Umwelt- und Prozessdaten-Management
Umwelt- und Prozessdaten-Managementsysteme der DURAG GROUP dienen der kontinuierlichen Erfassung, Langzeitspeicherung, Verrechnung und Visualisierung von Umwelt- und Prozessdaten. Dabei werden die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte überwacht, deren Einhaltung protokolliert und je nach Bedarf parallel an die zuständigen Behörden übertragen.
Mit mehr als 40 Jahren Erfahrung in der Lieferung von Soft- und Hardwareprodukten gehören wir in der Auswertung von Emissions- und Prozessdaten zu den Vorreitern der Branche. Unsere Systemlösungen umfassen kontinuierliche Emissionsauswertesysteme sowie innovative Predictive Emission Monitoring Systems (PEMS), die empirische Modelle zur Bestimmung von Emissionen auf der Grundlage von historischen und Echtzeit-Prozessdaten verwenden.
Unsere Systeme können den Anforderungen der Anlage und den Wünschen der Betreiber entsprechend individuell angepasst und zusammengestellt werden. Durch den modularen Aufbau ist auch nach der Installation eine Erweiterung um weitere Komponenten und Module möglich.
Predictive Emission Monitoring Systems (PEMS)
Predictive Emission Monitoring Systems (PEMS) sind ein innovativer und kosteneffizienter Ansatz zur kontinuierlichen Überwachung von Emissionen als Alternative zu Continuous Emission Monitoring Systemen (CEMS). Die softwarebasierten Systeme nutzen Prozessdaten, um eine kontinuierliche und Echtzeit-Überwachung von Schadstoffen wie NOx, SO2, CO, HC oder Bezugsgrößen wie O2 zu ermöglichen.
PEMS verwenden empirische Modelle zur Bestimmung von Emissionen. Sie bestimmen dabei den Zusammenhang zwischen charakteristischen Prozessparametern einer Emissionsquelle und der entsprechenden Emissionskonzentration.
PEMS als Prozessanalysewerkzeug zur Effizienz- und Verbrennungsoptimierung
Turbinen, Kessel, Prozessheizungen und Öfen sind nur einige Beispiele für Industrieanlagen, die mit Brennstoffen wie Erdgas/Abgas, Öl, Kohle oder Biomasse befeuert werden, wobei eine vollständige Verbrennung angestrebt wird. Der Verbrauch dieser Brennstoffe sowie auch die Emissionen lassen sich durch eine Optimierung der Brennereffizienz minimieren.
Die Effizienz steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Rauchgastemperatur und der Sauerstoffmenge (O2). Die vollständige Verbrennung ist abhängig von Sauerstoff und Temperatur: Wenn der Sauerstoffüberschuss zunimmt, sinkt die Brennstoffeffizienz, z. B. eines Kessels. Infolgedessen führt eine Reduzierung des O2-Überschusses zu einer höheren Effizienz. Durch eine Sauerstoffreduzierung kann es jedoch zu CO-Bildung kommen. CO-Überschüsse weisen auf eine unvollständige Verbrennung mit erhöhten Emissionen hin.
Durch die Überwachung der CO-Werte mittels PEMS kann sichergestellt werden, dass die Emissionskonzentrationen innerhalb der Grenzwerte bleiben. Gleichzeitig wird damit die Brennereffizienz gesteigert. Die Prozessüberwachung von O2 und CO mittels PEMS spielt somit eine entscheidende Rolle bei der Optimierung der Effizienz von Feuerungsanlagen und genießt unter anderem große Anerkennung bei Energieversorgern und Betreibern von industriellen Feuerungsanlagen.
Wie vorhergehend beschrieben ist die CO-Bildung bei typischen Feuerungsanwendungen abhängig vom O2-Überschuss. Die Sauerstoffmenge hat aber auch Einfluss auf die Bildung von NOx. Wenn der O2-Überschuss abnimmt, reduziert sich auch die NOx-Menge, während die CO-Menge und die Effizienz steigen. Es gilt also, den O2-Überschuss zu minimieren, um eine möglichst geringe NOx-Menge und maximale Effizienz zu erreichen. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass die Menge an CO die Grenzwerte nicht überschreitet. Daher ist eine Reduzierung des O2-Überschusses nur bis zu dem Punkt sinnvoll, an dem die maximal zulässige CO-Konzentration erreicht ist. An diesem Punkt wird eine optimierte Verbrennung realisiert, wobei die Anlage die Grenzwerte für die maximal zulässige CO-Menge ausnutzt. Dies entspricht der geringstmöglichen NOx-Erzeugung und der größtmöglichen Effizienz. PEMS sind das Werkzeug der Zukunft für die kontinuierliche Überwachung von CO, NOx und O2. Durch die Zusammenführung dieser Daten mit weiteren Prozessvariablen helfen sie Anlagenbetreibern dabei, Verbrennungsprozesse in Echtzeit zu optimieren und die Erfüllung der behördlichen Anforderungen sicherzustellen.
Zudem sind die Kosten für die Bewältigung dieser Aufgaben bei PEMS deutlicher geringer als bei Hardware-basierten Analysesystemen. Gleichzeitig profitieren Betreiber damit von einer höheren Verfügbarkeit von System und Daten. Die Investitionsausgaben (CAPEX) lassen sich um bis zu 50 Prozent reduzieren, während die Betriebs- und Wartungskosten (OPEX) in der Regel nur 5-10 Prozent dessen betragen, was bei einem Prozessüberwachungssystem auf Analysator-Basis anfällt. Durch die Bestimmung der Konzentrationen mittels Korrelation mit Prozessvariablen kann der Betreiber sofort sehen, wenn sich am Verbrennungsprozess etwas ändert, was zu einer Änderung der Konzentrationen führt. Beim Einsatz eines PEMS für Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen können die Betriebskosten bis zu 20 Mal niedriger sein als bei explosionsgeschützter Hardware. Zu den weiteren Vorteilen gehört, dass das System praktisch wartungsfrei ist, sodass nicht nur der Personalaufwand reduziert wird, sondern auch die Kosten für Ersatzteile und Verbrauchsmaterial entfallen.
