Simulering for optimalisering av prosessutstyr
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.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.
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.
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.
