Er is een op maat gemaakte regelaar ontwikkeld voor de besturing van twee pompstations in de polder ‘Waterlandse Boezem’. De regelaar moest complexe aan/uit-vereisten vervullen en de pompende activiteit in de duurdere daguren minimaliseren. Een paper over dit onderwerp is gepubliceerd en kan worden gedownload in onze Paper-sectie. De video over dit onderwerp laat iteraties van de regelaar zien terwijl deze de optimale pompinstellingen vindt om het waterpeil (onderste grafiek) binnen de limieten (gestippelde lijnen) te houden. De bovenste grafiek toont de voorspelde “belasting” op de polder (dat wil zeggen, de verwachte instroom van water in de komende 24 uur).
Bij de productie van cokes voor ijzerproductie ontsnappen er ovengassen die gereinigd moeten worden. Een van de installaties om de gasvormige bijproducten te reinigen, is een ontzurings- en strippingsproces met meerdere destillatiekolommen, gevoed door cokesgas en stoom. De procesingenieurs van deze specifieke fabriek ontdekten dat het verminderen van de drukvariaties in de stoomtoevoer zou leiden tot verbeterde processtabiliteit, wat op zijn beurt zou leiden tot aanzienlijke kostenbesparingen. DotX kreeg de opdracht om de stabiliteit van de drukregellus(sen) te verbeteren. Eerst werd het bestaande besturingssysteem geanalyseerd en het stoomproces werd zorgvuldig gemodelleerd. De stoomdruk werd voornamelijk geregeld door twee afzonderlijke besturingssystemen, elk werkend op één klep. De ene voor het afvoeren van stoom en de andere voor het toevoeren van stoom. Elke klep vertoonde een niet-lineaire karakteristiek (dat wil zeggen, een niet-lineaire relatie tussen klepopening en stroom). Vervolgens werd er een nieuw op model gebaseerd besturingssysteem ontworpen en geïmplementeerd over drie PLC’s die met elkaar communiceren. Het nieuwe besturingssysteem vertoonde een opmerkelijke verbetering in drukstabiliteit, zie de onderstaande figuur (die geschaalde metingen toont): zodra de DotX Control-oplossing wordt geactiveerd, is de druk bijna constant; zodra deze wordt gedeactiveerd, neemt het oude besturingssysteem het over en vertoont de druk meer variaties. Deze DotX-controller is geactiveerd in augustus 2012 en sindsdien verloopt het ontzurings- en strippingsproces veel stabieler.
Bij de IJmuiden Kooksfabriek 1, opererend onder de vlag van een toonaangevend bedrijf, is de productie van kooks uit kolen een kritisch proces. Hierbij moet de temperatuur van de kooks zorgvuldig worden beheerd om de kwaliteit te waarborgen en tegelijkertijd de warmtetoevoer naar de ovens te minimaliseren. Dit vereist dat de Kooks Eind Temperatuur (KET) boven een bepaald minimumniveau blijft. Het figuur hieronder toont een schematisch overzicht van de relevante processen voor KET.
Traditioneel werd dit proces deels handmatig beheerd. Echter, recente inspanningen hebben geleid tot de ontwikkeling van een geavanceerd regelsysteem. Dit nieuwe systeem is getest op historische gegevens, waarbij de resultaten ronduit indrukwekkend zijn.
Om een nieuwe regeling te ontworpen moeten eerst de juiste modellen worden ontworpen. Deze modellen richten zich op de relaties tussen de belangrijkste in- en uitgangen van het regelsysteem. Deze omvatten onder andere de klepstanden van de schoorsteen en de gastoevoer, afwijkingen in verblijftijden van de gaartijd, en uitgangen zoals het zuurstofpercentage in het rookgas, regenerator temperatuur en de KET zelf. Het hoofddoel is om deze in- en uitgangen nauwkeurig te modelleren, waardoor een effectievere regeling kan worden ontworpen. Deze modellen zijn opgebouwd uit semi-fysische, regelaar-georiënteerde deelmodellen en worden aangestuurd door parameters zoals de procesversterkingswaarde (K), dode tijd (Tdt), en procestijdsconstante (Tp). Het uiteindelijke doel is om het regelsysteem in staat te stellen de KET nauwkeurig te controleren en te regelen, wat cruciaal is voor het optimaliseren van het productieproces en het minimaliseren van energieverbruik.
De nieuwe regeling heeft geleid tot een opmerkelijke vermindering van de temperatuurspreiding (TKET) met 40% in vergelijking met het oude systeem. Bovendien maakt het de verlaging van het temperatuursetpunt met 5.6 graden mogelijk, zonder enig risico op temperatuuronderschrijding. Dit resulteert direct in een aanzienlijke energiebesparing van 1.7%. Bovendien kan, met verdere beperking van de verblijftijd, de temperatuur met maar liefst 9 graden worden verlaagd, wat een indrukwekkende besparing van 2.8% in stookkosten oplevert.
Deze opmerkelijke verbeteringen zijn het resultaat van de implementatie van geavanceerde regeltechnieken en nauwkeurige procesmodellen. Deze modellen hebben de nauwkeurigheid van de KET-beheersing enorm verbeterd en positieve effecten gecreëerd voor zowel kostenefficiëntie als milieubescherming.
Daarom kunnen we met vertrouwen concluderen dat er een veel betere regeltechnische oplossing is gevonden voor de Kooks Eind Temperatuur beheersing. Deze verbeterde beheersing resulteert niet alleen in aanzienlijke energiebesparingen maar heeft ook positieve gevolgen voor het milieu door een vermindering van de CO2-uitstoot.
Als aanbeveling wordt gegeven om de nieuwe regeling zorgvuldig te implementeren en regelmatig de instellingen te controleren. Dit zal bijdragen aan een consistente en efficiënte beheersing van de KET, wat niet alleen de operationele kosten verlaagt maar ook positieve gevolgen heeft voor het milieu door verminderde CO2-uitstoot. Het is een belangrijke stap in de richting van duurzame toekomst.
In Oxystaalfabriek 2 draait alles om het afzuigen en verwijderen van zwevend stof, maar er is ruimte voor verbetering. De capaciteit van het huidige afzuigsysteem is onvoldoende, en het elektriciteitsverbruik kost aanzienlijk veel geld. Gelukkig zijn er zeven veelbelovende modificaties geïdentificeerd die de afzuigcapaciteit en energie-efficiëntie kunnen verbeteren. Het doel is om deze verbeteringen te realiseren tegen zo laag mogelijke kosten. Er zijn zeven modificaties voorgesteld: aangepaste regeling voor de ventilatoren, afdraaien van de waaiers, optimalisatie van de inzet aanzuigleiding, toepassing van frequentiedrives, installeren extra filtercompartimenten, installeren van een warmtebuffer en installeren van één of meerdere grote motoren. Zie in het onderstaande figuur een schematisch overzicht van de SA.
Modelvorming
Om het effect van verschillende modificaties op de prestaties te analyseren worden er modellen gemaakt van het rookgasafzuigingssysteem (SA) en zijn componenten. Het model omvat secties voor het berekenen van drukverliezen, inclusief factoren zoals buiswrijving en verlies door kleppen en bochten. Het behandelt ook de modellering van ventilatoren en hun vermogen om luchtstroom te regelen via de aanpassing van ventilatorafmetingen en -snelheden. Bovendien wordt de warmteoverdracht binnen leidingen en een warmtebuffer beschreven, met als doel de temperatuur van de afgezogen gassen te reguleren. Verschillende regelingsparameters worden in het model geïntegreerd om de optimale werking van het systeem te waarborgen, waaronder drall-hoekregeling en toerentalregeling voor ventilatoren. Het model biedt inzicht in de complexe interacties tussen verschillende factoren en componenten binnen de SA en kan worden gebruikt voor het evalueren van wijzigingen en verbeteringen aan het systeem.
Conclusie
Het onderzoek beantwoordt de centrale vraag: “Kunnen modificaties 1-7 de gemiddelde afzuighoeveelheid en de afzuighoeveelheid tijdens een ruwijzer inzet verhogen en/of het stroomverbruik verminderen?” met een overtuigend “ja”. Meerdere modificaties of combinaties daarvan hebben positieve effecten op zowel de afzuigcapaciteit als het stroomverbruik.
Optimalisatie van Ventilatorregeling: Door de ventilatoren op een meer efficiënte manier te regelen, kunnen aanzienlijke besparingen op stroomkosten worden behaald. Dit kan leiden tot een verlaging van 130.000-250.000 euro per jaar, terwijl de afzuigcapaciteit slechts minimaal afneemt.
Afdraaien van Waaiers: Het afdraaien van de waaiers met 5-10% kan niet alleen stroomkosten besparen (tot 330.000 euro per jaar) maar verhoogt ook de afzuigcapaciteit tot 3%.
Toepassing van Frequentiedrives: Het gebruik van frequentieregelaars biedt flexibiliteit in het aanpassen van het toerental, waardoor de stroomkosten dalen en de afzuigcapaciteit stijgt. Dit kan gecombineerd worden met het installeren van extra filtercompartimenten om de afzuigcapaciteit met zo’n 20% te verhogen en tegelijkertijd 100.000 euro per jaar te besparen.
Warmtebuffer Platenkoeler: Het plaatsen van een warmtebuffer vermindert de kans dat de koude-luchtklep opent tijdens ruwijzer-inzet, wat leidt tot een capaciteitsverhoging van 25%. In combinatie met grotere motoren en een verlaging van de filterweerstand kan zelfs een indrukwekkende verhoging tot 56% worden bereikt.
Dit betekent niet alleen aanzienlijke kostenbesparingen, maar ook een milieuvriendelijkere en efficiëntere operatie voor Oxystaalfabriek 2.
Het fysieke model van de Secundaire Afzuiging (SA) is zorgvuldig opgesteld en geverifieerd om de effecten van deze modificaties te kunnen voorspellen. Hoewel er enkele onzekerheden zijn, kunnen we concluderen dat de voordelen van de voorgestelde wijzigingen duidelijk en substantieel zijn.
In een tijd waarin duurzaamheid en efficiëntie cruciaal zijn, is Oxystaalfabriek 2 op weg naar een veelbelovende toekomst, waarin het bedrijf niet alleen zijn ecologische voetafdruk verkleint, maar ook de concurrentiepositie versterkt.
Dit is slechts een voorbeeld van hoe de industrie zich voortdurend aanpast en innoveert om een duurzamere en kosteneffectieve toekomst te creëren. We hopen dat dit verhaal van succesvolle modificaties in Oxystaalfabriek 2 u heeft geïnspireerd en aangemoedigd om ook te blijven streven naar efficiëntie en duurzaamheid in uw eigen werkzaamheden. Samen kunnen we een positieve impact maken.
Dutch 
English