ENERGIEEFFIZIENZ & NACHHALTIGKEIT

 Lösungen für eine deutliche CO² Reduzierung 

Produktionsanlagen werden grüner

Industrielle Prozessanlagen gehören zu den großen Energieverbrauchern. Der Hauptenergiebedarf setzt sich je nach Prozess aus den Energien Elektrizität und Dampf zusammen. Da der CO²-Preis pro Tonne innerhalb eines Jahres von 32 auf 88 Euro gestiegen ist, sind Unternehmen auch zunehmend daran interessiert, mehr Energie einzusparen. Darüber hinaus haben sich viele Unternehmen dazu bekannt, in den nächsten Jahrzenten CO²-neutral zu werden.

Emerson Automation Solution bietet Lösungen für Digitalisierung-/Industrie 4.0-Projekte zur CO²- Einsparung. Alle hier beschriebenen Projekte sind nach dem NAMUR NOA-Modell realisiert worden wurden mit einem kurzen ROI von wenigen Monaten erfolgreich umgesetzt haben. Die Zustände der Assets werden dem jeweils zuständigen Anlagenpersonal als Push-Benachrichtigung direkt auf das Mobiltelefon gesendet. Somit ist selbst in Zeiten von Covid-19 und der damit vorzugsweise verbundenen Arbeit im Homeoffice ein sicherer und energieschonender Betrieb der Produktionsanlagen gewährleistet.

Applikationsbeispiel 1: Online Kondensatableiterüberwachung 

Eine der einfachsten Möglichkeiten, in einer Anlage Energie zu sparen, ist die Vermeidung von Dampfverlusten. Dampf wird in vielen Prozessen als Wärmequelle eingesetzt, aber auch zum Reinigen, wie z. B. in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie. Um das flüssige Kondensat im Dampfsystem zu entfernen, damit der Dampf seine Energie behält und es nicht zu gefährlichen Dampfschlägen kommt, sind in Anlagen oft hunderte Kondensatableiter verbaut.

Kondensatableiter sind mechanische Geräte, die versagen können und aufgrund dessen ständig Dampf ablassen. Dies kann zu erheblichen Energieverlusten führen - in manchen Fällen bis zu 15 % des gesamten Dampfverbrauchs.  

Kondensatableiter werden heutzutage oft mittels Anlagenrundgänge vor Ort überprüft, in der Regel einmal im Jahr. Im Durchschnitt (basierend auf Erfahrungswerten) fallen 20 % der Kondensatableiter im Laufe eines Jahres aus und verschwenden bis zur nächsten manuellen Kontrolle kostbaren Dampf.  

​Mit den akustischen Rosemount 708 WirelessHART-Transmittern von Emerson haben Sie die Möglichkeit, Kondensatableiter kontinuierlich in Echtzeit zu überwachen. Die Rosemount 708 werden einfach von außen auf die Rohrleitung, vor dem Kondensatableiter, mit Metallschellen befestigt. Somit können diese ohne Produktionsunterbrechung montiert werden. Da die Rosemount 708 Akustischen Transmitter per WirelessHART (dem Wireless-Standard in der Prozessindustrie) kommunizieren, wird keine Verkabelung benötigt. Die Speisung der Transmitter geschieht per Ex-geschützter Batterie mit 10 Jahren Lebenszeit. Durch die benutzerfreundliche Web-Applikation Plantweb Insight wird das zuständige Anlagenpersonal per Mobiltelefon, Tablet oder PC sofort über Alarme und Status-Änderungen informiert. Auf diese Weise können defekte Ableiter sofort ausgetauscht und unnötige Verluste und Kosten vermieden werden. Darüber hinaus werden keine manuellen Kontrollgänge mehr benötigt, was den Übergang zu einem zunehmend automatisierten Betrieb ermöglicht. 

Sinkende CO2- und Energiekosten sprechen für eine hohe Rentabilität dieser Lösung. Je nach Druck und Rohrleitungsgröße amortisiert sich die Lösung innerhalb weniger Monate. Beispielsweise konnte einer unserer Kunden mit einem Mix aus 1000 Kondensatableitern innerhalb eines Jahres 3000 Tonnen CO2 einsparen.





„Die PROZESSTECHNIK hat sich seit ihrem Launch vor zehn Jahren sukzessive zu einem wichtigen Begleiter in der deutschen Pharma Fachmedienlandschaft entwickelt. Insbesondere das innovative digitale Konzept passt gut zu einem ebenso fortschrittlichen Unternehmen wie Syntegon: Die Kombination aus design-starkem E-Mag, übersichtlicher Internetplattform und zahlreichen Social Media-Kanälen bietet uns den idealen Mix, um unsere Botschaften redaktionell und werblich zu vermitteln. Wir bei Syntegon freuen uns auf die nächsten zehn Jahren und die weiterhin gute Zusammenarbeit – und wünschen dem ganzen Team der PROZESSTECHNIK alles Gute zum Jubiläum!“

Nicole König
Director Marketing and Communication Pharma 
Syntegon

Kundenreferenz Kondensatableiter

Ein weiterer Kunde aus dem Bereich Chemie / Life Science hat die Plantweb-Lösung von Emerson an 200 Kondensatableitern erfolgreich getestet. Aufgrund der kurzzeitigen Amortisierung (ROI) stattete dieser Kunde sechs seiner Standorte mit insgesamt 3600 Rosemount 708 WirelessHART Akustik Messumformern aus und wertet seitdem die Daten mittels der Emerson Plantweb Insight-Software nach dem NAMUR NOA-Modell, parallel zu seinem Leitsystem aus. Als Ergebnis der Digital Transformation-Lösung wird mit einer Einsparung von mehreren tausend Tonnen CO² pro Jahr beziffert.

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Applikationsbeispiel 2: Online Wärmetauscherüberwachung 

In beinahe jeder Prozessanlage gibt es Wärmetauscher, um Medien zu heizen. Wärmetauscher setzen mit der Zeit Ablagerungen an, das sogenannte Fouling. Eine Fouling-Rate von 2% kann schon einen Energieverlust von 10% generieren. Da die Wärmetauscher nicht mit ausreichend Messtechnik ausgerüstet sind, werden diese i. d. R. regelmäßig proaktiv gereinigt und somit das Fouling beseitigt - oft basierend auf Erfahrungswerten. Mittels der Installation von Aufschnall-WirelessHART-Temperatursensoren Rosemount 648 X-Well, die Batterie betrieben sind und eine Lebenszeit von 10 Jahren aufweisen, kann zur Kontrolle der Ein- und Austrittstemperaturen eine kontinuierliche Überwachung der Wärmetauscherleistung mit Hilfe der vordefinierten Plattform Plantweb Insight einfach und schnell im laufenden Betrieb implementiert werden. 

Für eine zusätzliche Optimierung der Überwachung können zudem WirelessHART Differenzdruck - und Durchflussmessungen installiert werden. Somit wird die Wärmetauscher-Wartung basierend auf der tatsächlichen Leistung durchgeführt und spart Energieverluste sowie Wartungskosten ein, da sie nun zustandsbasiert statt zeitbasiert durchgeführt wird und auf eventuelle Energieverluste unmittelbar reagiert werden kann.

Applikationsbeispiel 3: Echtzeit-Sicherheitventilüberwachung

Sicherheitsventile werden oft gar nicht oder nur mittels Druckmessungen überwacht, die zur Erkennung des Auslösens eines Sicherheitsventils zu ungenau sind und zudem Undichten der Sicherheitsventile nicht erkennen. So kommt es in Prozessanlagen oft vor, dass Abgasfackel oder Abgasverbrennung zu brennen anfangen, und erst dann wird nach dem verursachenden Gas gesucht. Deshalb wird dieses Gas „Geistergas“ genannt, da es oft Stunden dauert, bis die Quelle ausfindig gemacht wurde.

Mit der einfachen und schnellen Installation von Rosemount 708 WirelessHART Akustik Transmittern, die man im laufenden Betrieb von außen auf das Sicherheitsventil schnallt, werden die akustischen Werte des Sicherheitsventils und die Temperatur erfasst. Da an Sicherheitsventilen zumeist keine freien Verkabelungen vorhanden sind, ist der Vorteil der WirelessHART-Technik, bei der keine Verkabelung nötig ist, im Gegensatz zu verkabelten Lösungen immens. Aufgrund der Korrelation der akustischen Werte und der Temperatur ist eine sofortige Erkennung der Auslösung von Sicherheitsventilen gewährleistet, und auch eventuelle Undichtigkeiten werden gemeldet. Nicht nur das Auslösen von Sicherheitsventilen erzeugt enorme Verluste, sondern schleichende Undichtigkeiten können mit der Zeit auch zur Verschwendung großer Rohstoffmengen und zur Erzeugung von Emissionen führen.

Kundenreferenz Sicherheitsventile

Ein Kunde aus einer Raffinerie hat 69 seiner Sicherheitsventile mit den Rosemount 708 Akustik WirelessHART Messumformern ausgestattet und innerhalb von 15 Monaten 216 Auslösungen der Sicherheitsventile registriert. Dabei wurden folgende Fehler festgestellt: dreimal war der Bypass des Sicherheitsventils offen, zwölf Sicherheitsventile waren undicht und fünf Sicherheitsventile waren so stark mit Produktresten verklebt, dass diese im Notfall nicht korrekt geöffnet hätten. Die Amortisierungszeit (ROI) für dieses Projekt betrug fünf Monate.

Datenanalyse

Intelligente Software kann Ihnen helfen, abnormale Situationen in Ihren Anlagen zu verfolgen und sogar vorherzusagen. Die Emerson Web-basierte Analysenplattform Plantweb integriert Technologien aus der Offline-Analyse, First-Principle-Modelle, Ursachenanalyse und sogar fortschrittliches maschinelles Lernen. Je nach Problemstellung kann diese Technologie Rohdaten in Vorhersagemodelle umwandeln, Ursachen aufdecken und automatisierte Arbeitsanweisungen in Ihrem Wartungssystem erstellen.  

Diese Art von Technologie kann auf alle Arten von Problemen angewandt werden - von der Kesseloptimierung bis zur Batch-Verbesserung. Eines der besten Beispiele für Energieeinsparungen ist die Einrichtung eines Energieüberwachungssystems für ein großes Öl- und Gasunternehmen. Mit der richtigen Datenverfolgung und Fehleranalyse gelang es Emerson, diesem Kunden 22 Mio. USD pro Jahr einzusparen. Ein weiteres Beispiel ist ein großer Chemieproduzent. Der Kunde wollte die Leistung und den Zustand seiner Anlagen überwachen, um die Produktion zu maximieren und Ausfallzeiten zu vermeiden.  

Es wurde eine prinzipiengesteuerte Analyse auf der Grundlage von Modellen für wichtige Anlagenteile wie Pumpen, Kompressoren, Turbinen und Gebläse implementiert. Vorkonfigurierte Templates ermöglichten eine schnelle und einfache Bereitstellung von Analysen und Visualisierung von Status und KPIs. Als Ergebnis konnte der Kunde die Anlage optimal betreiben und zusätzliche Energiekosten vermeiden.   

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