Neue B2B-Commerce Studie
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Ein digitaler Zwilling, der für gleichmäßige Verbrennungsbedingungen sorgt
Datengetriebene Optimierung von Sonderabfall-Verwertung
Aus Klärschlamm und Sondermüll werden Strom und Wärme für Hunderttausende Wiener Haushalte gewonnen.
Ob Altöl oder geschredderte Fässer: Das Feuer bleibt an
Die Energie, die beim Verbrennen der Sonderabfälle frei wird, wandelt eine Turbine zu Strom um. Wien Energie nutzt die Wärme direkt für die Wärmeversorgung der Stadt.
Die Herausforderung
Rückstandsarme Verbrennung trotz variabler Abfallzusammensetzung
Egal, ob gerade Krankenhausabfälle, Lösungsmittelgemisch, Altöl oder etwas anderes in den Verbrennungsofen eingeführt wird, die Verbrennung muss bei mehreren Hundert Grad Celsius am Laufen bleiben. Gar nicht so einfach, weil die angelieferten Sonderabfälle nicht vorher auf ihre genaue Zusammensetzung und damit auf ihre thermischen und kalorischen Stoffeigenschaften überprüft werden können.
In den beiden zylinderförmigen Drehrohröfen werden diese mit leichtem Gefälle langsam gedreht, damit die unterschiedlichen Abfallarten möglichst gleichmäßig und schadstoffarm verbrennen.
Die Lösung
Sensordaten optimieren Prozesssteuerung und Betriebseffizienz
Von diesem Drehrohrofen wurde ein digitales Abbild konzipiert, das den Verbrennungsprozess in einem dynamisch-physikalischen Modell simuliert.
Wir verwenden die Anlieferungsdaten und die in der realen Welt gemessenen Sensordaten als Input für das dynamisch-physikalische Modell. Die gemessenen Sensordaten gleichen wir mit den simulierten Sensordaten ab. So können wir die eingefüllten Abfallzusammensetzungen und deren Verbrennungsverhalten charakterisieren und systematisieren. Big-Data- und Machine-Learning-Algorithmen helfen dabei, eine Datenbank aufzubauen und Erkenntnisse über die angelieferten Abfälle zu gewinnen, um die Prozesssteuerung und Betriebseffizienz zu verbessern.
Durch den digitalen Zwilling entsteht ein enormes Optimierungspotenzial. Bei der permanenten Überwachung sind Abweichungen wie fehlerhafte Messungen und Sensoren frühzeitig erkennbar. Temperaturspitzen führen bisweilen zu Ausfällen. Weil diese dank des lückenlosen Monitoring seltener werden, könnten die Ausfallzeiten um bis zu 25 % zurückgehen. Das würde zu ca. 500 Tonnen weniger CO2-Emmissionen pro Jahr führen, die sich aus dem geringeren fossilen Heizölverbrauch im Aufheizprozess nach Stillständen ergäben.
Unsere Projektpartner
Wien Energie
Wien Energie versorgt zwei Millionen Menschen und 230.000 Gewerbe- und Industrieanlagen mit Energie. Die Strom- und Wärmeproduktion stammt aus erneuerbarer Energie wie Sonnen-, Wind- und Wasserkraft sowie Biomasse, Abfallverwertung und Kraft-Wärme-Kopplung. Mit einem Umsatz von 1.948,1 Millionen Euro und 2.167 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern (2020) zählt Wien Energie zu den 30 umsatzstärksten Unternehmen Österreichs.
Technische Universität Wien
Die TU Wien ist seit über 200 Jahren eine Institution für Forschung und Lehre. Im Projekt Thermal Twin 4.0 werden von einem Expertenteam des Instituts für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften die allgemeine grobe Klassifizierung der Inputströme hinsichtlich thermischer Eigenschaften und die Teilmodelle der Verbrennungsprozesse entwickelt.
Enrag
Enrag bietet maßgeschneiderte digitale Zwillingssoftwareentwicklung für technische Anwendungen. In diesem Projekt integriert Enrag alle Teilmodelle, um einen gleichungsbasierten digitalen Zwilling der gesamten Anlage zu erzeugen.
