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  • Nutec Engineering AG Kirchgasse 14 8302 Kloten Seite 1

    Prozess-Simulation in der Abfallverbrennung

    1. ALLGEMEIN

    Die Nutec Prozess-Simulations-Software (PSS) wurde entwickelt, um Betreibern von

    Mllverbrennungsanlagen ein Werkzeug an die Hand zu geben, mit der das Be-

    triebspersonal ber die reine Bedienung hinaus im Umgang mit der Anlage geschult

    werden kann. Durch das Aufschalten von vorkonfigurierten Szenarien knnen typi-

    sche Ablufe demonstriert und die richtige Reaktion des Bedieners gebt werden.

    Regelkonzepte und deren Auswirkungen knnen demonstriert und ausprobiert wer-

    den, ohne dass die eigentliche Anlage oder die Umwelt gefhrdet wird. Eine Mehrbe-

    nutzerumgebung ermglicht die gleichzeitige Ausbildung mehrerer Teams, die Dis-

    kussion der Resultate untereinander und damit auch das bessere Verstndnis der

    verfahrenstechnischen Zusammenhnge.

    1.1. Aufbau

    Die PSS besteht aus 3 Komponenten, die im Betrieb miteinander kommunizieren:

    - Der Server-Software

    - Die Prozesssimulation (PS)

    - Das Leitsystem (PCS)

    Die Server-Software ermglicht die Vorgabe unterschiedlicher Startbedingungen

    oder vorgegebener Ablufe (z.B. wechselnder Heizwert) whrend der Simulation.

    Weiterhin knnen mehrere Clients an einen Server angebunden werden, sodass z.B.

    bei Schulungen alle mit den gleichen Bedingungen arbeiten. Mit dem Server ist es

    auch mglich, die Reaktion der Clients, also der zu schulenden Personen aufzu-

    zeichnen um anschliessend eine Analyse durchzufhren.

    Die Prozesssimulation simuliert den eigentlichen Prozess, also z.B. die Verbrennung

    oder die Rauchgasreinigung. Die Visualisierung der Daten erfolgt ebenfalls in der

    Prozesssimulation. Die Daten knnen einerseits im zeitlichen Verlauf als Trends oder

    auch animiert beobachtet werden.

    Die Bedienung der Anlage erfolgt grundstzlich ber das Prozessleitsystem. Hier

    sind, wie bei einer realen Anlage, die Regler fr die Prozesse hinterlegt. Je nach

    Ausfhrung kann hier die Software analog zur realen Anlage bedient werden.

  • Fact Sheet Prozess Simulator

    Nutec Engineering AG Kirchgasse 14 8302 Kloten Seite 2

    Kommunikation zwischen den Programmpaketen im Netzwerk:

    1.1.1. Szenarien

    Fr Schulungszwecke knnen sogenannte Szenarien erstellt werden.

    Ein Szenario beschreibt die Anlage in einem beliebigen Betriebszustand, z.B. eine

    kalte Anlage oder eine Anlage unter Volllast mit einem vorgegebenen Heizwert. Ein

    solches Szenario kann vorbereitet und in die Simulation geladen werden. Die Simula-

    tion startet dann ab diesem Zustand.

    Zustzlich knnen in einem Szenario zeitliche Ablufe und Variationen hinterlegt

    werden, um die Reaktion der Anlage auf verschiedene Einflsse zu demonstrieren

    oder die richtigen Reaktionen durch das Betriebspersonal zu trainieren.

    1.2. Anwendungen

    - Analyse von Regelungskonzepten

    - berprfung von Auslegungspunkten unter dynamischen Bedingungen

    - zur berprfung der Massnahmen aus sicherheitstechnischen Abschaltungen

    - Schulung von Personal (im Betrieb und bei Inbetriebnahmen)

    - zum besseren Verstndnis der Regelkreise

    - bei Unregelmssigkeiten in der Feuerung

    - bei Ausfall von Systemen oder Feldgerten

    - bei An- und Abfahren der Anlage

    - zur Klrung der Auswirkungen von manuellen Eingriffen

    - und vieles mehr

    - Optimierung von Fahrweisen

  • Nutec Engineering AG Kirchgasse 14 8302 Kloten Seite 3

    2. SOFTWARE

    Die Berechnung hnelt der einer Finite-Elemente Simulation. Es werden Schritt fr

    Schritt die Stoff- und Energiegleichgewichte berechnet und dargestellt. Die Rand-

    und Startbedingungen sind nicht statisch sondern werden durch die Berechnungser-

    gebnisse und die Eingriffe des Bedieners resp. der Regler stndig gendert, sodass

    sich ein fortlaufender Prozess ergibt.

    Die Regelkreise, z.B. fr den Saugzug, Stssel, Roste usw. entsprechen den bli-

    chen Konzepten (Martin, HZI usw.), knnen aber auf Wunsch angepasst werden.

    Die Software bietet ausserdem eine offene Datenschnittstelle (OPC) die zur Kommu-

    nikation mit anderen, OPC-fhigen Programmen (z. B. Dasy-Lab, MS Excel oder ein

    PLS-System) verwendet werden kann. Es knnen nicht nur Daten ausgelesen, son-

    dern auch ber diese Schnittstelle Daten in das Programm eingegeben werden.

    Trotz exakten chemischen und physikalischen Modellen handelt es sich bei der Soft-

    ware um eine Simulation, die sich an verschiedenen Stellen, auch wegen der Be-

    rechnung in Echtzeit, auf Vereinfachungen absttzen muss. Die Berechnungs-

    Algorithmen werden die Anlage daher nie genau abbilden, aber die Reaktionen auf

    Eingriffe und Vernderungen entsprechen dem realen Fall.

    2.1. Systemanforderungen:

    - 1-GHz-Prozessor oder hher mit 32 Bit (x86) oder 64 Bit (x64)

    - 1 GB RAM (32-Bit) oder 2 GB RAM (64-Bit)

    - Grafikkarte mit Anschlussmglichkeit von zwei, bei Coach von drei Monitoren

    - DirectX 9-Grafikgert mit WDDM 1.0- oder hherem Treiber

    - Ethernet-Verbindung mit 100.0 MBits/s

    - Betriebssystem: MS Windows 7

    Sprache zur Programmbedienung:

    - deutsch

    - englisch

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    3. LIEFER- UND LEISTUNGSUMFANG

    Der minimale Lieferumfang besteht nur aus den Softwarepaketen Prozessimulation

    und Steuerung/Regelung. Das Softwarepaket umfasst eine typische Feuerung mit

    einer FLR die den blichen Standards entspricht. Damit knnen Einzelperson oder

    kleine Gruppen an einem PC geschult werden. Fr den effizienten Einsatz zur Schu-

    lung des eigenen Personals empfehlen wir unbedingt auch das Serverpaket.

    Die Software kann auf vorhandenen PCs, sofern sie den Hard- und Softwareanfor-

    derungen entsprechen, installiert werden. Ebenso ist es mglich vorinstallierte PCs

    oder Laptops von Nutec zu beziehen.

    Die Software wird grundstzlich nur mit einer Erstschulung vertrieben, die wahlweise

    vor Ort oder in Kloten (CH) stattfinden kann. Weitere Schulungen oder Dienstleistun-

    gen, wie z.B. Anpassungen der Software auf die eigene Anlage sind empfohlen und

    erfolgen nach Vereinbarung.

    Leistungen:

    - Erste Lizenz(en) mit Einweisung und Schulung (auf Standardsystem)

    - Wiederkehrende Schulungen fr das Personal oder den eigenen Coach

    - Entwicklung von Szenarien entweder im Auftrag oder als Schulungspaket zur

    spteren eigenen Weiterentwicklung

    - Anpassung der Software an die eigenen Anlagen, Dimensionen Kessel, Wr-

    metauscher, Rost etc. ohne die Verfahrenstechnik zu ndern (Konfiguration).

    - Anpassung einzelner Regelkreise oder ganzer Gruppen (FLR)

    - Verfahrenstechnische Anpassung der Anlage

    Lieferungen:

    - Softwarepaket Simulation und Steuerung/Regelung

    - Softwarepaket Server

    - Vorinstallierte PCs oder Laptops

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    4. DETAILBESCHREIBUNG SOFTWAREPAKETE:

    4.1. Leistungsumfang Prozess-Simulation:

    a) Rostfeuerung:

    - Einflltrichter, Schacht und Stssel (Aufgabeverhalten des Brennstoffs in Ab-

    hngigkeit der Abfalleigenschaften)

    - Bis zu 5 unabhngige Roste (Transport- und Schrverhalten in Abhngigkeit

    der Geschwindigkeiten) mit optionaler Wasserkhlung

    - Primrluft-, Sekundrluft- und Rezigas-System mit Geblsen, LUVO und re-

    gelbaren Klappen

    - Optionale Sauerstoff und Stickstoffeindsung

    b) Drehrohr:

    - Zur Trocknung und/oder Verbrennung von Abfllen

    c) Kessel

    - Kompletter Wasser-Dampf-Kreislauf mit Einspritzregelung bei berhitzer,

    Speisewasser-Vorwrmung und Trommel-Niveauregelung

    - Whlbare Betriebszeit (Variation des Verschmutzungsgrads der Heizflchen)

    d) Rauchgasreinigung:

    - Quasi-Trockenverfahren

    - SNCR/SCR-Anlage

    - Mehrstufiger Wscher mit den dazugehrenden Wasserkreislufen

    e) Saugzug:

    - Regelbares Saugzuggeblse mit Feuerraumdruckregelung und Druckverlauf

    auf dem Rauchgasweg

    Allgemein:

    - Datenaustausch mit externer Regelungs-Software ber OPC-Schnittstelle

    - Darstellung aller relevanten Parameter in einem ausgewhlten Rost-, Rauchgas-

    und Rauchgasreinigungssegment (Massenstrme, Temperaturverlauf, Zusam-

    mensetzungen).

    - Trending-Darstellung aller gewnschten Signale

    - Darstellung des Feuerleistungs-Diagramms mit den Betriebspunkten

    - Simulationszeit whlbar (bis zu 10mal schneller als in Wirklichkeit)

    - Konfigurierbare Systeme wie Wasser-/Dampf-Kreislauf, Rauchgasweg, Verbren-

    nungsluftsystem mit Geblsen, Pumpen und Brenner

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    Feuerung:

    Kessel:

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    Rauchgasreinigung:

    Drehrohr fr Klrschlammmonoverbrennung:

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    Multitrending:

    OPC-Schnittstelle:

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    Nutec Engineering AG Kirchgasse 14 8302 Kloten Seite 9

    4.2. Leistungsumfang Steuerung / Regelung

    - Vollstndig abgebildete Feuerungsleistungs-Regelung

    - Relevante Regler fr den Kesselbereich, Rauchgasreinigung und Geblse

    - Parametrierbare PID-Regler

    - Parametrierbare Funktionsgeneratoren etc.

    - Auf Kundenwunsch erweiterbar

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