OBRÁZEK 1: Procesní výrobci mohou pomocí hlášení o překročení environmentálních limitů v systému Seeq sledovat kumulativní emise a zajistit dodržování předpisů tím, že nepřekročí přijatelné limity. Obrázky poskytla společnost Seeq OBRÁZEK 1: Procesní výrobci mohou pomocí hlášení o překročení environmentálních limitů v systému Seeq sledovat kumulativní emise a zajistit dodržování předpisů tím, že nepřekročí přijatelné limity. Obrázky poskytla společnost Seeq

Případové studie ukazují, jak procesní výrobci využívají data ke snižování emisí a zvyšování energetické účinnosti.

Nové nástroje pro analýzu dat přinesly v rafinérii za 3 měsíce úsporu 600 000 dolarů, pokud jde o emise skleníkových plynů. Výrobce chemikálií zlepšil metody řízení, čímž během 30 měsíců zvýšil využití tepla o 30 % a snížil spotřebu páry o 15 %. Udržitelnost se v posledním desetiletí považuje za oblast s velkým významem pro procesní průmysl, přičemž mnoho procesních výrobců veřejně přiznalo obavy ze změny klimatu a z dalších environmentálních problémů. V reakci na tyto a související obavy investují procesní výrobci do zaměstnanců, kteří vyvinuli značné úsilí při snahách o dosažení udržitelnosti a vytváření konkrétních klíčových ukazatelů výkonnosti (KPI).

Pokrok v plnění klíčových ukazatelů výkonnosti přináší procesním výrobcům výhody, jako je lepší přístup ke kapitálu pro nové investice, úspory nákladů díky snížení množství odpadu a nižší spotřebě energie a zlepšení pověsti, což přináší konkurenční výhodu.

Přesto však často dochází ke značnému rozporu mezi slovy a činy, protože mnoho procesních výrobců má stále problém určit, jak dosáhnout cílů se skutečnými měřitelnými výsledky nebo zlepšeními. Bez jasné strategie nedostávají dobře míněné cíle potřebnou investici času a zdrojů. Se správnými pokročilými analytickými aplikacemi mohou procesní výrobci sledovat environmentální výkonnost optimalizací využití stávajících výrobních prostředků, což odhalí příležitosti ke zvýšení efektivity a udržitelnosti. 

Překážky udržitelnosti v průmyslu

Neustále se vyvíjející oblast udržitelnosti zahrnuje rostoucí regulační, investorské a společenské tlaky, které pro procesní výrobce představují řadu výzev. Zaprvé je udržitelnost v procesním průmyslu často spojována s novějšími technologiemi (jako je zachycování uhlíku, alternativní zdroje energie a ukládání energie), které jsou nákladné na realizaci a údržbu. Jejich přínos se také často neprojeví okamžitě.

Například uhlíková stopa spojená s výrobou každé větrné turbíny ve větrné farmě, která má zachycovat větrnou energii, se musí splatit provozem. Vzhledem k době potřebné k návrhu, stavbě a realizaci větrné farmy – a k potřebným investicím do ukládání energie – budou procesní výrobci realizovat výhody udržitelnosti až po delší době od implementace. 

Snižování emisí

Tyto počáteční výdaje a opožděné přínosy jsou umocněny nedostatečnou standardizací reportování a jasných kalkulací návratnosti investic, což často vede k nedostatečnému přidělování kapitálu. V případě klíčových ukazatelů výkonnosti v oblasti skleníkových plynů (GHG) bylo podle nejnovějšího hodnocení iniciativy Climate Action 100+ zjištěno, že pouze 5 % společností se výslovně zavázalo sladit své plány investičních výdajů s dlouhodobými cíli v oblasti snižování emisí skleníkových plynů.

Nová regulační opatření by mohla donutit procesní výrobce k urychlení zavádění opatření. V březnu 2022 navrhla Komise pro cenné papíry a burzy (SEC) nová pravidla, která by od veřejných organizací vyžadovala rozsáhlejší zveřejňování informací týkajících se klimatu, včetně informací o přímých emisích skleníkových plynů (Scope 1), nepřímých emisích (Scope 2) a emisích z předcházejících a navazujících činností v hodnotovém řetězci (Scope 3). Bez přehledu o současném provozu je pro procesní výrobce obtížné provádět zlepšení, optimalizovat provoz a podávat zprávy o svém vlivu na životní prostředí bez ohledu na kategorii (Scope) vykazování skleníkových plynů.

S nedostatečným softwarem je provádění jakýchkoli metrických výpočtů časově náročné, což vede k plýtvání cennými zdroji oborových expertů na běžné činnosti spojené se správou dat. V mnoha případech se jim navzdory časově náročnému úsilí stále nedaří získat dostatečný přehled o KPI v oblasti životního prostředí, který by jim umožnil dosáhnout zlepšení. Se správnými nástroji, které jsou navrženy speciálně pro analýzu časových řad procesních dat, mohou tyto týmy rychle získávat poznatky, které jim umožní provádět úpravy procesů téměř v reálném čase, což přispěje k dosahování obchodních cílů a zároveň k minimalizaci spotřeby energie a plýtvání.

Úspora 600 000 dolarů za 3 měsíce

Flérování je bezpečnostní opatření, které se provádí v mnoha průmyslových závodech a zařízeních (včetně rafinérií, chemických závodů, ropných plošin a dalších), aby se zabránilo přetlaku. Flérování může samo o sobě způsobovat problémy. Jsou-li pojistné ventily vadné, může to vést k dlouhým časovým úsekům flérování, čímž se plýtvá energií. Systém spalování také nemusí fungovat správně, což způsobuje uvolňování plynu do atmosféry, a tím zvyšuje emise skleníkových plynů (obrázek 1).

Většina rafinérií má systémy pro flérování, které jim pomáhají tato vypouštění řídit a zohledňovat. V případě velké rafinérie v Kanadě měl tým procesního inženýrství potíže s určením cílů nebo hranic pro flérování bez správné základní linie, protože se operace v průběhu času měnily. Pomocí funkcí vyhledávání hodnot a odchylek tým určil časové úseky, kdy bylo zařízení zapnuto a mělo vysoký průtok. Pomocí funkce signálu z podmínek v rámci provozního panelu určili průměrný průtok jako základní hodnotu pro správnou funkci fléry. Díky živému datovému připojení ke všem historickým datům mohl tým v krátké době proaktivně analyzovat data za více než 10 let, což mu pomohlo v prvním čtvrtletí roku 2022 identifikovat a omezit nadměrné spalování v hodnotě 600 000 dolarů.

O 30 % lepší rekuperace tepla

Tým oborových expertů výrobce speciálních chemikálií vytvořil vícerozměrný model spotřeby energie v procesu (obrázek 2). Tento model byl poté použit k porovnání očekávané (modelované) a skutečné spotřeby energie.

Na základě těchto srovnání a dalších šetření tým zjistil, že značné plýtvání energií způsobují problémy v procesu, včetně nefunkčního ventilu a špatně nastaveného regulátoru. Identifikace hlavní příčiny těchto odchylek umožnila technikům provést nápravná opatření a zmírnit plýtvání energií, čímž se v průběhu 30 měsíců zvýšila rekuperace tepla o 30 % a snížila spotřeba páry o 15 %. Průběžné úspory jsou ekvivalentem vyřazení 1 100 osobních vozidel ze silnic. Před vytvořením energetických modelů zůstávaly tyto problémy často neodhaleny.

CTL2209 MAG2 F3 AI Seeq Fig2OBRÁZEK 2: Výrobce chemikálií použil nástroje Seeq k porovnání modelované a skutečné spotřeby energie. Pokud je zjištěna vysoká odchylka, provedou oboroví experti analýzu příčin

Pokročilé analytické aplikace

Procesní výrobci mají povinnost podporovat úsilí o ochranu životního prostředí, avšak dosažení udržitelného provozu je bez konkrétního akčního plánu obtížné. Organizace by neměly přehlížet příležitosti k efektivnějšímu využití stávajících prostředků a zdrojů, aby mohly ihned dosáhnout zlepšení.

Mariana Sandinová, autorka článku, je ředitelka pro průmyslové aplikace společnosti Seeq Corp. Upravil Chris Vavra, ředitel pro webový obsah časopisu Control Engineering, CFE Media and Technology, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript..

Control Engineering Česko

Control Engineering Česko je přední časopis o průmyslové automatizaci. Je vydáván v licenci amerického Control Engineering, které poskytuje novinky z této oblasti více než 60 let.

www.controlengcesko.com