模型预测成本控制

位于堪萨斯州加内特的东堪萨斯农业能源有限责任公司并不是一家慢吞吞的公司。当一个方向被绘制出来时，它会带着一个清晰的目标向前移动。该公司最初是一个充满活力的农民和商人协会，他们热衷于通过将玉米转化为能源来增加作物生产的价值。一旦这个目标明确，结果是一个全面的乙醇工厂，能够研磨1300万蒲式耳玉米，生产3500万加仑乙醇，每年生产超过17万吨湿谷物和蒸馏干谷物。

他们精力充沛，在创纪录的8个月时间内完成了工厂的建设，并于2005年6月点燃了锅炉。三天之内，这些工厂就满负荷运转。当时，作业者已经在寻找提高效率和整体产量的方法。

满足日益增长的需求

随着越来越多的城市和州采取鼓励或要求在汽油中使用乙醇的政策，对燃料乙醇的需求继续增长。干磨乙醇生产还生产出用作牲畜饲料的酒糟。

向这些不断增长的市场提供利润意味着制造商面临着在控制成本的同时最大限度地提高产量的巨大压力。在开始运营后不久，东堪萨斯农业能源公司的团队就开始寻找方法，以最大限度地提高干磨机的生产能力和效率。

该团队求助于Pavilion Technologies，该公司是乙醇行业模型预测控制(MPC)技术和环境解决方案的领导者。Pavilion的乙醇解决方案利用Pavilion8软件平台，使乙醇公司能够在保持法规遵从的同时提高运营绩效。强大的建模、控制、监控、分析、可视化、仓储和集成功能相结合，提供有针对性的解决方案，交付比替代解决方案更快的价值实现时间和更大的累积价值。

一旦工艺得到改进，乙醇产量平均增加了12%，同时降低了能源消耗。

东堪萨斯农业能源公司首先与Pavilion的工程师讨论并定义了他们的需求，澄清了期望并确定了预期的收益。该项目包括优化工厂的蒸发器、干燥器和热氧化剂。

Pavilion通过预测和控制水分实现了乙醇溶液的优化干燥机性能。该方案采用多变量非线性控制器生成并执行动态优化和控制。它的连续过程控制能够最大限度地提高东堪萨斯农业能源公司的烘干机生产，每天24小时，每周7天，以工厂目前的设备配置产生最高可能的回报。

控制器实现了一系列关键功能:

• 将干燥负荷从干燥机转移到蒸发器;

• 减少热氧化剂热箱的热损失;

• 减少热氧化剂中的天然气消耗;

• 控制热氧化剂工艺蒸汽总管压力;而且,

• 控制啤酒塔内糖浆蒸发器(包括糖浆固体和蒸汽消耗量)，利用蒸发器剩余蒸汽管理和稳定啤酒塔分离。

Pavilion还定制了东堪萨斯农业能源MPC解决方案，以提高蒸馏谷物产量。

结果超出预期

由于实施了Pavilion的乙醇解决方案，东堪萨斯农业能源公司获得了三个关键优势:

• 能源效率提高9.9%;

• 乙醇产量和产量提高12%;和

• 干燥器湿度标准偏差降低3.3%。

东堪萨斯农业能源公司以最小的工厂设备额外投资实现了这些显著的效益。该团队估计，根据行业平均边际价值和天然气成本，MPC安装的总价值每年超过250万美元。令人印象深刻的项目结果表明，通过正确的过程控制解决方案，可以随时获得隐藏在生产过程中的大量产能。

东堪萨斯农业能源公司工厂经理Doug Sommer说:“Pavilion项目取得的成果远远超出了我们的预期。”“Pavilion的乙醇解决方案为我们提供了提高生产能力所需的优势，而对工厂设备的额外投资最少。”

作者信息

Michael Tay是Pavilion Technologies的技术客户经理。打电话给他。mtay@pavtech.com．

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