Modeling and Optimization of Energy Consumption in multiproduct Batch Plants

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 100536

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0080;F-Verfahrenstechnik

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Modeling and Optimization of Energy Consumption in multiproduct Batch Plants

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Im Hinblick auf die Erstellung eines Modells, das zur Vorhersage und zur Optimierung des Energieverbrauchs in chemischen Batch-Betrieben eingesetzt werden kann, wurden im laufenden Jahr erhebliche Fortschritte gemacht. In erster Linie wurde das Modellierungstool für den Bottom-Up Ansatz auf eine neue technische Grundlage gestellt (Matlab® statt Excel®) und die Verwaltung der verschiedenen Daten sowie die Dateneingabe verbessert. In diesem Zusammenhang wurde ein Tool entwickelt, mit dem automatisch elektronisch abgelegte Produktionsdaten in das Modellierungsprogramm eingelesen werden können. Desweiteren wurde ein weiterer Modellierungsansatz entwickelt und getestet, bei dem mittels multivariater Statistik versucht wird aus den Mengen der produzierten Chemikalien und dem Gesamtverbrauch eines Energieträgers in verschiedenen Monaten den spezifischen Verbrauch pro Produkt abzuleiten. Für die durchgeführten Untersuchungen führte dieser Ansatz nicht zu befriedigenden Ergebnissen. Mittels Messungen wurden alle Rührer im untersuchten Gebäude charakterisiert. Die Messungen des Stromverbrauch verschiedener Apparate die zum Grundverbrauch beitragen steht kurz vor dem Abschluss. Bei den Dampfmessungen ergaben sich technische Probleme und daraus Verzögerungen. Ab Januar 2006 kann aber das geplante Messprogramm durchgeführt werden.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Gruppe für Umwelt- und Sicherheitstechnologie, ETH Zürich

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Szíjjarto,Andrej

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

The modeling part of the project reached the final stage where reliable models and software modeling tools were developed. The tools are based on the Matlab® software and Bottom-up model presented in the previous reports are powerful and robust enough to treat the significant amount of the process data in reasonable time with mini-mized interaction of the human interface. The model was tested for modeling the energy utility consumption in the case study plant during the period of two months. Up to 30 batches of 9 different products were produced in this period and using the model the highest energy utility consumers were identified. The resolution of the model allows exploring the energy demand of each particular step, which is very useful for identification of the steps with highest energy consumption. These steps are the parts of the process, where the main energy-saving po-tential is allocated and the energy saving effort should be focused on. The results show also the variability of the batches during modeled period, which indicates substantial variations in the process. These results help us to identify the batches with minimal energy consumption and explore the process conditions under which they were produced. Based on these results, one product was chosen, which will be investigated in the final stage of the project in order to optimize the energy consumption of the case study plant. The developed methodology and software tools can be applied later for other products or chemical batch plants with similar data management to the case study plant.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Gruppe für Umwelt- und Sicherheitstechnologie, ETH Zürich

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Szíjjarto,Andrej

Zugehörige Dokumente

• Modeling and Optimization of Energy Consumption in Multipurpose Batch Plants - Jahresbericht 2004 [PDF] 192 kB
• Modeling and Optimization of Energy Consumption in Multipurpose Batch Plants - Jahresbericht 2005 [PDF] 319 kB
• Modeling and Optimization of Energy Consumption in Multipurpose Batch Plants - Jahresbericht 2006 [PDF] 359 kB