Zur Person
Niclas Esch ist seit 2020 bei ABB und auf Energiemanagement und Optimierungssysteme spezialisiert.
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Dampf steigt in der Industrie aus Schloten – so zumindest die landläufige Vorstellung. Dabei verbleibt er genauso oft innerhalb von Anlagen: Als wichtige Ressource unterstützt er beim Heizen, Trocknen oder der Destillation. Er entsteht, indem Wasser in Kesseln mithilfe von Brennstoffen wie Heizöl, Erdgas, Kohle, oder Strom verdampft wird. Diese Systeme müssen flexibel einsetzbar sein, schließlich ändern sich Dampfbedarfe und Energiepreise laufend. OPTIMAX hilft dabei, Dampf dank intelligenter Anlagensteuerung effizient zu erzeugen.
Ohne Dampf geht in vielen Branchen gar nichts: Für die Chemie-, Lebensmittel- und Papierindustrie ist er unverzichtbar. Umso ausgeklügelter sind moderne Anlagen zur Dampferzeugung: Häufig kommen mehrstufige Turbinensysteme zum Einsatz, um den Dampf optimal zu nutzen. Da große Dampfanlagen jedoch hohe Betriebskosten verursachen und der Bedarf erheblich schwanken kann – etwa bei Anlagenausfällen oder Inbetriebnahmen – führt an einer effizienten, bedarfsgerechten Dampferzeugung kein Weg vorbei.
Die Herausforderung dabei: In Betrieben stehen oft unterschiedliche Systeme zur Dampferzeugung; die Infrastruktur ist oftmals historisch gewachsen. Mehrere Dampfkessel bedeuten unterschiedliche Brennstoffe, Wirkungsgrade, Dimensionierungen – und verhalten sich jeweils anders bei Anpassungen. Auch die Turbinen unterscheiden sich voneinander, etwa hinsichtlich der möglichen Belastung. Ein klassisches Prozessleitsystem reagiert jedoch oft nur langsam auf dynamische Entwicklungen. Für komplexe Dampfnetze eignet sich eine Advanced Process Control (APC), wie sie ABB mit OPTIMAX bietet.
Dabei verarbeitet ein Algorithmus mehrere Variablen gleichzeitig und sorgt für fließende Übergänge, etwa beim Öffnen von Druckreduzierstationen oder beim Schließen von Entlüftungsventilen. „Betreiber komplexer Dampfnetze können dank OPTIMAX alle Komponenten mit nur einer einzigen Konfiguration steuern“, erläutert Niclas Esch, Digital Sales Manager für OPTIMAX bei ABB. Komplizierte, alternative Steuerungskonfigurationen für Kesselfolge, Turbinenfolge und Druckreduzierventile entfallen dadurch – für einen möglichst einfachen Betrieb.
Das Ganze passiert dank OPTIMAX in Echtzeit mittels Real Time Optimization (RTO): Kessel, Dampf- und Gasturbinen steuert die umfassende Software so, dass sie die Wirkungsgrade der einzelnen Komponenten und aktuelle Energiepreise mit einbezieht. Für Kessel und Turbinen beispielsweise berechnet OPTIMAX individuelle Lasten, da jedes System unterschiedliche Kapazitäten hat – und kann so die Dampfproduktion bei Bedarf auf verschiedene Kessel verteilen.
Die Echtzeitoptimierung berechnet dafür die optimale Lastverteilung für die betreffenden Anlagenteile. Das entlastet nicht nur einzelne Systeme, sondern senkt auch die Produktionskosten: Betreiber aktivieren nur die tatsächlich benötigte Kesselkapazität; andere Systeme ruhen. Damit das gelingt, schätzt OPTIMAX die künftigen Wärme- und Dampfbedarfe der Verbraucher, reguliert aber auch Druck und Temperatur, um den Bedarf anschließend exakt zu decken.
Strompreise ändern sich ständig, an den meisten Energiemärkten alle 15 Minuten. Auch die Erdgaspreise fluktuieren täglich. Unnötige Kosten vermeiden Nutzer dank OPTIMAX jedoch gekonnt: Energie für Kessel und Turbinen nutzt OPTIMAX möglichst kosteneffizient, da es die Systeme im Einklang mit der Preisentwicklung steuert.
Ein zusätzlicher Vorteil: Die ABB-Lösung kommuniziert nicht nur herstellerunabhängig mit allen gängigen Prozessleitsystemen über offene Schnittstellen wie OPC UA, sondern bietet auch zahlreiche weitere Integrationsmöglichkeiten. Dazu zählen etwa ein automatisierter SFTP-Austausch mit Energieversorgern, Fernwirkschnittstellen zur Bereitstellung von Regelleistung sowie die Kommunikation mit Verteilnetzbetreibern – für eine nahtlose Einbindung in bestehende Infrastrukturen.
"Übersteigt der Strompreis am Markt beispielsweise die internen Erzeugungskosten, sollte mehr selbst produziert werden – bei niedrigeren Preisen weniger. RTO ermittelt die optimalen Laständerungen, APC setzt diese stabil um – für eine aktive Teilnahme am Energiemarkt“
Niclas Esch, Digital Sales Manager für OPTIMAX bei ABB