Stochastic Immunological Layer Optimizer (SILO)

Czym jest SILO?

SILO (Stochastic Immunological Layer Optimizer) to aplikacja przeznaczona do bieżącej optymalizacji punktu pracy procesów przemysłowych oraz projektowania i testowania przemysłowych układów regulacji.

Dzięki zastosowaniu modułu SILO możliwe jest zoptymalizowanie procesu produkcji jak np. poprawienie sprawności wytwarzania energii elektrycznej i ciepła na blokach energetycznych przy równoczesnym minimalizowaniu emisji szkodliwych substancji NOx, CO i SO2. System SILO pozwala również na optymalizację samego procesu spalania, poprawę regulacyjności obiektu oraz jednostkowego zużycia ciepła bloku.

Obniżeniu ulegają więc koszty związane z samym procesem wytwarzania energii jak i z opłatami wynikającymi z emisji szkodliwych substancji. Ponadto dzięki zastosowaniu aplikacji SILO przedsiębiorstwo unika wymiany całego systemu automatyki, dokonuje jedynie jego modernizacji, co pozwala na znaczne zwiększenie efektywności istniejącej infrastruktury. SILO może być wykorzystywane jako optymalizator procesów redukcji zanieczyszczeń: odsiarczania (FGD), redukcji NOx (SCR i SNCR). SILO to warstwowy system optymalizacji bazujący na teorii sztucznych sieci immunologicznych. Wykorzystuje jedną z czterech warstw optymalizacji – zależnie od parametrów procesu.

Przez pierwszy miesiąc SILO „uczy się” obiektu. Po tym okresie system jest już w stanie przeprowadzać wydajną optymalizację. Ogromną zaletą SILO jest ciągłe uczenie się i adaptacja w czasie rzeczywistym. SILO potrafi więc prowadzić proces efektywnie, nawet jeżeli parametry obiektu ulegają zmianie. Nie ma potrzeby strojenia modeli. Przed każdym krokiem optymalizacji tworzony jest nowy model. Informacje potrzebne do utworzenia nowego modelu są mierzone i przechowywane w pamięci immunologicznej, tak więc model zawsze odzwierciedla rzeczywiste zachowanie obiektu.

Zastosowanie aplikacji SILO pozwala na utrzymywanie emisji NOx i CO w zadanym paśmie w zakresie pełnych obciążeń ruchowych kotła, a także pozwala spełnić dodatkowe wymagania np. obniżenie poziomu tlenu w spalinach, zmniejszenie różnicy temperatur spalin w poszczególnych ciągach kotła, czy wreszcie poprawienie sprawności wytwarzania energii elektrycznej i ciepła.
Niezwykle istotną cechę systemu SILO jest jego pełna integracja z istniejącymi strukturami regulacji, dzięki czemu nakłady na modernizację układu automatyki są niewielkie i nie wymagają żadnych zmian w oprzyrządowaniu pomiarowym (całość kosztów ogranicza się w zasadzie jedynie do zakupu komputera klasy PC). Takie podejście jest dodatkowo uzasadnione tym, że cały system zyskuje w naturalny sposób dodatkowy poziom zabezpieczenia przed awarią układu regulacji, tzn. możliwe jest w dowolnej chwili przełączenie z klasycznego regulatora do układu z SILO i odwrotnie.
SILO jest dostępny dla platform PC z systemem operacyjnym Windows NT lub Linux oraz Sun Solaris 2.5+.

Dlaczego warto mieć SILO?

- pierwsze na świecie zastosowanie mechanizmów inspirowanych działaniem ukladu odpornościowego organizmów żywych do optymalizacji punktu pracy procesu spalnia
- tania alternatywa dla metod regulacji predykcyjnej (zredukowany czas wdrożenia ze względu na brak konieczności wykonywania testów obiektu i budowania modeli matematycznych)
- wdrożenie optymalizatora na trzech blokach energetycznych w Polsce (3x220 MW) i dwóch blokach energetycznych w USA (2x600MW)
- bardzo dobre wyniki wdrożeń (dwa bloki w USA zajęły drugie i trzecie miejsce w całych Stanach Zjednoczonych pod względem najmniejszej emisji NOx wśród bloków opalanych węglem pozbawionych układów SCR!) - detale dotyczące wdrożeń znajdują się poniżej:
1. Elektrownia Ostrołęka (Polska), blok energetyczny 1 (240 MW)
Cel: Minimalizacja emisji CO i NOx, oraz stabilizacja temperatur pary świeżej
Zakończenie wdrożenia: 15 października 2006
2. Elektrownia Ostrołęka (Polska), blok energetyczny 2 (200 MW)
Cel: Minimalizacja emisji CO i NOx, oraz stabilizacja temperatur pary świeżej
Zakończenie wdrożenia: 15 października 2006
3. Elektrownia Ostrołęka (Polska), blok energetyczny 3 (220 MW)
Cel: Minimalizacja emisji CO i NOx, oraz stabilizacja temperatur pary świeżej
Zakończenie wdrożenia: 25 października 2006
4. Elektrownia Newton (USA), blok energetyczny 1 (615 MW)
Cel: Minimalizacja emisji CO i NOx
Zakończenie wdrożenia: 20 czerwiec 2007
5. Elektrownia Newton (USA), blok energetyczny 2 (600 MW)
Cel: Minimalizacja emisji CO i NOx
Zakończenie wdrożenia: 20 czerwiec 2007
6. Elektrownia olejowa Wyman (USA), blok energetyczny 4 (600 MW)
Cel: Minimalizacja emisji CO i NOx
Zakończenie wdrożenia: wdrożenie w toku
- srebrny medal na międzynarodowych targach innowacyjności i wynalazczości INNOVA 2006 w Brukseli, wyróżnienie Ministra Szkolnictwa Wyższego podczas polskiej wystawy wynalazków
- 7 publikacji naukowych, w tym 4 zaprezentowane na międzynorodowych konferencjach.

Opis przykładowych zastosowań / aplikacji

Funkcjonalność modułu SILO:
- Bieżąca optymalizacja punktu pracy
- Adaptacja i uczenie się on-line, wykorzystujące mechanizmy układu odpornościowego

Typowe zastosowania:
- Minimalizacja emisji (NOx, CO, SO2);
- Optymalizacja procesów FGD, SCR i SNCR;
- Poprawa sprawności wytwarzania energii i ciepła;
- Poprawa jednostkowego zużycia ciepła bloku energetycznego;