Pri výrobe vysoko kvalitných a cenovo primeraných produktov využíva Hydro inteligentné riadenie nízkoteplotného kyslíkového horenia. Kyslíkové spaľovanie podstatne zvyšuje tepelnú efektivitu spaľovacích pecí, pretože sálavý prenos tepla plynov produkovaných v peci je výrazne efektívnejší ako tých, ktoré sa produkujú pri spaľovaní vzduchom. Nezanedbateľné úspory dosiahlo Hydro inštaláciou systému Process Automation Controller (PAC) od spoločnosti Foxboro v kombinácii s kyslíkovými horákmi od nemeckého koncernu Linde Gas.

Ciele modernizácie

Hydro požadovalo riešenie, ktoré by zvýšilo kapacitu tavenia a zredukovalo odpad. Medzi ďalšie základné požiadavky patrili popri zefektívnení výroby aj redukcia výrobných nákladov a zvýšenie energetických úspor.

Úlohy

Výrobca hliníka potreboval presné riadenie procesov spaľovania a hladkú zmenu rôznych metalurgických procesov. Dôležitým ­prvkom dosiahnutia celkovej efektivity výroby bola optimalizácia energetickej spotreby procesu tavenia. Na udržanie želanej ziskovosti musela technológia poskytnúť úsporu nákladov a tiež asistovať pri minimalizácii dosahu činnosti podniku na životné prostredie.

Nasadené riešenie

Nórsky výrobca sa rozhodol pre implementáciu riešenia Programmable Automation Controller (PAC) od spoločnosti Foxboro.

Viac ako len hliníková fólia

PAC systém bol v Hydro nainštalovaný na riadenie procesov, zberu dát, diaľkového monitorovania zariadení, strojového videnia a aplikácií pohybu. Celý systém redukuje Hydru náklady na inžiniering, poskytuje vysokú dostupnosť dát a maximalizuje bezporuchovosť prevádzky. Hlavnou úlohou v Hydre bola optimalizácia energie potrebnej v procese výroby, ktorá ročne prinesie 125 000 ton zlievarenských zliatin. V kombinácii s nízkoteplotnou kyslíkovou technológiou umožňuje PAC systém vyššie objemy zliatiny s redukovanou oxidáciou, nižšiu spotrebu paliva a ultra nízke emisie oxidov dusíka.

Kapacita na opätovné tavenie sa zvýšila až o 50 %, zatiaľ čo objem nečistôt v podobe trosky klesol pod 2 %. Hoci sa kyslíkové spaľovanie považuje v rotačných peciach za ­moderné, priemysel spracovania hliníka je pri nasadení tejto technológie v plameňových peciach opatrnejší. Z dôvodu rizika tvorby horúcich miest pri prehriatí povrchu hliníka sa musel nájsť efektívnejší proces. Hydro v súčasnosti pristupuje k tomuto riziku efektívne použitím nízkoteplotnej kyslíkovej technológie kombinovanej so systémom PAC na inteligentné riadenie horákov.

 PAC systém je vlastne vysoko výkonný hybridný automatizačný systém, ktorý vyniká spoľahlivosťou, vysokou hustotou vstupovvýstupov a možnosťou redundancie. Jeho riadiaca jednotka a VV systém tvoria bázu kompletného distribuovaného riadenia a prostredia zberu dát, ktoré sú schopné spojitého analógového, logického a sekvenčného riadenia. V kombinácii s bezpečným záznamom dát parametrov merania vo výrobe je skupina vlastností PAC systému navrhnutá tak, aby nórskemu podniku maximalizovala návratnosť investícií.

Kyslíková technológia a PAC

Nasadením nízkoteplotnej kyslíkovej technológie môže Hydro ­nahradiť 20 000 ton kvapalného hliníka opätovne taveným ­studeným kovom. Pred tým tento proces zahŕňal zmes ôsmich ton studeného kovu a 22 ton kvapalného kovu, čo bolo pomerne nákladné. Teraz tvorí túto zmes 13 ton studeného a 17 ton kvapalného kovu, vďaka čomu sa podarilo znížiť celkové prevádzkové náklady. „Kľúčovým prvkom, ktorý Hydro potreboval, bola zvýšená kapacita tavenia studeného kovu, čo mu nové riešenie poskytlo zároveň s veľkými energetickými úsporami,“ hovorí Lars Goran Elfgren, projektový manažér Invensys Operations Management.

Vďaka vylepšenej tepelnej efektivite a zvýšeným hodnotám výhrevu a tavenia sa zvýšila celková produktivita a zároveň prišlo k redukcii nákladov na palivo, emisií CO2 a oxidov dusíka. Dve výrobné linky primárnych zlievarenských zliatin sa pretvorili na nízkoteplotné, výsledkom čoho bolo 50 % zvýšenie kapacity opätovného tavenia. Integrácia PAC systému a PLC regulátorov inštalovaných v závode umožňuje Hydru maximalizovať návratnosť investície vďaka možnosti duálnej redundancie, čo dáva záruku efektivity procesov a chráni pred poruchami riadiacich a komunikačných systémov.

K dispozícii je aj bezpečný záznam dát s duálnou redundanciou v bode merania. PAC systém umožňuje nízkonákladové viacslučkové procesné ­riadenie umiestnené pri procesnej jednotke, pričom je jednoducho konfigurovateľné. Zatiaľ čo PAC systém od Foxbora je jednoducho integrovaný do riadiacej alebo prevádzkovej siete, je schopný ­pokračovať v riadení procesov aj v prípade straty sieťového pripojenia. V kombinácii s voliteľnou možnosťou redundancie regulátora poskytuje táto vlastnosť vysoký stupeň tolerancie chyby pri nízkych nákladoch. PAC systém navyše umožňuje redundanciu procesorov, napájania, záznamu a siete.

Redundancia regulátorazáznamového systému sa automaticky spustí jednoduchým pripojením dodatočného procesorového modulu do redundantnej základne a inicializáciou technológie E-Sync stlačením jedného tlačidla na prednej strane jednotky. Počas procesu E-Sync sú skopírované všetky súbory z primárneho procesora do sekundárneho, ktorý je jeho zrkadlom a umožňuje tak jeho monitorovanie. Žiadna špeciálna kabeláž na konfiguráciu druhého procesora nie je potrebná.

Výsledky

Využitím kľúčových vlastností PAC systému a technológie Linde Gas sa Hydru podarilo zvýšiť kapacitu tavenia studeného hliníka o vyše 50 %, znížiť trosku pod 2 % a spotrebu paliva o 50 %. V rámci záväzku spoločnosti zmierniť dopad na životné prostredie sa dosiahla redukcia CO2 a oxidov dusíka. Nízkoteplotná kyslíková technológia Linde Gas v kombinácii so systémom PAC od spoločnosti Foxboro v súčasnosti umožňuje kontinuálnu výrobu 125 000 ton zlievarenských zliatin.

iom.invensys.com