Resultaten De Lerende Steen tijdens Relatie-event Gouda Vuurvast


Op 5 november verwelkomde Gouda Vuurvast Services ruim 130 deelnemers aan het tweejaarlijkse relatie-event, dit jaar in co-productie met World Class Maintenance in Corpus Oegstgeest. Het WCM-project De Lerende Steen is het hoofdthema.

Vuurvaste steen vol sensoren

Arie van Vliet, Directeur Gouda Vuurvast Services, zorgt voor een daverende video-opening van het congres dankzij de legendarische woorden “I have a dream” van Martin Luther King. In 2013 ontstaat namelijk Arie’s droom over De Lerende Steen. Want hoe kon het nou dat ovens van vuilverbrandings-installaties maar één keer per twee jaar geopend werden om te bekijken wat de schade aan de bekleding was?


Groot op het videoscherm verschijnt Barack Obama: “Are you fired up? Ready to go? Let’s go change the world!” Arie van Vliet: “Dit geeft duidelijk de intentie van 2013 weer: wij denken in mogelijkheden. We hebben de droom om een vuurvaste steen te ontwikkelen, die vol zit met sensoren voor meer inzicht in het verbrandingsproces. Een Lerende Steen, die alle parameters meet en die alle faalmechanismes ontdekt.”


Asset Management Model

Bij de uitwerking kwam Gouda Vuurvast Services er al gauw achter, dat ze niet alleen een steen met sensoren moesten ontwikkelen. Er moest een asset management model komen om het verbrandingsproces realtime te besturen. De eerste prioriteit was het verzamelen van data met een rekenmodel gebaseerd op algoritmen. Vervolgens de data omzetten naar een simulatiemodel om onderhoud voorspelbaar te maken.


Dit betekende een omvangrijk en kostbaar R&D project. In 2014 startten ze samen met projectpartners Hogeschool Amsterdam, Asset Management Control Tools & Training, technisch praktijktrainingscentrum Vakwijs, Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) part of TNO, Galileo en World Class Maintenance (WCM).


Dan op 22 juni 2016 goed nieuws: vanuit het EFRO-programma Kansen voor West en vanuit provincie Noord-Holland komt er onderzoek subsidie beschikbaar.


Meten is weten

Arie van Vliet: “Het project De Lerende Steen begint met meten, meten en nog eens meten. Met die data uit de praktijk gaat ECN part of TNO een proefopstelling bouwen, waarna we de data kunnen gaan toetsen in de proefopstelling.” De data uit de praktijk en uit de proefopstelling zijn daarna overgedragen aan datascientists om de algoritmes te ontwikkelen. De meest toepasselijke definitie volgens Arie: een algoritme is een blackbox, voorzien van een neuraal netwerk met een heleboel lagen die samen het antwoord vinden. Op basis van dat antwoord kan er een beslissing genomen worden. “Data uit die blackbox gaan vervolgens naar de controlekamer en het simulatiemodel.”





Afvalverbranding

Gert Sterk, Hoofd Plant Performance & Engineering van AVR Duiven vertelt meer over de missie naar 100 % duurzaam. AVR verwerkt afval, dat anders gestort zou worden. Hiermee leveren ze energie aan circa 300.000 huishoudens, proceswarmte aan buurbedrijven en CO2 als grondstof voor de glastuinbouw.


AVR is samen met Gouda Vuurvast Services op zoek gegaan naar verbeteringen in de afvalverbrandingsinstallatie, omdat de vuurvaste bemetseling een heel korte levensduur had.


Veel extra kennis en inzicht

De zoektocht heeft veel extra kennis en inzicht opgeleverd, zoals nieuwe inzichten in de temperaturen van de ankers en in hoge pieken in de temperaturen in de oven. Er is verlenging van de standtijd gerealiseerd door verbeterde vuurvaste bekleding en meer aandacht voor het proces.


Workshop Onderwijs en Onderhoud

Maurice van Pelt (Hogeschool van Amsterdam) en Rien Bakker (Galileo, onderdeel van De Heer Groep) vertellen over hoe Big Data uit het project een voedingsbodem is voor de onderwijsrichtingen Smart Technology en Smart Maintenance.


Rien Bakker vertelt: “Projecten als De Lerende Steen zijn ideaal om onderwijsprofielen te definiëren. De Lerende Steen is aan een nieuwe opleiding gekoppeld: Smart Technology. Een vast item in het derde jaar is dat studenten een verbrandingsoven tekenen met Inventor, de mini-oven bouwen en aan de slag gaan met sensoren om de temperatuur af te lezen.”


De Hogeschool van Amsterdam heeft een selectie gemaakt uit de 14 maintenance prioriteiten uit het rapport Smart Moves for Smart Maintenance van WCM-directeur Henk Akkermans. Maurice van Pelt: “We hebben de keuze gemaakt voor big data, smart sensoring, CBM, asset management en design for maintenance. Denk bij de laatste aan het ontwerp van de ankers. Daar is data analytics bijgekomen om van data te kunnen gaan naar het voorspellen van onderhoudsactiviteiten. De Hogeschool van Amsterdam doet actief mee met De Lerende Steen, omdat ze het maintenance onderwijs willen ontwikkelen en contact willen hebben met het bedrijfsleven. Studenten werken aan echte problemen.”


Arie van Vliet, directeur Gouda Vuurvast Services:

“Ik ben oprecht en positief verrast door de manier waarop het onderwijs verschillende aspecten uit ons onderzoeks-project reeds heeft geïmplementeerd in hun leerstof, zowel op MBO als HBO niveau!”

Workshop Onderzoeksresultaten De Lerende Steen

Gouda Vuurvast Services heeft sinds 2012 een toename aan schades in ketels geconstateerd. Mark Scheltes: “Dit is te verklaren door de verandering in de samenstelling van het afval, dat sinds die tijd deels bestaat uit geïmporteerd buitenlands afval. De stenen bij AVR Duiven smolten ineens! Dat vormde de start van het project De Lerende Steen.” Het doel is het verlengen van de levensduur van het vuurvast en het verlagen van de kosten van vervanging. Het project omvat meetcampagnes bij de asset owner, uitvoeren van testen in een proefoven op basis van de uitkomsten meetcampagnes, het bepalen van de belangrijkste parameters en algoritmes en de optimalisatie van het proces en van het vuurvast.


ECN part of TNO deed voor De Lerende Steen een literatuurstudie en een meetcampagne om de oorzaken van de problemen vast te stellen. In een testopstelling zijn de materialen op kleine schaal getest. De materialen zijn daarna samen met Gouda Vuurvast Services geselecteerd, deze zijn getoetst en geanalyseerd om vervolgens de data aan te kunnen leveren aan de andere projectpartners.


Mariusz Cieplik: “Met een diagnostische sonde zijn de samenstelling en temperatuur van rookgassen nagegaan en er blijken periodiek excessieve temperaturen van meer dan 1300 °C te zijn. Er zijn monsters genomen van de slaklaag langs de wand op locaties waar eerder schade werd aangetroffen. De kristallen in de samenstelling zijn een teken dat het volledig gesmolten is geweest.” ECN heeft de GROB (Grote Roosterverbranding Opstelling Biomassa) als een AVI opgebouwd als adequate simulatie. Bij de steen analyses zijn grote verschillen in as/slak aanslag type en dikte tussen verschillende testen en er zijn zichtbare verschillen in steen degradatie afhankelijk van het type, brandstofpakket en temperatuur. Bij de ankers is zeer weinig degradatie, zelfs bij betaalbare materialen.


Mark Scheltes van Gouda Vuurvast Services:

Er zijn parameters ontdekt, waarmee we een asset management model ontwikkelen om het verbrandingsproces beter te monitoren en te sturen. Zo kunnen we de temperatuurpieken eruit halen, waardoor de standtijd verbetert en de levensduur wordt verlengd. Een proces van continu optimaliseren.”

Workshop Asset Management Model

Feng Fang van Asset Health Dynamics en John Stavenuiter van Asset Management Control Tools & Training geven uitleg over het asset management model als afgeleide van de onderzoeksresultaten van De Lerende Steen. Feng Fang legt uit dat het dynamisch simulatiemodel leidt tot betere beslissingen. Er zijn veel metingen gedaan over de invloeden van variabelen op de temperatuur en degradatie. Een duurzaam asset management model laat ook zien wat de financiële invloed is. AHD gebruikt business dynamics modelling – een simulatiemethode – om complexe en dynamische bedrijfsproblemen te analyseren. Met deze methode streven ze naar het creëren van inzicht in de complexiteit van het probleem om gegronde besluitvorming mogelijk te maken.


John Stavenuiter vult aan: “Onder Duurzaam asset management voor AVI’s verstaan we een optimale kosteneffectiviteit tegen minimale ECO-kosten.” Duurzaam asset management is primair teamwork, hiervoor maakt AMC T&T asset management portals. De DAMIS demonstrator is een De Lerende Steen-product. In het DLS-project zijn ze een AVI systeemmodel op gaan zetten en vervolgens de simulatieparameters in gaan vullen om zo een degradatiecurve in het programma te zetten en om de DLS-sensoren door te ontwikkelen naar de praktijk. Het model kan nu ook de ECO-kosten simuleren. ECO-kosten zijn een maat voor de kosten die gemaakt moeten worden om het totaal van de emissies terug te brengen tot een niveau dat “moeder aarde” kan dragen (Vogtländer, TU Delft).


Lees meer over de Asset Management Tool en over keynote spreker Paul Iske met zijn humoristische pleidooi 'Briljante mislukkingen' over het belang van experimenteren, falen en daarvan leren om daadwerkelijk tot innovaties te kunnen komen.



De Lerende Steen wordt mede mogelijk gemaakt door: