課題
- 大手穀物メーカ向けに、廃棄物からエネルギーを生成する嫌気性消化プラントの設計･建設･試運転を行なう。
ソリューション
高度なモータ制御
- Allen-Bradley®のCENTERLINE® 2500 MCCはハイレベルなモータ制御を実現
- Allen-Bradley®のCompactLogix™ PLCはプラントの全プロセスを制御
- PowerFlex®ドライブはアプリケーションの要件に柔軟に対応
工場全体の可視化とアラーム
- FactoryTalk® View SEは、SMSを介したアラームにより、プロセスの正確なリアルタイム表示を実現
- PlantPAx®は、診断と分析を改善しながら、エンジニアリングのオーバーヘッドの削減を支援
結果
クリーンなエネルギーを生み出す
- 嫌気性消化プラントによるガス生産に成功
- フル稼働時には、1.5MWの電気と熱を生産予定
- 発電された電力は、工場の既存のエネルギー需要を完全に相殺可能
- オーストラリア政府の「Clean Energy Futures」スキームを模範としたアプリケーション
廃棄物管理は、環境に大きな影響を与える複雑な問題であり、慎重な検討が必要です。廃棄物を回避、削減、回収するためのスマートな新技術やプロセスは、埋立地に送られる廃棄物の量を減少させるのに役立ちます。
嫌気性消化のプロセスは、商業･産業廃棄物をその場で電気、熱、クリーンなメタンガスに変換する。メタンと二酸化炭素からなる大量のバイオガスが生成されます。クリーンなメタンガスは貯蔵し、加圧してオンサイトで発電と熱利用を行ない、余剰分は電力網に供給したり、機器や車両の動力源として利用することができます。
エネルギーコストが上昇し続ける中、嫌気性消化を利用して工場で使用するエネルギーを作り出すことのメリットに気づくメーカが増加しています。
社会的･環境的責任に強くコミットしている、高品質のシリアル製品と原料の大手メーカは、最近、オーストラリアのエネルギー会社に委託して、製造工場に嫌気性消化プラントを設置しました。
このプラントでは、麦の殻からメタンガスを生成し、この燃料を熱電併給装置で使用することで、現在および将来のエネルギー需要を完全に相殺し、余剰エネルギーは送電網に送る予定です。
Allen-BradleyのCENTERLINE 2500 MCCは、高度なモータ制御を実現
スケーラブルなソリューション
ロックウェル･オートメーションのシルバー･システム･インテグレータであるAuto Control Systems (ACS)は、嫌気性消化プラントの自動化および制御システムの開発を任されました。オーストラリアのパースに拠点を置くACSは、オーストラリアにおける産業用オートメーションと制御システム、およびサービスのトッププロバイダです。
ACSのエンジニアリングマネージャであるアンドリュー･テイラー氏は、この工場に拡張性のあるソリューションを導入することの重要性について詳しく説明しました。「拡張性のあるソリューションは、ニーズに応じて規模を拡大したり縮小したりする柔軟性を提供します。私たちが開発したオートメーションとコントロールのソリューションは、拡張性のあるコンテナ化されたパッケージでその柔軟性を実現しました。ここパースで組み立てられ、事前テストが行われた後、設置のためにお客様の元へ運ばれました。」
Allen-Bradley®のCENTERLINE® 2500 IEC低圧モータ･コントロール･センタ(MCC) は、そのソリューションの中心的存在でした。CENTERLINE MCCは、イーサネット接続によりプレテストプロセスを合理化し、ArcShieldテクノロジにより内部電気アークフォルトに対する保護が強化され、安全性が一段と高まりました。
プラントのプロセスの制御にはAllen-BradleyのCompactLogix™ PLCを使用し、PowerFlex® 525および753 ACドライブは、プラントのアプリケーション要件を満たす信頼性を提供します。FactoryTalk® View SEは、SMS経由のアラームでプロセスを正確にリアルタイムで表示し、ACSはPlantPAx®ライブラリを利用してエンジニアリングのオーバーヘッドを削減することができます。
「この技術のパイロットプラントは約10年前に開発されましたが、ロックウェル･オートメーションの技術を利用したそのプラントの継続的な信頼性は印象的で、実績のあるソリューションです。CENTERLINE MCCは、新しい規格であるAS/NZS 61439が間もなく義務付けられることを知っていたので、この規格の要件を満たすソリューションであることを確認することが重要でした」と、テイラー氏は述べています。
ロックウェル･オートメーションのチャネル･アカウント･マネージャであるRaj Singhは次のように述べています。「私たちの究極の目標は、企業が創業から市場に出るまでの時間を短縮できるようにすることです。PlantPAx DCSプロセス･オブジェクト･ライブラリを活用することで、診断と分析を改善しながら、オートメーションのインフラに必要なオーバーヘッドを削減することができます。全体として、このシステム機能は、プラント全体のスケーラブルなシステムが生産性を促進し、収益性を改善し、オペレーションの全体的なリスクを低減することを保証することによって、プラントオペレーションのライフサイクルにプラスの影響を与えます。」
廃棄物をエネルギーに変える
嫌気性消化プロセスは、処理前の廃棄物である麦殻を貯蔵するタンクから始まります。その後、籾殻はリアクタタンクに注入され、加熱、攪拌、冷却されます。このプロセスでは、加水分解、酸生成、酢生成、メタン生成の4つの主要なステージがあります。各段階で物質を細かく消化し、最終的にメタン、バイオガス、水、消化物の混合物を生成する。このバイオガスで熱と電気を作り、余ったエネルギーは送電網に送ります。
嫌気性消化プロセスは連続的であるため、制御システムによってpHと温度を綿密にモニタする必要があります。ACSは危険区域の認定を担当し、プラントへのフル･リモート･アクセスが可能です。
PowerFlexドライブがアプリケーションの要件を満たす柔軟性を実現
オート麦生産のための電力供給
嫌気性消化は、廃棄物処理のための輸送コストやゲート料金の削減、エネルギーコストの削減、改良型バイオガスによる車両や機器の動力源、オーストラリア政府のクリーンエネルギー将来計画による貴重な炭素クレジットの収益化、グリッドに供給される余剰電力の収益化など、ビジネスに多くの利益をもたらしています。
嫌気性消化プラントは無事試運転を終え、現在ガスを生産しています。現在、このガスはフレアリングされていますが、この製造プラントが完全に稼働すれば、1.5MWの電気と熱を生み出し、工場の既存のエネルギー需要を完全に相殺するために使用される予定です。
公開 2021/12/12
