Siemens stworzył cyfrowego bliźniaka linii do produkcji sody do symulacji procesów zakładu Grupy Ciech w Inowrocławiu

Grupa CIECH oraz Siemens pracują wspólnie nad stworzeniem kompletnego symulatora linii produkcyjnej sody, w celu zwiększenia efektywności procesu produkcji tego surowca. Specjalistyczne oprogramowanie jest cennym narzędziem wykorzystywanym przez technologów produkcji i dział R&D CIECH. Dzięki niemu możliwe jest symulowanie zmian parametrów działania linii produkcyjnej. Symulator powstaje w fabryce w Inowrocławiu, w połączeniu z wdrażaną tam technologią „Zaawansowanego sterowania procesem” – Advanced Process Control.

– Stworzenie oprogramowania w pełni odzwierciedlającego produkcję sody kalcynowanej już dziś pozwala naszym technologom na poszukiwanie sposobów zwiększenia wydajności tego procesu. W kolejnym kroku umożliwi stworzenie trenażera dla pracowników będących operatorami produkcji. Dzięki temu będą mogli oni szkolić się w obsłudze linii produkcyjnej i szybciej zdobywać kwalifikacje niezbędne do zarządzania procesem wytwarzania sody – mówi Mirosław Skowron, członek zarządu CIECH S.A.

Obecnie proces szkolenia operatorów produkcji trwa nawet dwa lata, a dzięki zastosowaniu w przyszłości trenażera może ulec znacznemu skróceniu.

CYFROWY BLIŹNIAK ZAKŁADU PRODUKCYJNEGO

Digitalizacja oraz wykorzystanie innowacyjnych rozwiązań technologicznych, celem zwiększenia efektywności produkcji, to kluczowe elementy strategii biznesowej Grupy CIECH. Dlatego, wspólnie z firmą Siemens, od 2019 roku CIECH prowadzi prace nad stworzeniem kompletnego symulatora linii produkcyjnej sody. Specjalistyczne oprogramowanie uwzględnia także funkcjonowanie i parametry pracy elektrociepłowni, dostarczającej do instalacji parę wodną pod wysokim ciśnieniem – kluczowy surowiec w produkcji sody. Symulator stworzony przez Siemensa, przy udziale specjalistów z CIECH, pozwala na skuteczne testowanie zmian parametrów, zarówno natury chemicznej, jak i fizycznej, w procesie wytwarzania sody.

Zastosowanie w zakładzie w Inowrocławiu oprogramowania Siemens gPROMS umożliwiło stworzenie cyfrowego bliźniaka instalacji. Model ten odtwarza działanie całego zakładu produkcyjnego, na który składa się 266 operacji jednostkowych odzwierciedlonych przez 240 tys. równań opisujących zjawiska fizykochemiczne oraz 460 równań różniczkowych cząstkowych, opisujących dynamikę bilansu masy i energii.

– Oczekiwany próg rentowności tej inwestycji ma zostać osiągnięty po 6 miesiącach. Spodziewanym rezultatem zastosowania narzędzi do symulacji jest bardziej efektywny sposób wykorzystania surowców i półproduktów do produkcji. Wdrożone narzędzie umożliwia między innymi przeprowadzanie analiz bilansu dwutlenku węgla, jednego z kluczowych gazów używanych w produkcji sody. Przewidywane jest także wydajniejsze odzyskiwanie mediów w instalacji procesowej – mówi Szymon Paprocki, dyrektor pionu Process Automation w Siemens Polska.

Ważną cechą cyfrowego bliźniaka zastosowanego do symulacji procesów w zakładzie w Inowrocławiu jest funkcja Optimization. Pozwala ona dokonywać symulacji dla zadanych wcześniej parametrów. Przykładem może być optymalizacja procesu otrzymywania solanki oczyszczanej metodą wapienno-sodową. Narzędzie, po określeniu czystości docelowej solanki, umożliwia otrzymanie najlepszych parametrów pracy instalacji i podpowiada, jakich stężeń mediów należy użyć, by uzyskać pożądany efekt.

Jednocześnie Grupa CIECH pracuje nad wieloma innymi projektami badawczo-rozwojowymi w segmencie sodowym, skoncentrowanymi wokół doskonalenia efektywności wykorzystania zasobów, redukcji odpadów i wdrażania idei gospodarki obiegu zamkniętego. Przykładem tego jest aktywna współpraca z Katedrą Technologii Chemicznej Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, w ramach której kontynuowane są prace związane z krystalizacją w warunkach nierównowagowych, zagospodarowaniem strumieni odpadów czy też modyfikacjami techniki produkowania sody metodą Solvaya.