CEP - Compressor Energy Prognosis

Produktbeschreibung

CEP ist ein Werkzeug zur Kalkulation und Optimierung der Gas- bzw. Stromnachfrage der Verdichteranlage. Es optimiert die notwendige Fahrweise der eingebundenen Verdichter und berechnet, sowie aktualisiert die eigene Gas- bzw. Stromnachfrage. Nach Eingabe oder Aktualisierung der geforderten Gasflüsse, liefert das CEP vorausschauend für jede der kommenden 24 Stunden einen aktuellen Plan für optimierte Konfiguration und Fahrweise eingesetzter Verdichter, optimierte Gasdurchflussmengen pro Strang und realistische Minimalwerte für den Strom- und Gasbedarf.

Einsatzgebiete

CEP ist eine Fachapplikation für den optimierten Einsatz von Verdichteranlagen im Bereich der Gasbranche. Ursprünglich für Erdgaskavernenspeicher konzipiert, wo Antriebe mit großer installierter Leistung Verwendung finden und gleichzeitig hohe Flexibilität des Speichers verlangt wird, führt die Verwendung eines Softwarealgorithmus zu Einsparung von Energiekosten. Weitere nahe liegenden Anwendungsmöglichkeiten werden sich in der chemischen Industrie, bei der Kompression von CO2, Kompression von Luft oder bei Rückgewinnung eingespeicherter Energie anbieten. Überall dort, wo eine stetig aktualisierte Prognose der eigenen Gas- und Energiekosten, in einer gleichzeitig optimierten Fahrweise der Verdichter zu direkten Einsparungen der Betriebskosten führt, ist CEP die ideale Anwendung.

Die CEP Anwendung bietet dem Anwender folgende Möglichkeiten:

  • Einsparpotenzial sichtbar machen
  • Betrieb transparenter gestalten
  • Erstellung präziser Last- und Energiebedarfsprognosen
  • Nutzung als Einsatzplanungs- und Engineering-Tool
  • Variable Integration in Ihre Systeme

Eingangswerte

Compressor Energy Prognosis berücksichtigt eine Vielzahl von Eingabedaten um Ihnen eine perfekte Nutzung Ihrer Verdichter zu berechnen. Angefangen bei wirtschaftlichen Variablen, wie z.B. Antriebsenergiekosten und MAINTEX, über die betrieblichen Variablen wie die Verfügbarkeit und der Fahrplan der Anlage, bis hin zu den technischen Variablen wie z.B. die Gasbeschaffenheit und die Umgebungsbedingungen, fließen alle wesentlichen Daten in die Berechnung der optimalen Fahrweise ein.

Ergebnisse

CEP gibt dem Anwender eine klare visuelle Information über den Verdichterfahrplan, die Energieaufnahme und die Verdichterlaufzeit. Das berechnete Einsparpotenzial der Betriebskosten wird grafisch und tabellarisch angezeigt. Insgesamt gibt CEP dem Anwender schnell und transparent Auskunft über die kostengünstigste Verdichterfahrweise und bietet eine gute Grundlage zur Planung und Anpassung.

Arbeitsschritte der Software

Dank einer überdachten und universell einsetzbaren Softwarearchitektur, sind die Arbeitsschritte in CEP für den Anwender nachvollziehbar und logisch gegliedert. So wird im ersten Schritt eine Standortkonfiguration angelegt, wobei eine genaue Nachbildung der komplexen Verdichterverbindungen möglich ist. Die vom Hersteller der Verdichter gelieferten Kennfelder werden als Bilder (PNG, GIF, JPG) importiert und anschließend digitalisiert. Die Digitalisierung erfolgt intuitiv mit Hilfe von anpassbaren Kurven und Digitalisierungspunkten, wobei das importierte Bild als Referenz dient. Alternativ kann auch eine Tabelle mit Messpunkten angegeben oder aus Microsoft Excel importiert werden. Nach der erfolgreichen Definition der Standorte und Verdichtermodellierung, beginnt der Anwender die tägliche Arbeit mit CEP mit der Eingabe und Verifikation der Eingabedaten im sog. Aufgabenfeld

Stabil

Läuft schnell auf Ihrem Desktop, ein Server wird nicht benötigt, selbständige Anwendung

Bedienerfreundlich

Windows basiertes Aussehen und Handhabung, konfigurierbare Standardeinstellungen, Assistent für Anfänger, intuitive Benutzeroberfläche

Flexibel

Beliebige Anzahl von Kompressoren pro Anlage, verschiedene Konfigurationen und Eingangsbedingungen

Leistungsfähig

Analyse dargestellter Resultate grafisch und tabellarisch. Erstellung von Berichten täglich, wöchentlich und monatlich. Import von Eingangsdaten direkt aus Excel Dateien. Export der Optimierungsergebnisse aus / nach Excel. Das alles integriert in einer Compressor Energy Prognosis (CEP) Anwendung.

Vollständig

Detailliertes Modell der Anlagenkonfiguration, Turbo- und Kolbenkompressoren, Gasturbinen- und Elektroantriebe, Bearbeitung des Zuschaltraumes von Kolbenkompressoren und noch vieles mehr…

Die Software berücksichtigt u.a. folgende Anlagenparameter:

  • Charakteristika unterschiedlicher Verdichter und Antriebe (Verdichterwirkungsgrad)
  • Wahlmöglichkeiten für Seriell – oder Parallelbetrieb
  • Stufenauswahl, Zuschaltraum
  • Bypass – Modus
  • Unterschiedliche Verdichter- und Fahrwegskonfigurationen pro Standort
  • Anordnung und Einfluss von angrenzender und im Prozess relevanter Geräte wie Separatoren, Kühler usw. auf die Druckminderung

Weitere Parameter mit denen die Anwendung rechnet:

  • Prognostizierter Saug- und Förderdruck
  • Gastemperatur und Umgebungstemperatur
  • Gasbeschaffenheit
  • Kompressor Konfiguration
  • Effizienz des elektrischen Motors und der Gasturbine
  • Motor/Getriebe Verhältnis
  • Isentropische und Polytropische Erhöhung der Enthalpie von Verdichtern
  • Gas- und Strompreise
  • Kosten für An- und Abfahren von Verdichtern
  • Kosten der Verdichternutzung
  • Verfügbarkeit der Kompressoren und technische Restriktionen
  • Leistungskurven der Verdichter- und Antriebshersteller in verschiedenen Formaten

Benutzeroberfläche

  • Mit Hilfe einer Benutzerführung (Wizardähnliche Benutzeroberfläche) speziell geeignet für Anwender die die Software noch nicht kennen
  • Mit Hilfe vonz einheitlich geordneten Tabellen
  • für Anwender die bereits genau und gezielt wissen welche Daten geändert werden sollen

Zudem liefert die CEP Software:

  • Einstellungen (Gastaganpassung, Farb-anpassung)
  • Tooltips (Beschreibung der Funktionalitäten bei Anfahren eines Feldes)
  • Elastische MS Excel Anbindung (kopieren / einfügen von einzelnen Werten, Tabellen oder Excel-Blättern sowie Import/Export von ganzen MS Excel Dateien)
  • Elastische Umwandlung von Einheiten (z.B. bei Nominierungen zwischen Nm3/h und MWh)
  • Export von Berichten in Excel oder PDF Form
  • Graphische Darstellung von Resultaten mit der Möglichkeit des Vergleichs verschiedener Szenarien
  • Hinweise für mögliche Ursachen von Optimierungsfehlern
  • Umschaltung der Benutzersprache zwischen englisch und deutsch
  • Dokumentation in deutscher und englischer Sprache

Simulation und Optimierung

Nach erfolgter Eingabe der Maschinenkennfelder und Daten für die Prognose, wird durch das Optimierungsmodul eine optimale Verdichterauslastung errechnet. Die minimalen Betriebskosten sind hierbei das Entscheidungskriterium. Es wird eine Kostenfunktion aufgebaut und danach mit Hilfe eines Optimierungsmechanismus ein Verdichtermodus ausgewählt.

Vordefiniert sind die drei am häufigsten verwendeten Anwendungsszenarien:

  • Konfigurationsänderungen zwischen seriellen und parallelen Betrieb sind nicht möglich. Je nach Zustand zum Anfangszeitpunkt, werden die Verdichter entweder parallel oder seriell betrieben. Eine Umschaltung ist nicht möglich.
  • Das Ein- und Ausschalten von Verdichtern ist eingeschränkt. Während des Gastages ist ein Ausschalten oder Einschalten neuer Verdichter nicht erlaubt.
  • Alle Umschaltungsmöglichkeiten verfügbar. Jegliche Konfigurationen (im Rahmen der technischen Möglichkeiten) sind machbar.

Sollte das Optimierungsmodul keine Lösung finden können, so wird eine Fehlermeldung ausgegeben die einen Hinweis auf mögliche Ursachen des Fehlschlags liefert.

Der Kalkulationsprozess benötigt für eine Konfiguration von drei Verdichtern und einen herkömmlichen Desktopcomputer maximal 20 Sekunden. Somit kann im Fall einer Renominierung schnell ein neues Szenario kalkuliert werden.

Alle Ergebnisse werden gespeichert und können verwaltet werden, was dem Anwender eine „Was wäre wenn” Simulationsanalyse ermöglicht.

Auswertung der kalkulierten Fahrweise

Die Ergebnisse werden in tabellarischer sowie graphischer Form dargestellt. Folgende Übersichten, aufgeteilt auf 24h (in stündlicher und 15 Minuten Aufteilung) des nächsten Gastages, sind verfügbar:

  • Aufteilung der Energie und des Gasflusses auf einzelne Verdichter
  • Verdichterkonfiguration und Fahrweise
  • Verdichterdrehzahl
  • Information über Betriebskosten (Energieaufwand, Schaltaufwand)
  • Information über Recycle Modus

Die Daten werden im System in einer internen Datenbank gespeichert und können jederzeit aufgerufen werden. Somit ist ein Nachweis über die durchgeführte Analyse jederzeit verfügbar.

Softwareumgebung

CEP kann als stand-alone Lösung mit manueller Dateneingabe betrieben oder über Schnittstellen an externe Systeme gekoppelt werden. Die Anbindung an eine betriebliche Leittechnik erfolgt über eine read-only OPC- Schnittstelle. Im ersten Schritt wird die Anwendung in kürzester Zeit und zunächst ohne Ankopplung an externe Systeme installiert. In diesem Fall arbeiten die Anwender zunächst sehr nahe und bewusst am System. Die Messdaten vom Leitsystem, wie die Nominierungen müssen manuell eingegeben oder mit Hilfe von Microsoft Excel oder CSV Dateien importiert werden. Für jede Anlage kann das CEP somit selbstständig, ohne Server angewendet werden und erzeugt einen jeweils eigenen Energiefahrplan

Screenshots

Downloads

Compressor Energy Prognosis (CEP) Informationsbroschüre:

Compressor Energy Prognosis Erfolgsstory bei E.ON Gas Storage:

Demo Version der Anwendung Compressor Energy Prognosis (CEP)
Standalone Version. Anforderungen: MS Windows 7, MS Office 2007/2010, Intel i3 Kompatibler Prozessor oder besser, min. 2GB RAM.
Nach der Installation ist die Bedienungsanleitung auf englisch und deutsch verfügbar. Startmenü > Compressor Energy Prognosis (CEP) Ordner

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