Systematisk processoptimering Grontmij AB Martin Råberg, Fredrik Axby, Stéphane Velut, Emma Schultz och Björn Fredriksson Möller 1
Nyttan av projektet Samarbete processteknik reglerteknik Potential: Effektiv drift av anläggningar och eliminering av flaskhalsarna ger den effektivaste anläggningen. Praktisk tillämpning: validering på en rökgaskondenseringsanläggning med gott resultat. Nyhetsvärde: Välkända metoder och angreppssätt används i en generell steg-för-steg angreppsmetodik. 2
Resultat och diskussion Ny metodik; processoptimering som optimerar processen under hela den återstående livslängden. Speciellt intressant information om projektet Teoretiskt genomförd optimering av en rökgaskondenseringsanläggning med uppfuktare. Kända metoder och angreppsätt från både reglerteknik, process och energiteknik kombineras och generaliseras. 3
Utvecklingsmöjligheter Ytterligare validering av metodiken. Förfining av riktad-graf-modellen. Handbok för praktisk processmodellering. Sammanfoga synsättet och kopplingen mellan statiska och dynamiska modeller. Arbete för att ytterligare försöka sammanfoga process- och reglerteknik för att undvika suboptimering. 4
Optimering Varför skall processen optimeras? Mot vilket kriterium skall processen optimeras? 5
Grundidén Jämför med den optimala processen Fysikaliskt möjligt arbetsområde för en optimal process Processens möjliga arbetsområde Processens stabila arbetsområde Optimal drifttrajektorie (linje av optimala driftpunkter) 6
Grundidén Processen är oftast dimensionerad för ett fåtal driftpunkter. Driftfallen är ofta svåra att definiera. Med reglerteknik och processteknik kan flaskhalsar för prestanda byggas bort. Kombination kan ge det termodynamiskt bästa möjliga för varje lastfall. 7
Grundidén Kunskapen från processen kan användas för att bygga bort begränsningen. Processen kan konstrueras för att infria även reglertekniska mål. Med en bra styr- och reglerbarhet kan driftområdet utvidgas. 8
Exempel Processteknik Fler plattor => Ökat A minskat k Q = k A LMTD Effekt = värmeövergångstal area LMTD 9
Exempel från reglerteknik Mid-ranging: Två sätt att styra en storhet, ett fint och ett grovt. u 1 SP C2 u 2 P2 V-2 P y P-2 P-4 P-3 y SP V-1 P-3 C1 P1 Mättning u 1 10
Exempel från reglerteknik Hantering av processtekniska flaskhalsar L1 L2 L3 u1 u2 u3 u4 L1 L2 L3 u1 u2 u3 u4 11
Generaliserad riktad graf Komponent 2a Styrsignal 3a Storhet 1a Storhet 3c Komponent 4c Styrsignal 5c Huvudmål Komponent 2c Storhet 3d Storhet 1b 12
Resultat av praktiskt test Ca 750 kw mer värme 13
Slutsatser Optimering av processen förbättrar ekonomin. Samarbete mellan olika kompetensområden är mycket effektivt. Inga avancerade simuleringsmodeller behövs en systematisk genomgång är ofta effektivare. Praktiska erfarenheter visar att det fungerar. 14