Mit dynamischer Simulation bekommen Sie ihre Prozesse in den Griff

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Beispiel 3: Machbarkeit von Regelungskonzepten

Bei Anlagen, die sich noch in der Planungsphase befinden, besitzen Ingenieure deutlich mehr Freiheitsgrade. Andererseits fehlt zu diesem Zeitpunkt noch ein validiertes Prozessmodell.

Planer setzen die dynamische Simulation daher in der Regel für Machbarkeitsstudien von Prozessführungskonzepten ein. Im Gegensatz zu bereits bestehenden Anlagen lässt sich dabei simultan das Design von Apparaten und Rohrleitungen anpassen sowie die EMSR-Ausstattung festlegen.

Im Rahmen eines Forschungsprojekts haben die Planer z.B. einen neuen Bio-Methanol-Prozess unter die Lupe genommen, und untersucht, ob eine dynamisierte Prozessführung möglich ist. Die Herausforderung: Die Anlage muss flexibel auf starke Lastschwankungen reagieren können, wie sie in einem dynamischen Energiemarkt mit ständig wechselnden Strompreisen vorkommen. Die Planer ermittelten daher Knackpunkte und Tendenzen mehrerer Prozessführungskonzepte. Sie ergründeten u.a. wie einzelne Prozesseinheiten interagieren und analysierten wie sich das auf Prozessgrößen und Apparate auswirkt. So kann man den Druck des zu verdampfenden Kühlmediums für die Regelung nutzen. Dadurch funktioniert die kontinuierlich laufende Anlage selbst bei Lastschwankungen zwischen zehn und 120 Prozent. Damit ergeben sich auch die Grenzen einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.

Wann lohnen sich also dynamische Simulationen für den Betreiber? Immer dann, wenn es nötig ist, neue Prozessführungskonzepte zu entwickeln oder bestehende zu bewerten. In beiden Fällen muss der Verfahrenstechniker verstehen, wie sich Prozessschwankungen zusammenhängender Prozessteile auf die Gesamtanlage auswirken.

Auch bei Anlagen in der Planungsphase sind dynamische Simulationsmethoden für Machbarkeitsstudien von Automatisierungskonzepten sinnvoll. Grundsätzlich erfordert der Einsatz dynamischer Simulationsmethoden schon in der Planungsphase im ersten Schritt immer einen gewissen Aufwand, er kann sich jedoch für weitere Planungsphasen bis hin zur realen Prozessführung bezahlt machen.

„Begleiten dynamische Simulationstools den gesamten Lebenszyklus, lässt sich der Gesamtaufwand in der Summe und auch der Aufwand für die Änderung von Regelparametern deutlich reduzieren“, ist Dr. Moritz Wendt überzeugt.

* * V. Butz ist Teamleiter Prozessentwicklung, G. Hofmann-Jovic ist Leiterin der Prozess- und Verfahrenstechnik bei Infraserv Knapsack, Hürth. Kontakt: Tel. +49-2233-48-1212

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