Prozesssimulation

Anlagen und Prozesse durch Simulation verstehen und verbessern

Mit Hilfe der Prozesssimulation kann für Betreiber, Verfahrenstechniker, Operatoren und Automatisierungstechniker ein tiefes Verständnis für die Funktion und die Charakteristiken von Anlagen und Prozessen gewonnen werden. Unser Advanced Process Simulation & Optimization Team verfügt über langjährige Erfahrung statischer und dynamischer Prozesssimulation mit umfassendem Branchen-Know-How der wichtigsten Industrie-Prozesse wie:

  • Chemie (Adsorptions-, Absorptions-, Rektifikations- und Wäscher-Anlagen, Katalysatoren, Reaktoren,...)
  • Papier- und Zellstoff-Industrie (Kocherei, Papiermaschinen, Kraftanlagen,...)
  • Trocknung (Flugstromtrockner, Flash-Dryer, Trommeltrockner, Bandtrockner,...)
  • Energie-Erzeugung
  • Dampfnetze
  • Dampferzeuger (Rostfeuerung von Müll- und/oder fester Biomasse, Wirbelschichtanlagen stationär/zirkulierend, Laugenkessel, Gas- und Ölkessel,...)
  • Lebensmittel-Industrie (Wärmerückgewinnungsanlagen,...)

Unser Dienstleistungsangebot im Bereich der Prozess- und Anlagensimulation

  • Dynamische Modellbildung von Anlagen (Verbrennung, Produktion, Chemie,...)
  • Physikalische Modellbildung von Prozessen und Anlagen auf Basis von First-Principal Modellierung (chemische Reaktionen, Energiebilanzen, Massenbilanzen, Wärmeübertragung,...)
  • CFD (computer fluid dynamic) Simulationen
  • Simulationen von Regelsystemen
  • Dynamische Simulationen von Klärwerksprozessen
  • Simulationen von mechanischen Systemen (Bewegte Teile, Kräfte, Belastungen,...)
  • Simulationen von gesamten verfahrenstechnischen Anlagen und/oder Fabriken
  • Black-Box Identifikation von nicht analytisch beschreibbaren Prozessen aus historischen Daten (Neuronale Netze, Neuro-Fuzzy-Modelle, Statistische Modelle,...)
  • Data-Mining - Ermittlung von bisher nicht bekannten Zusammenhängen aus komplexen Datenstrukturen z.B. mittels Auswertung von Warehouse-Daten

Die Erstellung von Anlagensimulationen ist unabdingbar für komplexe Prozessoptimierungen

Bei der Planung von Neu- oder Umbauten von verfahrenstechnischen Anlagen ergeben sich oft schwer beantwortbare Fragen bezüglich des Verhaltens und der Performance von Anlagen in Hinblick auf das zeitliche Verhalten und die resultierende Produktqualität oder z.B. Brennstoffausbeute. Dabei ist insbesondere auch das Regelverhalten bei Störungen oder Lastwechseln von großem Interesse. Auch bei Optimierungsprojekten oder Kapazitätserweiterungen treten Unklarheiten auf, die mittels dynamischer Simulation leicht beantwortet werden können. Sowohl Auftraggeber als auch Auftragnehmer können nach erfolgreicher Simulation zuversichtlich in eine Inbetriebnahme oder Umsetzung einer Optimierung gehen. Die besondere Qualität unseres konsequent systematischen Ansatzes garantiert aussagekräftige Ergebnisse und häufig auch viele zusätzliche Informationen über den Prozess.

Mögliche Aufgabenstellungen

Der Einsatz von Prozesssimulation ist besonders dann sinnvoll, wenn knappe Zeitpläne für die Errichtung von Anlagen eingehalten werden müssen und/oder auf eine sichere und vor allem kostensparende Inbetriebnahme Wert gelegt wird.

  • Umbau und/oder Optimierung von Müllverbrennungsanlagen (Rostfeuerungen, Wirbelschichtfeuerungen, Drehrohre)
  • Optimierung des dynamischen Verhaltens von hydraulischen Systemen (Dampfnetze, Fernwärmenetze, Luft-, Gas-, Wasser oder Produktleitungen)
  • Erweiterung von Produktionsanlagen
  • Entscheidungshilfe bei der Auswahl von alternativen Technologien
  • Optimierung chemischer Prozesse und Prozessführung
  • Thermodynamische Vorgänge, Wärmeübergang, Kühlungsleistung,...
  • Optimierung von Reaktordesign und -geometrie
  • Vorhersage der Produktqualität bei unterschiedlichen Prozessparametern oder Fahrweisen

Leistungen der dynamischen Anlagensimulation

Die Ergebnisse einer detaillierten Prozesssimulation zeigen ihren enormen Wert bei der Auswertung und erlauben, die richtigen Entscheidungen am Weg zum erfolgreichen Projektabschluss zu treffen.

  • Exakte Planung und Überprüfung der gewünschten Anlagenperformance
  • Vorhersage des zeitlichen Anlagenverhaltens
  • Sehr anschauliche Darstellung der Funktion von Regelkreisen und deren Regelgüte
  • Verwendung der Anlagensimulation für Schulungszwecke schon vor Abschluss der Inbetriebnahme
  • Verbesserung des Störfallverhaltens von Anlagen durch Optimierung der Sicherheitsregelung im "Trockentraining"
  • Direkter Vergleich unterschiedlicher Lösungsansätze
  • Identifikation von Optimierungspotentialen
  • Verkürzung von Inbetriebnahmezeiten bei Errichtung oder Adaption von Automatisierungssystemen.
  • u.v.m.

Tools & Systeme

  • Matlab/Simulink (mittels Kundenlizenz)
  • Scilab/Scicos
  • Modelica
  • MiMiC (Emerson DeltaV Simulator)
  • SimIT (S7 Simulator)
  • WinGEMS (Metso Prozess-Simulator)

Folgende Anlagen haben wir bereits mit großem Erfolg und Kundenzufriedenheit simuliert (Auszug):

  • Müllverbrennung in einer großtechnischen Wirbelschicht
  • Produktion von 1,2-Dichlorethan in einem Doppelreaktor (PVC-Produktion)
  • Anlagenverbund von 6 thermischen Anlagen mit gemeinsamem Dampfsystem, Wirbelschichtkessel, Dampfturbinen, Fernwärmestation
  • Fernwärmenetze mit mehreren Pumpen und Verbrauchern
  • Großgasmotoren der Fa. GE-Jenbacher
  • Energieverteilung in einer großtechnischen Härterei
  • Adsorptionsanlage zur Chemikalien-Rückgewinnung aus Abluft
  • Qualitätsparameter einer Papierproduktion
  • Vollständige Simulation einer OSB-Plattenproduktionsanlage inkl. Energie-Anlagen
  • u.v.m.
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