Задача: максимизация производства при одновременном контроле затрат в условиях динамики рынка
В Соединенных Штатах сохраняется устойчивый спрос на топливный этанол, поскольку все больше городов и штатов принимают политику, поощряющую или требующую использования этанола в бензине. В процессе производства этанола методом сухой помолки также производятся сухая барда с растворенными веществами (DDGS) и влажная барда с растворенными веществами (WDGS), на которые имеется спрос в качестве корма для скота.
Поэтому неудивительно, что то, что начиналось как комитет фермеров и предпринимателей, заинтересованных в строительстве предприятия по производству этанола с добавленной стоимостью, быстро переросло в полномасштабный завод по производству этанола. Завод способен перерабатывать 13 миллионов бушелей кукурузы, производить 35 миллионов галлонов этанола и выпускать более 170 000 тонн влажной и сухой барды в год.
Быстро растущие рынки этанола, DDGS и WDGS означают, что производители сталкиваются с огромным давлением, заставляющим их максимизировать производство при одновременном контроле затрат. Поскольку даже самые мелкие переменные в сложном производственном процессе могут повлиять на выход продукции, время выхода на рынок, операционные расходы и маржу прибыли, производители этанола должны постоянно балансировать между рыночной динамикой и операционной эффективностью.
Решение: наращивание потенциала с помощью Rockwell Automation
Вскоре после начала работы дальновидная команда производителя начала искать способы максимизировать производственные мощности и эффективность своего завода сухой помолки. В частности, команда хотела увеличить производительность сушилки, снизить затраты на электроэнергию, увеличить влажность (и выход) DDGS, а также увеличить производство этанола за счет более стабильной работы брагоректификационной колонны.
Команда обратилась к компании Rockwell Automation, признанному лидеру в области технологий предиктивного управления технологическими процессами и экологических решений для индустрии этанола, чтобы внедрить FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™ для оптимизации процессов.
Решение от Rockwell Automation позволило компаниям, производящим этанол, повысить операционную эффективность до достижения желаемых бизнес-целей при одновременном соблюдении нормативных требований. Мощные возможности моделирования, управления, мониторинга, анализа, визуализации, хранения данных и интеграции были объединены для предоставления целевых решений, обеспечивающих более быстрое получение экономической выгоды и большую кумулятивную ценность по сравнению с альтернативными решениями.
«Результаты, которых мы достигли с помощью Rockwell Automation, намного превзошли наши ожидания… Решение от Rockwell Automation дало нам преимущество, необходимое для увеличения производственных мощностей при минимальных дополнительных инвестициях в оборудование завода».
- Управляющий заводом, производитель этанола
Производитель этанола сначала поработал с инженерами по программному обеспечению Rockwell Automation, чтобы четко определить требования, прояснить ожидания и выявить предполагаемые преимущества. Параметры проекта включали оптимизацию испарителя, сушилки и термического оксидайзера завода.
Rockwell Automation внедрила свое решение FactoryTalk Analytics PavilionX для оптимизации работы сушилки путем прогнозирования и управления влажностью по замкнутому циклу. В решении использовался многомерный нелинейный контроллер, который применялся для генерации и выполнения динамической оптимизации и управления. Его непрерывное управление процессом позволило максимизировать производительность сушилки производителя этанола 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, чтобы обеспечить максимально возможную отдачу при текущей конфигурации оборудования завода.
Контроллер был разработан для перераспределения сушильной нагрузки с сушилки на испаритель. Он также настроен на сокращение потерь тепла температуры термостата термического оксидайзера, что приводит к снижению потребности в природном газе. Он управляет давлением коллектора технологического пара термического оксидайзера и испарителем сиропа (включая содержание сухих веществ в сиропе и потребление пара) в бражной колонне для управления и стабилизации разделения в бражной колонне с помощью остаточного пара испарителя. Rockwell Automation также настроила решение для производителя этанола так, чтобы допускать более высокую среднюю влажность DDGS, что увеличивает выход DDGS.
Результаты: увеличение производства при снижении энергопотребления
В результате внедрения FactoryTalk Analytics PavilionX производитель этанола увеличил объем производства на 12%. Решение также позволило заводу существенно снизить энергопотребление, что привело к увеличению энергоэффективности на 9,9%.
Ключевые преимущества
• Увеличение производства этанола на 12% • Увеличение производительности на 12% • Повышение энергоэффективности на 9,9% • Снижение стандартного отклонения влажности сушилки на 3,3%
Производитель этанола добился этих значительных преимуществ при минимальных дополнительных инвестициях в оборудование завода. По оценкам команды, общая стоимость установки составляет более 2,5 млн долларов в год на основе среднерыночных маржинальных значений и стоимости природного газа. Впечатляющие результаты проекта демонстрируют значительный объем мощностей, скрытых в производственных процессах и легко доступных при наличии правильного решения для управления технологическим процессом.
