Simulering for optimalisering av prosessutstyr

torsdag, 07 februar 2019.

Ved design av prosessutstyr er det viktig å finne ut hvordan utstyret vil oppføre seg under ulike driftsforhold, sier Christoffer Meek i Norsk Energi.

- Christoffer Meek i Norsk Energi mener simulering av strømning og varmeoverføring gir nye muligheter for optimalisering av prosessutstyr. Christoffer Meek i Norsk Energi mener simulering av strømning og varmeoverføring gir nye muligheter for optimalisering av prosessutstyr.   Ved å simulere drift av utstyret kan man se hvordan fysiske forhold påvirker modellen og gjøre designendringer tidlig i designfasen, forklarer Meek, som er en av Norsk Energis rådgivere innen prosessdesign og optimalisering.

Norsk Energi benytter simuleringsprogrammet COMSOL Multiphysics, som er et numerisk simuleringsverktøy som brukes til å lage en digital tvilling av ulike typer prosessutstyr (varmevekslere, kjeler, rør) og gir mulighet for å visualisere ulike prosessforhold. Dette gjøres ved hjelp av utstyrsmodeller utviklet i AutoCad Plant 3D.

COMSOL tar utgangspunkt i en 3D-modell som spesifiseres med materialtype og ønskede egenskaper. Ved å sette modellen inn i realistiske omgivelser og simulere dens påvirkning, kan man forutsi hvordan utstyret vil oppføre seg i virkeligheten. Man kan videre visualisere hvordan fysikken påvirker modellen, noe som kan bidra til å optimalisere design og oppdage nødvendige designendringer i tidligfase. COMSOL kan blant annet benyttes til å finne temperaturforløp og -gradienter, trykkfall, partikkelavsetning, erosjon og andre strømningstekniske forhold.

For Norsk Energi muliggjør dette verktøyet en hel rekke beregninger og tjenestetilbud til våre kunder:

  • Designoptimalisering av prosessutstyr og systemer
  • Simulering og verifisering av prototyper og spesialutstyr
  • Problemløsning ifm. skader/driftsforstyrrelser i eksisterende utstyr
  • Kvalitetssikring av tekniske beregninger, stressberegninger og design
  • Modellering av fysiske prosesser (varmevekslere, rørsystemer etc.)
  • Visualisering av strømning (CFD) og varmeoverføring

Kontakt: Christoffer Meek

Referanseprosjekter:

Elkem Carbon, 2019
Simulering av temperaturprofil i vegg mot kjølekanal ved ulike driftsforhold.

Modellen viser indre temperatur i en stålvegg, hvor det strømmer et kjølemedium på innsiden. Figuren til høyre viser temperaturfordelingen i veggen ved stor varmebelastning, mens figuren til venstre viser temperaturfordelingen ved en lavere varmebelastning. Resultatene ble brukt til å avdekke begrensninger for drift og krav til materialer.

Simulering Figur 1 Elkem Carbon

 

Mo fjernvarme, 2019
Simulering av trykktap i avgasskanal for å optimalsere spjeld-åpning.

Dette er en modell av avtrekkskanalen hos Mo Fjernvarme. Figuren viser hastigheten og trykkfallet til avgassen ved ulik åpningsvinkel på spjeldet. Resultatene ble brukt til å bestemme ideell posisjon av spjeld under drift, for å minimere trykktapet og redusere nødvendig viftepådrag.

Simulering Figur 2 Mo Fjernvarme 


Norcem Brevik, 2018-2019

Simulering av strømning i innløpet av en røykrørskjel.

Dette er en modell av innløpskassen til en av kjelene som skal brukes for å produsere damp til å drive en CO2-fangstprosess. Linjene i figuren viser strømningsløpet til avgassen ved innløpet til kjelen.
Du kan lese mer om dette prosjektet i Bladet Norsk Energi utgave 1-2019 som utgis i slutten av februar.

Simulering Figur 3 Norcem

 

 

SAMTYKKE TIL Å MOTTA NYHETSBREV FRA NORSK ENERGI  

Jeg samtykker til at Norsk Energi (Behandlingsansvarlig) lager og bruker mine personopplysninger for å sende meg nyhetsbrev og informasjon på epost om termisk energi, kurs og sertifisering samt aktiviteter som Norsk Energi tilbyr og er opptatt av. Personopplysningene som vil bli behandlet for dette formålet omfatter navn og epostadresse. Se www.energi.no/personvern.

Jeg er informert om og klar over at jeg når som helst kan trekke mitt samtykke til å motta nyhetsbrev og informasjon fra Norsk Energi tilbake. Den enkleste måten jeg kan gjøre dette på, er å melde meg av nyhetsbrevet ved å følge linken som er inntatt nederst i hvert nyhetsbrev. Jeg kan også trekke mitt samtykke ved å ta skriftlig kontakt med Norsk Energi.  

Jeg er klar over at jeg kan finne mer informasjon Norsk Energi sin behandling av mine personopplysninger og mine rettigheter som registrert etter personopplysningsloven og personvernforordningen (GDPR) i personvernerklæringen til Norsk Energi som er tilgjengelig her: www.energi.no/personvern.

Jeg er informert om at Norsk Energi bruker leverandøren Mail Chimp for utsendelse av nyhetsbrev.