ResumenEste trabajo trata el problema de modelado y distribuciónóptima de agua en una red de refrigeración asociada a plantas de evaporación. El fiń ultimo es desarrollar una herramienta de optimización en tiempo real para balancear el uso de agua con el consumo energético de las plantas (vapor vivo). El problema de optimización incluye modelos experimentales del impacto que tiene la operación del equipo de refrigeración en la eficiencia global de las plantas. Se ha propuesto una metodología eficaz de modelado para optimización, de forma que se asegure la coherencia física de los modelos con el proceso. Además, la herramienta proporciona una estimación periódica de la pérdida de eficiencia en los equipos debido a una operación continuada (ensuciamiento en intercambiadores de calor).Palabras clave: modelado robusto, red de evaporación, distribución de agua, modelos empíricos, RTO.
INTRODUCCIÓNEn la industria de procesos existe una cada vez mayor conciencia sobre la necesidad de producir de la forma más eficiente posible. Para ello, en las plantas se ha de tener en cuenta tanto la situación de la producción en tiempo real, como la eficiencia energética y de recursos global. A todo esto hay que añadir la regulación cada vez más restrictiva en materia medioambiental. En consecuencia, para que una empresa se mantenga competitiva en un mercado global, se han de tomar múltiples acciones que conduzcan a un ahorro en el consumo de energía y recursos, entre las cuales se incluye la toma de decisiones de operación en tiempo real [1].Con el objetivo de facilitar la toma de decisiones a los operarios y a los jefes de planta, se les ha de proveer de una herramienta automática que les proporcione dicho conjunto de decisionesóptimas en un breve periodo de tiempo [2,3]. Generalmente, para desarrollar estas herramientas se han de tener en cuenta las características de la planta (desarrollando modelos), la comunicación con los sistemas de control e información de la factoría, y los algoritmos de optimización disponibles.Así pues, en este trabajo se ha desarrollado una herramienta que realiza una optimización en tiempo real (RTO, por sus siglas en inglés) del sistema de refrigeración en una red de evaporadores industriales perteneciente a la empresa Lenzing AG (Austria), referencia mundial en la producción de fibra viscosa textil. El objetivo de esta optimización es distribuir el agua de refrigeración entre los condensadores de las diferentes plantas, de forma que se minimice el coste del consumo de vapor vivo y de la propia agua utilizada (recursos). Dicha optimización se ha programado usando CasADi [4] en MATLAB, y posteriormente se ha vinculado con el sistema de información de la planta [5].La optimización está basada en modelos experimentales obtenidos a partir de diferentes test que se han realizado con el sistema de refrigeración. En concreto se han modelado dos de los aspectos clave que se han de tener en cuenta en el proceso: la temperatura de salida del agua del sistema de refrigeración, puesto que va a parar al río y debid...