Opracowanie metody dokładnego wyznaczania aktywności wkładów katalitycznych oraz budowa Digital-Twin do predykcji zużycia katalizatorów deNOx
autor:
JAROSŁAW HERCOG, ALEKSANDRA KIEDRZYŃSKA, MIROSŁAW MALINOWSKI, PAWEŁ SAŁEK, MARZENA GURGUL, ALEKSANDRA MIKULSKA, DARIUSZ LENKIEWICZ, PAWEŁ KOWALCZYK, ALEKSY BARTOSZEWICZ, JACEK OGŁY, JAROSŁAW LEDWOCH
ORCID ID:
0000-0001-5737-5143, 0000-0002-9164-528X
Numer miesięcznika:
03/2023 Instal s.10-15
DOI:
DOI 10.36119/15.2023.3.1
Celem pracy było opracowanie szybkiej metody pomiaru aktywności całej warstwy katalitycznej, precyzyjnej meto- dy wyznaczania żywotności (charakterystyki dezaktywacji) katalizatora oraz budowa narzędzia informatycznego reaktora SCR (Selective Catalytic Reduction), opartego na tzw. „Digital Twin” oraz uczeniu maszynowym, do wyzna- czania żywotności katalizatorów deNOx w zależności od historii ich użytkowania i przewidywanych, dalszych warunków eksploatacji.
W pierwszych etapach pracy zbudowano wstępny model reaktora SCR, w którym określony został zakres i wpływ parametrów pracy katalizatora na jego dezaktywację. Do tego celu wykorzystano opisane w literaturze mechani- zmy dezaktywacji oraz wyniki eksperymentów i badań laboratoryjnych. Ponadto przeprowadzono analizę wrażli- wości, aby zdefiniować najistotniejsze czynniki wpływające na dezaktywację katalizatora.
Następnie opracowano metodykę pomiaru aktywności warstwy katalitycznej in-situ, wykonano niezbędny do tego celu układ pomiarowy, przeprowadzono badania porównawcze próbek katalizatorów na stanowisku laboratoryj- nym oraz na obiekcie kotła blokowego w Elektrociepłowni Siekierki.
Opracowano, zainstalowano i uruchomiono oprogramowanie SCR-DT na serwerze znajdującym się w sieci lokalnej PGNIG TERMIKA SA, które pozwala na wyznaczanie krzywej dezaktywacji katalizatora oraz jego żywotności. Aplikacja SCR-DT pobiera dane eksploatacyjne, dotyczące warunków pracy warstw katalitycznych, z serwera JSMPT w czasie rzeczywistym oraz może pobierać dane z udostępnionych w sieci lokalnej plików xls (np. dane węgla, popiołu i badań próbek katalizatorów).
Wdrożenie aplikacji SCR-DT umożliwia obniżenie kosztów eksploatacyjnych katalizatorów poprzez lepszą gospo- darkę remontową, wydłużenie okresów do ich regeneracji/wymiany oraz zmniejszenie ilości odpadów, dzięki dokładnemu przewidywaniu czasu ich dezaktywacji oraz opracowaniu rekomendacji ich optymalnej pracy.
Słowa kluczowe:
Informacje o autorach:
dr inż. Jarosław Hercog (https://orcid.org/0000-0003-4891-4592), dr inż. Aleksandra Kiedrzyńska (https://orcid.org/0000-0002-9508- 6163), mgr inż. Mirosław Malinowski (https://orcid.org/0000-0002-9823-2429) – Instytut Energetyki – Instytut Badawczy, Zakład Procesów Cieplnych, Warszawa inż. Paweł Sałek – MultizoneIT sp. z o.o., Warszawa mgr inż. Marzena Gurgul, mgr inż. Aleksandra Mikulska (https://orcid.org/0000-0002-9976-4750), dr inż. Dariusz Lenkiewicz, mgr inż. Paweł Kowalczyk, mgr inż. Aleksy Bartoszewicz, Jacek Ogły, mgr inż. Jarosław Ledwoch – PGNiG TERMIKA SA, Warszawa Adres do korespondencji: miroslaw.malinowski@ien.com.pl