or at least one component changed, in particular reduced and / or switched off, if either the expected remaining life shorter than is a predeterminable second pre-warning time, and / or if the expected remaining switching cycle number is less than a predefinable second pre-warning switching cycle number. By means of this design, the plant can respond to the near-end of an expected end of life and anticipate, in particular automatically, initiate first steps, for example, to delay the expected end of life and to give the plant operator more time for a forward-looking planning, or to lower one associated with the expected end of life Risks to plant operation, such as failure or restriction of operation or loss of efficiency of the plant or component. This is particularly advantageous when the predetermined critical life is a maximum allowable life and / or when the predetermined critical cycle number is a maximum number of cycles allowed.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens umfasst das Erfassen der Lebensdauer und/oder der Schaltzyklenanzahl ein Zählen und/oder ein Messen und/oder ein Berechnen und/oder ein Einlesen über eine Datenschnittstelle. Erfassen durch Zählen und/oder Messen kann ein direktes Zählen und/oder Messen einer Lebensdauer oder Schaltzyklenanzahl sein. Andererseits kann es auch ein indirektes Zählen und/oder Messen einer Lebensdauer oder Schaltzyklenanzahl sein durch Zählen und/oder Messen jener Werte, die sich aufgrund der Lebensdauer oder Schaltzyklenanzahl verändern. Erfassen durch Berechnen bedeutet ein rechnerisches Ermitteln der Lebensdauer oder Schaltzyklenanzahl auf Grundlage von insbesondere Messwerten und/oder Annahmen zum Betriebsverhalten. Erfassen durch Einlesen über eine Datenschnittstelle bedeutet, dass die Lebensdauer oder Schaltzyklenanzahl außerhalb des hier beschriebenen Verfahrens ermittelt (gemessen und/oder berechnet) und diesem Verfahren zugeführt wird.In an advantageous embodiment of the method, the detection of the service life and / or the number of switching cycles comprises counting and / or measuring and / or calculating and / or reading in via a data interface. Detecting by counting and / or measuring may be direct counting and / or measuring a life or number of cycles. On the other hand, it can also be an indirect counting and / or measuring of a lifetime or number of cycles by counting and / or measuring those values which vary due to the lifetime or number of cycles. Detecting by calculation means calculating the service life or number of cycles on the basis of, in particular, measured values and / or assumptions about the operating behavior. Detecting by reading in via a data interface means that the life or number of cycles outside the method described herein is determined (measured and / or calculated) and fed to this process.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens berücksichtigt das Erfassen der Lebensdauer und/oder der Schaltzyklenanzahl einen Erfassungszeitraum, wobei der Erfassungszeitraum insbesondere beginnt mit einer Erstellung, einer Inbetriebnahme, einer Instandsetzung, einer Erneuerung und/oder einem Austausch der wärmetechnischen Anlage und/oder eines Subsystems der wärmetechnischen Anlage und/oder der mindestens einen Komponente, und endet mit dem Erfassungszeitpunkt.In an advantageous embodiment of the method, the detection of the service life and / or the number of cycles takes into account a detection period, the detection period in particular begins with a creation, commissioning, repair, renewal and / or replacement of the heating system and / or a subsystem of thermal installation and / or the at least one component, and ends with the detection time.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird eine tatsächlich erreichte Gesamt-Lebensdauer und/oder eine tatsächlich erreichte Gesamt-Schaltzyklenanzahl, nach der ein Ausfall, eine Außerbetriebnahme, eine Instandsetzung, eine Erneuerung und/oder ein Austausch der wärmetechnischen Anlage und/oder eines Subsystems der wärmetechnischen Anlage und/oder der mindestens einen Komponente erfolgt, erfasst und in den Speicher geschrieben. Somit kennen die Anlagenregelung und/oder der Anlagenbetreiber auch diesen das tatsächliche Anlagenverhalten und/oder Komponentenverhalten beschreibenden Wert und wird eine Auswertung, Bewertung und/oder Weiterverarbeitung dieses Werts möglich.In an advantageous embodiment of the method is actually achieved total lifetime and / or actually achieved Total number of cycles after which a failure, decommissioning, repair, renewal and / or replacement of the thermal installation and / or a subsystem of the thermal installation and / or the at least one component is detected and written to the memory. Thus, the system controller and / or the system operator also know this value describing the actual system behavior and / or component behavior, and an evaluation, evaluation and / or further processing of this value becomes possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens liegt ein zeitlicher Abstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Erfassungszeitwerten im Bereich zwischen einer Stunde und einer Woche. Dieser Abstand kann ein fixer Wert oder auch ein über der Lebensdauer variabler Wert sein. Beispielsweise können die Erfassungszeitpunkte regelmäßig aufeinander folgen. Alternativ können die Erfassungszeitpunkte auch mit zunehmenden Alter zeitlich dichter aufeinander folgen.In an advantageous embodiment of the method, a time interval between two directly consecutive acquisition time values is in the range between one hour and one week. This distance can be a fixed value or a variable value over the lifetime. For example, the acquisition times can follow one another regularly. Alternatively, the acquisition times can follow one another with increasing age in time.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens optimiert sich ein der Ermittlung der erwarteten Rest-Lebensdauer und/oder erwarteten Rest-Schaltzyklenanzahl zugrundeliegendes Rechenmodell selbstlernend anhand einer tatsächlich erreichten Gesamt-Lebensdauer und/oder tatsächlich erreichten Gesamt-Schaltzyklenanzahl. Die tatsächlich erreichte Gesamt-Lebensdauer kann sich von der erwarteten Gesamt-Lebensdauer unterscheiden. Anhand dieses Unterschieds kann die Vorhersagegenauigkeit eines Rechenmodells verbessert werden, indem Annahmen, Rechenalgorithmen oder Parameter des Rechenmodells an das tatsächliche Anlagenverhalten und/oder Komponentenverhalten angepasst werden.In an advantageous embodiment of the method, a calculation model based on the determination of the expected remaining service life and / or expected residual cycle number optimizes self-learning on the basis of an actually achieved total service life and / or total number of switching cycles actually achieved. The total lifetime actually achieved may differ from the expected total lifetime. Based on this difference, the predictive accuracy of a computational model can be improved by adapting assumptions, computational algorithms or parameters of the computational model to the actual system behavior and / or component behavior.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Ermittlung der erwarteten Rest-Lebensdauer auf Grundlage der erfassten Schaltzyklenanzahl, der kritischen Schaltzyklenanzahl sowie einer insbesondere über der erfassten Lebensdauer oder über 24 Stunden zeitlich gemittelten Schaltzyklenanzahl (Anzahl Schaltzyklen pro Zeiteinheit). Somit kann die Ermittlung der erwarteten Rest-Lebensdauer auf der Grundlage eines reinen Zählens erfolgen.In an advantageous embodiment of the method, the determination of the expected remaining life on the basis of the detected number of switching cycles, the critical number of switching cycles and a particular over the detected life or over 24 hours averaged number of switching cycles (number of switching cycles per unit time). Thus, the determination of the expected remaining life can be based on a pure count.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

1: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. It shows

1 : An embodiment of a method according to the invention.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer wärmetechnischen Anlage, dabei umfasst die wärmetechnische Anlage mehrere Komponenten, insbesondere einen Heizkessel. In einem ersten Schritt A1 werden mindestens eine Lebensdauer Le und/oder mindestens eine Schaltzyklenanzahl Ze und/oder mindestens ein zugeordneter Erfassungszeitwerts T erfasst. In einem zweiten Schritt A2 werden, auf Grundlage der erfassten Lebensdauer Le und/oder der erfassten Schaltzyklenanzahl Ze sowie einer vorgebbaren kritischen Lebensdauer Lk und/oder kritischen Schaltzyklenanzahl Zk, mindestens eine erwartete Rest-Lebensdauer Lr und/oder erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl Zr ermittelt, nach deren Ablauf die wärmetechnische Anlage und/oder die mindestens eine Komponente mindestens die kritische Lebensdauer Lk und/oder kritische Schaltzyklenanzahl Zk insbesondere erstmalig erreicht oder überschreitet. In einem dritten Schritt A3 wird die erwartete Rest-Lebensdauer Lr und/oder die erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl Zr und/oder der mindestens eine zugeordnete Erfassungszeitwert T in einen Speicher geschrieben. In einem optionalen vierten Schritt A4 wird die erwartete Rest-Lebensdauer Lr und/oder Rest-Schaltzyklenanzahl Zr auf einem Ausgabemittel ausgegeben. In einem optionalen fünften Schritt A5 wird ein Verhältniswert R der erfassten Lebensdauer Le zu der kritischen Lebensdauer Lk und/oder der erfassten Schaltzyklenanzahl Ze zu der kritischen Schaltzyklenanzahl Zk ermittelt und ausgegeben. In einem optionalen Schritt A61 wird mindestens eine Warnmeldung ausgegeben und/oder in einem ergänzenden oder alternativen Schritt A62 wird mindestens eine Funktion der wärmetechnischen Anlage und/oder der mindestens einen Komponente verändert, insbesondere eine Leistung reduziert und/oder abgeschaltet, wenn die erwartete Rest-Lebensdauer Lr kürzer als eine vorgebbare Vorwarnzeit ist, und/oder die erwartete Rest-Schaltzyklenanzahl Zr kleiner als eine vorgebbare Vorwarn-Schaltzyklenanzahl ist. In einem optionalen siebten Schritt A7 wird eine tatsächlich erreichte Gesamt-Lebensdauer Lt und/oder eine tatsächlich erreichte Gesamt-Schaltzyklenanzahl Zt, nach der ein Ausfall, ein Versagen, eine Außerbetriebnahme, eine Instandsetzung, eine Erneuerung und/oder ein Austausch der wärmetechnischen Anlage und/oder eines Subsystems der wärmetechnischen Anlage und/oder der mindestens einen Komponente erfolgt, erfasst und in den Speicher geschrieben. In einem optionalen achten Schritt A8 wird ein der Ermittlung der erwarteten Rest-Lebensdauer Lr und/oder erwarteten Rest-Schaltzyklenanzahl Zr zugrundeliegendes Rechenmodell anhand der tatsächlich erreichten Gesamt-Lebensdauer Lt und/oder tatsächlich erreichten Gesamt-Schaltzyklenanzahl Zt selbstlernend optimiert. 1 shows an embodiment of a method according to the invention for operating a thermal installation, while the thermal installation comprises several components, in particular a boiler. In a first step A1 At least one lifetime Le and / or at least one switching cycle number Ze and / or at least one associated detection time value T are detected. In a second step A2 are determined on the basis of the detected life Le and / or the detected switching cycle number Ze and a predetermined critical life Lk and / or critical cycle number Zk, at least one expected remaining life Lr and / or expected remaining cycle number Zr, after the expiration of the heat technical Plant and / or the at least one component at least the critical life Lk and / or critical number of cycles Zk particular reaches or exceeds for the first time. In a third step A3 the expected remaining lifetime Lr and / or the expected remaining switching cycle number Zr and / or the at least one associated detection time value T are written into a memory. In an optional fourth step A4 the expected remaining life Lr and / or remaining shift cycle number Zr is output on an output medium. In an optional fifth step A5 For example, a ratio value R of the detected life Le at the critical life Lk and / or the detected shift cycle number Ze at the critical shift cycle number Zk is determined and output. In an optional step A61 at least one warning message is issued and / or in a supplementary or alternative step A62 At least one function of the thermal installation and / or the at least one component is changed, in particular a power reduced and / or switched off when the expected remaining life Lr is shorter than a predefinable prewarning time, and / or the expected remaining cycle number Zr is less than is a predetermined pre-warning switching cycle number. In an optional seventh step A7 becomes a total lifetime Lt actually attained and / or a total number of cycles Zt actually attained, after which a failure, a failure, a decommissioning, a repair, a renewal and / or an exchange of the thermal installation and / or a subsystem of the thermal engineering Plant and / or the at least one component takes place, recorded and written to memory. In an optional eighth step A8 If a calculation model underlying the determination of the expected residual service life Lr and / or expected residual cycle number Zr is self-learning based on the total lifetime Lt actually attained and / or the total cycle number Zt actually achieved.

Die Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, den Betreiber einer Anlage rechtzeitig darauf hinzuweisen, dass der Austausch einer Komponente bevorsteht. Dadurch werden ungeplante Stillstandzeiten wegen Ausfall einer Komponente bei Überschreitung der Lebenszeit vermieden. Des Weiteren kann der Komponentenaustausch frühzeitig eingeplant werden, was zusätzliche Stillstandzeiten vermeiden kann. Die Angabe der Lebensdauer, beispielsweise in Tagen, Monaten oder Jahren, ist als Standzeit zu verstehen. Dementsprechend bildet der Teil des Verfahrens, welcher die Standzeit auswertet, die Differenz zwischen einer aktuellen Zeit und Inbetriebnahmedatum der Anlage. Diese Differenz gibt die verstrichene Lebensdauer an. Die maximale Lebensdauer abzüglich der verstrichenen Lebensdauer ergibt die verbleibende Lebensdauer, welche addiert zu einem aktuellen Zeitstempel den Zeitpunkt angibt, zu welchem die maximale Lebensdauer überschritten wird. Wird die Lebensdauer der Komponente in Schaltzyklenanzahlen angegeben, wird aus dem Verhältnis von aktueller Schaltzyklenanzahl zur maximalen Schaltzyklenanzahl, sowie dem vergangenen Zeitraum seit Inbetriebnahme der Anlage der Austauschzeitpunkt berechnet. Für diesen Teil des Verfahrens wird neben den charakteristischen Zeitstempeln des Anlagenbetriebs die summierte Schaltzyklenanzahl der Komponente oder eines Bauteils, über das man auf das Komponentenverhalten schließen kann, benötigt. Wird für eine Komponente die Lebensdauer sowohl in Jahren als auch in Schaltzyklen angegeben, werden beide Teile des Verfahrens durchlaufen und somit zwei Austauschzeitpunkte berechnet. Aus Gründen der Sicherheit sollte das näher liegende Austauschdatum das für den Betreiber der Anlage relevante Datum sein. Wird die Anlagenkomponente ausgetauscht, ist einer Anlagenregelung der Austauschzeitpunkt bekannt zu machen. Dieser Zeitpunkt wird als Resetzeitpunkt in die Anlagenregelung eingelesen und ab dann der Austauschzeitpunkt nicht mehr im Verhältnis zum Inbetriebnahmedatum berechnet, sondern im Verhältnis zum Resetzeitpunkt.The embodiment of the invention makes it possible to inform the operator of a system in good time that the replacement of a component is imminent. As a result, unplanned downtime due to failure of a component when exceeding the lifetime avoided. Furthermore, the component replacement can be scheduled early, which can avoid additional downtime. The indication of the service life, for example in days, months or years, is to be understood as service life. Accordingly, the part of the process that evaluates the tool life is the difference between a current time and the commissioning date of the equipment. This difference indicates the elapsed life. The maximum life minus the elapsed lifetime gives the remaining life, which, added to a current timestamp, indicates the time at which the maximum life is exceeded. If the life of the component is specified in the number of switching cycles, the replacement time is calculated from the ratio of the current number of cycles to the maximum number of cycles and the time since the system was started up. For this part of the method, in addition to the characteristic time stamps of the plant operation, the summed number of cycles of the component or of a component, via which one can infer the component behavior, is required. If the lifespan of a component is specified both in years and in switching cycles, both parts of the process are run through and thus two exchange times are calculated. For reasons of safety, the closer date of replacement should be the date relevant to the operator of the installation. If the system component is replaced, the time of replacement must be announced to a system controller. This time is read into the system control as a reset time and from then the replacement time is no longer calculated in relation to the startup date, but in relation to the reset time.

Claims

Method for operating a thermal installation, wherein the thermal installation comprises a plurality of components, in particular a heating or steam boiler, characterized in that from a recorded life (Le) and / or detected switching cycle number (Ze) of the thermal installation and / or at least one Component an expected residual life (Lr) and / or expected remaining cycle number (Zr) is determined, after / a predetermined critical life (Lk) and / or critical number of cycles (Zk) of the thermal installation and / or the at least one In particular, the component is first reached or exceeded, and the expected remaining life (Lr) and / or expected remaining cycle number (Zr) is written to a memory.

Method for operating a thermal installation, wherein the thermal installation comprises several components, in particular a heating or steam boiler, characterized by the steps of • detecting (A1) at least one life (Le) and / or at least one cycle number (Ze) and / or at least one associated detection time value (T), wherein the detected lifetime (Le) and / or the detected switching cycle number (Ze) represents an age of the thermal installation and / or the at least one component at a selectable detection time, and wherein the detection time value (T ) represents the respective detection time, • determining (A2) at least one expected remaining service life (Lr) and / or expected remaining cycle number (Zr), after which the thermal installation and / or the at least one component have at least one predefinable critical life ( Lk) and / or critical switching cycle number (Zk) in particular first reached or exceeded based on the sensed life (Le) and / or the sensed number of cycles (Ze) and the critical life (Lk) and / or critical number of cycles (Zk), • write (A3) the expected remaining life ( Lr) and / or the expected remaining switching cycle number (Zr) and / or the at least one associated detection time value (T) in a memory.

Method according to Claim 1 or 2 comprising the step of outputting (A4) the expected remaining lifetime (Lr) and / or remaining switching cycle number (Zr) on an output medium.

Method according to one of the preceding claims, comprising the step of determining and outputting (A5) a ratio value (R) of the detected service life (Le) to the critical service life (Lk) and / or the detected shift cycle number (Ze) to the critical shift cycle number (Zk) ,

Method according to one of the preceding claims, comprising the step of outputting (A61) at least one warning message and / or changing (A62) at least one function of the thermal installation and / or at least one component, in particular reducing and / or switching off a power, if the expected Residual life (Lr) is shorter than a predefinable advance warning time, and / or • the expected remaining shift cycle number (Zr) is less than a predefinable prewarning cycle number.

Method according to one of the preceding claims, wherein the detection of the lifetime (Le) and / or the switching cycle number (Ze) comprises counting and / or measuring and / or calculating and / or reading in via a data interface.

Method according to one of the preceding claims, wherein the detection of the service life (Le) and / or the switching cycle number (Ze) takes into account a detection period, the detection period in particular begins with a creation, commissioning, repair, renewal and / or replacement of thermal engineering plant and / or a subsystem of the thermal installation and / or the at least one component, and ends at the detection time.

Method according to one of the preceding claims, comprising the step of acquiring and writing (A7) an actually attained total service life (Lt) and / or an actually attained total cycle number (Zt) after which a failure, a failure, a decommissioning, a Repair, renewal and / or replacement of the thermal engineering system and / or a subsystem of the thermal engineering system and / or the at least one component takes place in the memory.

Method according to one of Claims 2 to 8th wherein a time interval (D) between two immediately consecutive acquisition time values (T) is in the range between one hour and one week.

Method according to one of the preceding claims, comprising the step of self-optimizing (A8) one of the calculation of the expected residual life (Lr) and / or expected residual cycle number (Zr) based on an actually achieved total lifetime (Lt) and / or actually achieved total cycle number (Zt).

Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of the expected remaining life (Lr) on the basis of the detected switching cycle number (Ze), the critical switching cycle number (Zk) and a time-averaged switching cycle number is performed.