Aardgas en REG in de procestoepassingen

PUBLIDOSSIER Aardgas en REG in de procestoepassingen

Aardgas en REG in de procestoepassingen

Al meer dan twintig jaar lang, bouwt Distrigas Gas Services een stevige expertise op in het adviseren van industriële bedrijven die hun energieverbruik willen verminderen. Zo werden tientallen succesvolle projecten opgezet uitgaande van aanbevelingen op het vlak van werking, beheer en investeringen. “Soms volstaan eenvoudige ingrepen die weinig investeringen vereisen om de energieefficiëntie van installaties op aardgas te verbeteren,” vertelt Cédric Crampon, Thermal & Metrology Engineer bij Distrigas Gas Services. “Een meer nauwkeurige afstelling lever t vaak al een eerste besparing op die geen afbreuk doet aan de kwaliteit van producten, noch aan het productieritme.”

WAAROM EEN RATIONEEL ENERGIEGEBRUIK?

Aardgas is de ideale energiebron voor industriële toepassingen. Bedrijven kunnen in productieprocessen het aardgas in direct contact met de materie laten verbranden om de energie op de meest efficiënte manier te gebruiken. Die zuinige toepassing maakt van aardgas de hoeksteen van een milieubewust energiebeheer. De groep ATI van de Gasgemeenschap richt zich specifiek op de markt van Ambacht, Tertiair en Industrie. Binnen de groep hebben zich op hun beurt een aantal

leveranciers verenigd die zich hebben gespecialiseerd in de procestoepassingen op aardgas voor de industrie. Het gaat om Blondeau, Clayton, Cogégaz,

Maxon en NA-Stordy. Met dit dossier willen ze de industrie sensibiliseren voor de mogelijkheden die aardgas kan bieden op het vlak van rationeel energiegebruik.

INHOUD , , , , , , 14

Tips om bewuster te gebruiken Aansluitingen en premies: wie, wat, hoe? Aanzienlijke energiebesparing dankzij de zelfrecupererende branders van Cogégaz Een energiebesparing van bijna 50% Groene efficiëntie Vijf partners tot uw dienst

I INDUSTRIE TECHNISCH MANAGEMENT JUNI 2008

De recente stijging in de energieprijzen maakt het beheren van energiebudgetten een stuk complexer. Die stijging kan grote invloed hebben op de energiekosten per eenheid afgewerkt product. “Een rationeel energiegerbruik (REG) wil een uitkomst bieden voor de toenemende kosten door het energieverbruik per eenheid afgewerkt product te beperken. Het specifiek energieverbruik tracht daarbij zo dicht mogelijk bij de regels van de kunst aan te leunen.” Daar toe moeten energiebesparende maatregelen worden genomen en moet anderzijds de totale productiecapaciteit van de bestaande installatie worden geoptimaliseerd. Naast die argumenten, is het voldoen aan de wettelijke milieuvoorschriften (zoals een daling in de CO2-uitstoot) vaak een bijkomende reden voor het uitvoeren van een REG-analyse. “REG ver taalt zich in een daling van het specifiek verbruik van een procesinstallatie. Naargelang de haalbaarheid van de oplossing kan die daling substantieel zijn,” benadrukt Jean-Claude Beaujean, Senior Thermal & Metrology Engineer bij Distrigas Gas Services.


DE TROEVEN VAN AARDGAS “Bij het gebruik van aardgas als energiebron, zijn verschillende elementen belangrijk. Een eerste is het rechtstreeks gebruik: zorgen voor rechtstreeks contact tussen de op te warmen materie en het gas dat wordt verbrand. Daarna moeten we decentraliseren en het gas zo dicht mogelijk bij de toepassing brengen terwijl we centrale ver warmingsinstallaties vermijden. Meer dan andere brandstof fen, laat aardgas een warmterecuperatie (tot zelfs condensatie) toe uit dampen die niet-bijtend of corrosief zijn. Ook veiligheid is een belangrijk punt. Een degelijk werkende installatie is sowieso veiliger. Tot slot moeten we rekening houden met het leefmilieu. Aardgas staat algemeen bekend als de uitgelezen brandstof in het kader van de overgang naar een efficiënt en flexibel energiebeheer. Bij de verbranding van methaan (het belangrijkste bestanddeel van aardgas) komt trouwens heel wat minder CO2 vrij per geproduceerde eenheid warmte dan bij andere fossiele brandstoffen,” meent Jean-Claude Beaujean

welke parameters echt van belang zijn. Onze metingen nemen een representatieve periode (dagen, weken of maanden) in beslag, zodat ze de gebruikelijke werking van de installatie weerspiegelen.” Op basis van gemiddelde gegevens, die vaak te grof zijn, zal de kwaliteit van de informatie eveneens slechts gemiddeld zijn. Belangrijk om weten, is dat de

balansen. We halen een afsluitpercentage van 2 tot 3 %, wat voor een industriële balans statistisch aanvaardbaar is. Dankzij de precisie van onze metingen, kunnen we niet alleen de beste oplossing voorstellen, maar bijvoorbeeld ook meteen een nieuwe afstelling testen.” Aangezien de specialisten van Distrigas Gas Services alles van gas afweten, beheersen ze hun product. “Dankzij onze grondige kennis van

Claude Beaujean. “Intern: operationele verbeteringen of Opex (Operational Excellence). Binnen een ruimer kader: hoofdzakelijk de verbeteringen op het vlak van investeringen of Capex (Capital Expenditure). Voor de gehele productie: in essentie verbeteringen met betrekking tot het beheer of Manex (Management Exposure).” In die context geeft het opsplitsen in fases (salamitechniek) van het procesverloop

Warmterecuperatie uit rookgassen

MAATREGELEN Om het specifiek verbruik van een installatie te bepalen en een stappenplan op te stellen dat uitgaat van de best beschikbare technologie, wordt in overleg met de klant bekeken welke gerichte maatregelen kunnen worden doorgevoerd én of er nood is aan een campagne met verregaande maatregelen (die leidt tot het opstellen van massa- en energiebalansen). Distrigas Gas Services is op dat vlak bijzonder onderlegd. “We verzamelen en registreren nauwgezet alle parameters in het productieproces en in het verbruik,” legt Cédric Crampon uit. “De efficiëntie van ons werk hangt af van de kwaliteit van die gegevens. Om te beginnen analyseren we het productieproces in overleg met de specialisten bij onze klant, zodat we weten

Er bestaan twee types recuperatoren: • rookgascondensors: dit zijn toestellen uit roestvrij staal met een voldoende groot warmtewisselingsoppervlakte en een inlaattemperatuur van het te verwarmen fluïdum lager dan 50 °C, zodat condensatie van de rookgassen kan optreden • economisers en luchtvoorverwarmers: toestellen met kleinere warmtewisselingsoppervlakte en een inlaattemperatuur van het te verwarmen fluïdum hoger dan 60 °C, zodat geen condensatie van de rookgassen kan optreden De gerecupereerde warmte wordt optimaal aangewend wanneer ze opnieuw in het proces terechtkomt, zodat productie en aanwending simultaan verlopen. Mogelijkheden zijn het verwarmen van het voedingswater van de ketel, voorverwarmen van het suppletiewater en voorverwarmen van de verbrandingslucht. Warmwaterbereiding (sanitair) is een bijkomende mogelijkheid.

metingen worden utgevoerd zonder het productieproces te verstoren. Distrigas Gas Services beschikt over de knowhow om druk, temperaturen, debieten, de vochtigheidsgraad en de uitstoot (van O2, CO en CO2) te meten. “Op basis daarvan stellen we thermische balansen en massabalansen op. Om zeker te zijn dat we een zo betrouwbaar mogelijk resultaat bereiken, maken we vaak een combinatie van verschillende

gas en van thermische eigenschappen, baseren we ons veel minder op vereenvoudigde hypotheses. Onze metingen maken een nauwkeurig verbruikprofiel mogelijk en brengen de kwaliteiten van aardgas als brandstof aan het licht.”

WELKE PUNTEN ZIJN VOOR VERBETERING VATBAAR? “Wij onderscheiden drie soorten verbeteringen,” stelt Jean-

vaak aanleiding tot reflectie op managementniveau. Distrigas Gas Ser vices tracht uiteraard in de eerste plaats verbeteringen door te voeren die weinig geld kosten, zoals Opex en Manex. Pas daarna komen die maatregelen aan bod die een grotere kapitaalinbreng vereisen (Capex). “We adviseren om eerst na te gaan waar en op hoeveel plaatsen een optimalisering zich op-

INDUSTRIE TECHNISCH MANAGEMENT JUNI 2008 I

15


Enkele voorbeelden van interventies

Rechtstreekse droging

Opex ,Daling van de temperatuur van dampen ,Afstelling van de verhouding gas/lucht in een brander ,Afzuiging van de verbrandingslucht op een hoger punt in het gebouw ,Interne recuperatie (tegenstroom, warme dampen en koude voeding) ,Optimalisering van de temperatuurspreiding en van de warmteoverdracht (straling) Manex ,Verhoging van het nominaal vermogen, optimalisering van de werkingsomstandigheden en het logistiek kader ,Vermindering van de recyclage in vergelijking met de nettoproductie ,Registratie, curves en analyses van het gasverbruik en het specifiek verbruik in functie van de grondstoffen ,Stilleggen van installaties bij overcapaciteit of ondergebruik Capex ,Verbetering van de isolatie ,Gebruik van moderne technieken voor gasverbranding (naargelang de toepassing: snelbranders, regeneratieve branders, branders met gelaagde verbranding, Flox-branders, tapijtbranders,...) ,Afkoeling van dampen door de installatie van een luchtverwarmer (die de verbrandingslucht voorverwarmt), een voorverwarmer (die, bijvoorbeeld, het voedingswater van de ketel voorverwarmt), een condensator. ,Warmteopslag ,Cogeneratie

MOGELIJKHEDEN Volgens Cédric Crampon zijn er in de industrie nog heel wat mogelijkheden. “We komen nog stoommachines tegen zonder voor ver warmer. Of ovens zonder warmtewisselaar. In droogkamers zijn we er over het algemeen in geslaagd een energiebesparing van 5 tot 15 % te realiseren met een minimum aan investeringen. Diezelfde cijfers kunnen we voorleggen voor toepassingen op hoge temperatuur en de productie van stoom, zij het in beide gevallen met investeringen.”

De drooglucht wordt verwarmd door menging met de rookgassen van het aardgas. De rechtstreekse droging biedt de volgende voordelen: • de verliezen van de stoomproductie en -distributie zijn weggewerkt • aanzienlijke rendementswinst want alle verbrandingswarmte is opgenomen door de drooglucht. In vergelijking met de indirecte techniek met stoom is er een verhoging van het totaal rendement met meer dan 40% mogelijk • productiviteitstoename, omdat men op een hogere temperatuur kan werken dan bij stoom.

In het geval van ovens op hoge temperatuur (meer dan 1000°C) kunnen regeneratieve branders heel wat energie besparen: ze laten rook ontsnappen op 200°C, wat ongeveer neerkomt op de temperatuur die in ketels wordt bereikt! Ook de ver warming van lokalen mag niet over het hoofd worden gezien. “Door het gebruik van een gedecentraliseerd systeem, op warme lucht of via straling, kan eveneens heel wat energie worden bespaard.”

WELKE ENERGIEVECTOR VOOR WELK PROCES? Proces

Energievector

Motieven

Scheikunde Autoclaven Stoomturbines

Stoom (*)

Grondstof Zeer hoog specifiek vermogen Hoge druk

Pasteurisatie Sterilisatie Evaporatie Deshydratatie

Stoom Thermisch fluidum (*) Aardgas

Maximale warmteuitwisseling gelijkmatige temperatuur Geen gevaar voor overhitting van producten

Voedingsnijverheid (koken, branden, enz...) Bevochtiging Droging

Stoom Thermisch fluidum(*) Aardgas

Vochtige warme lucht Geen besmetting van de producten Soepelheid

Droging Thermofixatie Thermische behandelingen

Aardgas

Warmterecuperatie Onderbroken proces Decentralisatie Alle vermogensgamma’s Temperatuurmodulatie Droge lucht Laag verbruik Kwaliteit van de producten

Directe toepassing van aardgas(**)

Lichtjes vochtige lucht Alle temperatuurgamma’s Temperatuurmodulatie Kwaliteit van de producten Creatie van ovenatmosferen Decentralisatie Warmterecuperatie Alle vermogensgamma’s Onderbroken proces Hoog rendement

Scheikunde Verwarming van baden Ruimteverwarming Koken Verwarming van baden Ruimteverwarming Vlamgereedschappen Thermische behandeling

(*) geproduceerd door een aardgasketel uitgerust met een recuperator (condensor) (**) direct contact tussen de verbrandingsproducten van het aardgas en het te behandelen product

16


Sommige beheerbeslissingen kunnen het uiteindelijke prijskaar tje beïnvloeden. Een drogerij die elke dag onder haar nominale capaciteit draait, haalt geen optimaal gebruik per geproduceerde eenheid. In een dergelijk geval kunnen we ons afvragen of we de inbaseren op stallaties niet af en toe moeten stilleggen om ze daarna op optimaal vermogen te “REG KAN laten draaien. AlLEIDEN TOT EEN leen moet het beSUBSTANTIËLE drijf in kwestie dan bereid zijn om DALING IN HET een voorraad aan te leggen en te beSPECIFIEK heren.

dringt. Daarna moet die worden doorgevoerd en geëvalueerd én moet het specifiek verbruik opnieuw worden vastgesteld. Op basis van die gegevens kunnen we de kapitaalintensieve investeringen bepalen.

Aangezien we ons metingen, formuleren we nooit buitensporige voorstellen. De te ver wachten winsten kunnen daarna nauwkeurig gedefinieerd worden om ze, deVERBRUIK.” gelijk onderDiezelfde redenebouwd, aan de ring geldt voor directie voor te leggen. In dat verband worden stoomproducerende eenhewe soms door exploitanten uit- den: bij een laag toerental is genodigd om deel te nemen het thermisch verlies bijna aan brainstorming, trouble- identiek aan dat op 100 % van shooting en debottlenecking. ” de capaciteit.”


Aansluitingen en premies: wie, wat, hoe? De diverse distributienetbeheerders hebben het mogelijk gemaakt om aanvragen voor zowel aansluitingen als premies via het internet te laten verlopen.

kantoren of worden gedownload via de hieronderstaande websites, waar u ook meer info vindt over de premies.

Waalse Gewest www.alg.be www.ideg.be www.sedilec.be www.igh.be www.interlux.be www.simogel.be www.gaselwest.be

Vlaanderen www.eandis.be www.infrax.be

EANDIS

INTERESSANTE PREMIES

De procedure voor het aanvragen van een gasaansluiting of een premie loopt bij alle distributienetbeheerders vrijwel gelijk.

Aansluitingsaanvragen kunnen zowel telefonisch, in een klantenkantoor als via de websites van de distributienetbeheerders worden ingediend. Indien de aanvraag volledig is en het om eenvoudige aansluiting gaat, krijgt men binnen de twee weken een offerte. Anders zal de distributienetbeheerder om bijkomende informatie vragen. Na het tekenen van het akkoord kan een datum van aansluiting worden afgesproken. Uiteraard moet aan een aantal voorwaarden worden voldaan. Zo moet de bouwheer de vereiste keuringsdocumenten kunnen voorleggen en moeten de voorwaarden van het Technisch Reglement zijn nageleefd.

Bij wie u de aansluiting moet aanvragen en meer informatie kunt krijgen over onder meer voorwaarden en tarieven hangt af van de vestigingsplaats van uw bedrijf. U kunt uw netheerder vinden door te surfen naar de website www.aardgas.be. Op die sites kunt u via het invullen van uw postcode uw distributienetbeheerder kennen. Hieronder hun webadressen: Vlaanderen www.eandis.be www.infrax.be Brussels Hoofdstedelijk Gewest www.sibelga.be

Voor rationeel energiegebruik zijn er heel wat toelagen vanuit de netbeheerders. Voor gastoepassingen zijn er bijvoorbeeld belangrijke premies voorzien voor condensatieketels en voor rechtstreekse gasverwarming. De premies variëren licht van landsgedeelte tot landsgedeelte en hangen natuurlijk af van de omvang van de installatie. Ze zijn ook in de hoogte beperkt tot een percentage van de factuur (variërend tussen de 30 en 50 procent) of een aboluut bedrag. Maar de premies kunnen wel aardig oplopen. Eandis bijvoorbeeld geeft voor een condensatieketel 9 euro/kWth, met een maximum van 5.400 euro. Premieformulieren kunnen worden aangevraagd in klanten-

Brussels Hoofdstedelijk Gewest www.ibgebim.be Waalse Gewest www.energie.wallonie.be Enkele tips: Lees aandachtig de algemene en de actievoorwaarden op de premieformulieren. Vul het aanvraagformulier duidelijk en volledig in en onderteken het. Laat, indien gevraagd, de geregistreerde aannemer het attest op de premieaanvraag invullen en onder tekenen. Voeg een kopie van de aankoopfactuur bij de aanvraag met vermelding van de gegevens gevraagd in de actievoorwaarden.

Besparingen Condensatieketels en rechtstreekse aardgasverwarming zijn zeker niet alleen omwille van de premies interessant. De condensatietechnologie maakt het mogelijk het rendement van een aardgasketel te verhogen. Door eerst de waterdamp in de verbrandingsgassen te condenseren en er dan de warmte uit te halen, kan het energieverbruik aanzienlijk worden beperkt. Deze techniek bespaart tot 11 % op het gasverbruik ten opzichte van een hoogrendementsketel en tot 30 % ten opzichte van een klassieke ketel Bij rechtstreekse aardgasverwarming voor gebouwen wordt er gewerkt met specifieke branders met directe vlam, waardoor er geen warmtegeleidende vloeistof nodig is. Dit vermijdt het gebruik van warmtewisselaars en het verlies van warmte. Tot slot geven we u nog interessante websites met informatie rond rationeel energiegebruik en ecologiesteunmaatregelen: www.energie.wallonie.be www.energiesparen.be www.ecosubsibru.be INDUSTRIE TECHNISCH MANAGEMENT JUNI 2008 I

17


Aanzienlijke energiebesparing, dankzij de zelfrecupererende Ecomax-branders van Elster/Cogégaz In de nieuwe oven met mobiele vloer LOI Luik geïnstalleerd bij CFR, beperken twintig zelfrecuperende branders Ecomax van Elster/Cogégaz niet enkel het aardgasverbruik. Ze verhogen tevens de kwaliteit van de productie en de betrouwbaarheid van de installatie.

blemen rond de vergunningen voor CO2 uitstoot. Ook op dat vlak kan heel wat bespaard worden. Dankzij de gelaagde verbranding, is de uitstoot van NOx trouwens sterk gedaald.

GF

GEEN CENTRALE SCHOORSTEEN

De branders beschikken over een systeem om de verbrandingslucht voor te verwarmen.

Cockerill Forges & Ringmill (CFR) lamineert gesmede kronen (halffabrikaat) die bijvoorbeeld worden gebruikt voor de productie van richt- en transmissiekronen in smeedstaal. Het bedrijf uit Seraing investeerde in 2006 en 2007 in een nieuwe oven met mobiele vloer voor de thermische behandeling van die stukken. Het hittevermogen van de oven, geïnstalleerd door de firma LOI, werd ingesteld op 3,6 MW bij een maximale belasting van 60 ton, afhankelijk van de geometrie van de componenten. Om het harden voor te bereiden, wordt de temperatuur op 950°C gebracht. Wanneer stukken na het harden opnieuw de oven ingaan, bedraagt de temperatuur nog steeds 600°C.

EEN ENERGIEBESPARING VAN 21,5% “We hebben de oven uitgerust met zelfrecupererende branders op aardgas,” weet Marc Boffé, Utilization Manager bij Cogégaz, dat als bedrijf deel uitmaakt van de Elster Groep. “Dat waren er 18

in totaal twintig en hun belangrijkste kenmerk is dat ze beschikken over een systeem om de verbrandingslucht voor te verwarmen. Elke brander zuigt zijn eigen verbrandingsgassen af naar een warmtewisselaar met metalen lamellen. De gassen worden voor 100% afgezogen.” Een ander kenmerk van de branders is de hoge ejectiesnelheid van het gas (160 m/sec) en hun intervalwerking. “Twee kwaliteiten die zorgen voor meer stabiliteit in het proces én bijdragen tot een lager energieverbruik,” vervolgt Marc Boffé. In grote lijnen schommelt het rendement van de installatie van LOI Luik en Cogégaz rond 70%, dit bij een oventemperatuur van 900°C. Indien de brander zou worden gevoed met lucht op omgevingstemperatuur, zou dat slechts 50% zijn. “Dankzij de zelfrecupererende branders op aardgas besparen we in totaal 21,5% energie,” benadrukt Marc Boffé. “De oven moet slechts 3.500 uur draaien om de investering terug te verdienen.” En dan hebben we het nog niet eens over de pro-


Aangezien elke brander zijn eigen dampen afzuigt, kreeg de oven geen centrale schoorsteen. “De branders staan in verbinding met een eenvoudige collector die de verbrande gassen afvoert nadat ze langs de ingebouwde warmtewisselaar passeerden,” legt dhr. Malempré uit, projectingenieur bij LOI. “De installatie is veel eenvoudiger dan in een oven die externe warmte recupereer t. De branders worden hier gevormd door compacte blokken die enkel een lucht- en een gastoevoer nodig hebben, naast één enkele afvoer voor de verbrande gassen. De grote verdienste van deze installatie is dat ze heel eenvoudig is van ontwerp en daardoor ook heel betrouwbaar.” Het ingebouwde systeem voor de recuperatie van dampen waarover elke brander beschikt, valt overigens automatisch uit zodra de brander wordt stilgelegd. Met andere woorden: er is

geen transversale circulatie van dampen in de oven, zoals dat het geval is met centrale schoorstenen. “Deze configuratie heeft het voordeel een zeer hoge homogeniteit van de temperatuur in de ovens te bieden,” vervolgt Marc Boffé. “Het uitschakelen van de transversale dampstromen voorkomt te grote temperatuurschommelingen in de oven. Bij stukken met een diameter van drie meter zou zonder dit systeem het temperatuur verschil tussen de uiteinden anders enkele graden kunnen bedragen en zorgen voor problemen bij de homogeniteit van de kronen.” “Die homogeniteit is essentieel voor al onze componenten en des te meer voor de kronen van multiplicatoren van windmolens,” bevestigt Marc Theunissen, algemeen directeur van CFR. “Een verschil van enkele graden zou negatieve repercussies hebben op hun mechanische eigenschappen.” De investering werd voorbereid, gecoördineerd en opgevolgd door Jean-Luc Monfort, hoofd van het studiebureau Triskell Industrie. www.cogegaz.be www.loi.de www.cfr.be www.triskell.be

Kronen De richtkronen die CFR produceert vertrekkende vanuit gelamineerde ringen, worden gebruikt in burgerlijk bouwkundige toepassingen, voornamelijk voor de rotatie van kranen. Ze zijn ook terug te vinden in de productie van elektriciteit door windmolens voor de oriëntatie van de gondel en de rotoren en voor de kronen van de multiplicatoren. De fabriek in Seraing produceert eveneens ringen die dienen voor de aanmaak van banden voor wielen voor spoortransporten. Onder impuls van de groei op de markt van de windmolens (goed voor 75% van de omzet), is de Luikse firma in volle expansie. Terwijl in 2003 amper 16 miljoen euro werd gehaald, ligt een omzet van 60 miljoen euro voor dit jaar in de lijn der verwachtingen. Het moederbedrijf ArcelorMittal kondigde onlangs trouwens een investeringsprogramma van 10 miljoen euro aan. Eind 2008 zal LOI Luik twee bijkomende ovens voor thermische behandeling installeren bij CFR. “Het is de bedoeling de productiecapaciteit van de site in twee jaar tijd op te drijven van 27.000 naar 40.000 ton,” vertelt Marc Theunissen, algemeen directeur van CFR. “In die optiek creëren we 45 extra banen.”


Een energiebesparing van bijna 50% Om magnesiumsulfaat te drogen, verwarmt Erachem Comilog voortaan de lucht alvorens die in de brander terecht komt. Een elegante, maar technisch complexe oplossing met één duidelijk voordeel: de toepassing verbruikt 80 m3 gas per uur, tegenover 150 voordien.

OPWARMEN VAN LUCHT In een poging de energiebalans te verbeteren, bekeek Erachem Comilog in 2006 hoe het ver-

bruik naar omlaag kon. De oplossing schuilde in een voorverwarming op hogere temperatuur waarvoor we echter een

GF

Het bedrijf Erachem Comilog (Tertre) produceert met name magnesiumsulfaat, een poedervormig product dat als meststof en schimmelbestrijdend middel wordt gebruikt. “Op het einde van de productiefase, zien we een behoorlijke concentratie aan zwevende deeltjes in het water. Dat noemen wij de yoghurt,” vertelt Support Process Engineer Louis Leconte, die dit project op het getouw zette in samenwerking met de groep “Zuinig met Energie” binnen de onderneming. “Via 6 injectiebuizen wordt de yoghurt daarna in de sproeitoren verneveld. Op dat moment komen de vloeistofdruppeltjes in contact met de lucht die tot op een temperatuur van zowat 320°C wordt opgewarmd. Het water verdampt onmiddellijk en het magnesiumsulfaat blijft achter op de bodem van de vaporisator.” Dat procédé vergt uiteraard veel energie. “Dat is ook logisch: de brander, met een vermogen van 1.800 kW, moet 17.000 kilo lucht naar een temperatuur van 320°C stuwen. Vroeger haalden we lucht op omgevingstemperatuur van buitenaf. We hadden een klein voor ver warmingscircuit, waar we de restwarmte uit de rookgassen van een schoorsteen heen leidden. Op die manier slaagden we erin de lucht tot op 50°C te ver warmen. Maar het verbruik bleef ontzettend hoog: we hadden ongeveer 150 m3 gas per uur nodig...”

reeds bestaande installatie met een correcte drukval over de brander zowel op koude als op voorverwarmde lucht en dit over het ganse branderoppervlak,” weet Stéphane Granger van MAXON. Bovendien moest de brander op een betrouwbare manier weer kunnen worden opgestar t, ook wanneer de omstandigheden niet optimaal zouden zijn. “We zetten de vaporisator regelmatig stil om te

Erachem zal de investering in de nieuwe brander op drie jaar terugverdienen.

nieuwe bron van afvalwarmte moesten vinden. “Kemira, een producent van meststoffen, heeft bedrijfsgebouwen vlak naast de onze. Daar hadden ze een overschot aan waterdamp van 5 bar. Kemira liet ons daarover beschikken, en daarmee was de basis voor dit project gelegd.” Tot slot moest men nog een brander vinden die voor verwarmde lucht op 150°C aankon. “Met onze brander was dat onmogelijk. Aangezien die zowat twintig jaar oud was, werd vrij snel besloten hem te vervangen.” Erachem Comilog kopte aan bij MAXON, een groep gespecialiseerd in industriële branders en verbrandingsinstallaties. “Het kwam erop aan een brander te laten functioneren in een

kunnen schoonmaken,” legt Louis Leconte uit. “Daarna starten we geleidelijk weer op met lucht onder een temperatuur van 140°C, om niet onder de minimale werkingscapaciteit van de brander te zakken.” In de praktijk bleek de brander per fect koud te kunnen draaien. “Heropstar ten ging probleemloos,” bevestigt Louis Leconte.

warmtewisselaars om de temperatuur van de lucht de hoogte in te jagen. De eerste, die calorieën haalt uit dampen, was al in gebruik. We voegden er twee seriële warmtewisselaars aan toe waar de stoom van Kemira doorheen loopt. De laatste recupereer t de calorieën die worden opgewekt door de afkoeling van water dat condenseer t bij de star t van het verdampingsproces.” Vandaag bereikt de lucht dus een temperatuur van 150° C vóór ze de brander ingaat, en dat bij een gasverbruik van 80 m3 per uur (tegenover 150 voordien). Om een optimale werking te kunnen garanderen, moesten een aantal technische hindernissen worden genomen. “Nog steeds met de hulp van MAXON, vervingen we het bedieningspaneel en de gasstraat. Ons systeem voldoet nu aan de meest recente normen. We hebben ook de aërodynamica van de luchtpijpen grondig bestudeerd. Lucht op 150° C is per definitie minder zwaar dan koude lucht. En dus kregen de pijpen een grotere diameter. Tegelijk moesten we ervoor zorgen dat daardoor de luchtnetten binnenin de droger niet in het gedrang kwamen. Dat zou immers een negatieve invloed hebben gehad op de werking van de brander.” Al die technische moeilijkheden werden overwonnen. De investering kostte uiteindelijk 150.000 euro. “Aangezien we gas besparen, zal die binnen twee tot drie jaar zijn terugbetaald.” Weldra zal Erachem Comilog het resulterende water recupereren via de condensatie van de stoom.

DE OPLOSSING De nieuwe brander was slechts een deel van de oplossing. “We hebben de inname van lucht (vroeger buiten) verplaatst naar binnen, in de productiehal. Daardoor is de lucht nu duidelijk lauwer en vooral minder vochtig. Een tweede stap was de installatie van vier INDUSTRIE TECHNISCH MANAGEMENT JUNI 2008 I

19


Groene efficiëntie Cerestar, het Vilvoordse onderzoekscentrum van de groep Cargill, schakelde over op aardgas en op stoominstallaties van Clayton. De exploitatiekost van de energieproductie daalde met 50%, de CO2-uitstoot met 30 %. Ook de veiligheid en de bedrijfszekerheid verbeterden. recte aardgasgestookte luchtverhitters, waardoor een elektriciteitsbesparing van 30 procent mogelijk werd en het rendement met 20 procent verhoogde.

LICHT EN COMPACT Cerestar besloot verder ook de productie van stoom voor procestoepassingen te decentraliseren. In een eerste gebouw installeerde Clayton als stoomgenerator een waterpijpketel waarvan het rendement ongeveer 14 procent hoger ligt dan bij een vlampijpketel. Doordat ook de distributieverliezen tot nul werden herleid bleek het totaalrendement met 20 procent te zijn toegenomen. Gezien dat succes werden ook de andere

Stoomproductie optimaliseren Het AZ Klina ziekenhuis (Brasschaat) koos voor een Clayton stoomgenerator voor de luchtbevochtiging, de voedingsdienst en de centrale sterilisatie. Die beslissing werd onder meer ingegeven door de lage opstartverliezen (kleine waterinhoud), de minimale stralingsverliezen (compacte constructie) en de lage spuiverliezen. Bovendien kan de Clayton stoomgenerator onbemand werken. Hij werd bovendien uitgerust met een economiser om het branderrendement te optimaliseren. De kleine stoomgeneratoren van Clayton zijn uitgerust met een branderregeling in stappen: uit, 50% of 100 % belast. Bij elke branderstart dient de verbrandingskamer voorgeventileerd te worden, om te vermijden dat er zich nog aardgas in bevindt bij de ontsteking van de waakvlam. Bij een lage belasting kan dit dus leiden tot belangrijke verliezen. Gezien de stoomgenerator van 1800 kg/u slechts gedeeltelijk werd belast, waren er besparingsmogelijkheden. Clayton stelde daarom voor de branderregeling modulerend uit te voeren. In plaats van een stappenregeling is er nu een continu regeling, waarbij de aan/uit werking optreedt bij 25 % belasting in plaats van 50 %. Deze techniek, standaard op grotere generatoren, was nu ook betaalbaar geworden voor kleinere generatoren door gebruik te maken van de nieuwe modulerende gasblokken van KromSchroder (Cogegaz). Metingen achteraf wezen uit dat het gasverbruik met 25 % was gedaald, wat een besparing inhield van meer dan 20.000 euro. De investering was dus op ongeveer een jaar terugverdiend.

20


GF

De bestaande stoomketel, een vlampijpketel met mazoutbrander, stond in een centraal ketelhuis, vanwaar de stoom voor de processen en de ver warming naar de verschillende gebouwen op de site werd gedistribueerd. Maar Cerestar zag zich geconfronteerd met hoge energiefacturen en onderhoudskosten van het ketelhuis, reparaties aan de distributieleidingen en personeelskosten van het ketelhuis. Om die hoge onderhoudskosten van de mazoutbrander te vermijden en meer bedrijfszekerheid te waarborgen werd beslist over te schakelen op aardgas. Daarbij volgdeCerestar verschillende strategieën. Een eerste was de verwarming van de lokalen met di-

gebouwen op dezelfde manier aangepakt. Gezien het plaatsgebrek gebeurde dat in containerinstallaties op het dak of naast het gebouw. De stoomgeneratoren van Clayton zijn licht en compact. Daardoor had men de generator in het eerste gebouw op de hoogste verdieping kunnen plaatsen. Overigens dient de plaats waar men de waterpijpketel opstelt niet berekend te zijn op stoomexplosies, gezien het product van waterinhoud x stoomdruk bij Clayton steeds lager ligt dan de in de wetgeving vermelde 3000 bar.

OPTIMALE VEILIGHEID Na de plaatsing van de installaties kon men beginnen met het afbouwen van de vlampijpketel. Doordat Cerestar ook stoom leverde aan een naburig bedrijf, moest eigenaar Union Carbide daar voor wel zijn akkoord geven. Geen evidentie, gezien een aantal ontploffingen van stoomketels in het verleden. Maar de kleine waterinhoud van een Clayton sluit de kans op een stoomexplosie uit. En berekeningen wezen uit dat de exploitatiekost gevoelig lager zou liggen. Er werd dan ook een Clayton stoomgenerator van 3 ton/u gemonteerd in een 20 voet containerinstallatie. De uiteindelijke vervanging van de vlampijpketel bood nog een bijkomend voordeel: de Belgische norm NBNI01-002 laat toe om voor waterpijpketels zonder toezicht te werken, zodat stokers overbodig werden. Die technici kregen dan ook nieuwe taken toebedeeld. De talrijke troeven van de stoomgeneratoren bleken ook toen Cerestar in een labo een droger monteerde met een vermogen van ongeveer 100 kW en een droogtemperatuur van 198°C. Aanvankelijk dacht men hiervoor thermische olie te gebruiken. Maar de verzekeringsmaatschappij eiste bijkomende

Met een Clayton installatie wordt een veilige en energiezuinige stoomproductie gerealiseerd.

veiligheidsvoorwaarden en de investeringen lagen veel hoger dan bij een aanpassing van de aanwezige Clayton stoomgenerator naar een hogere werkdruk van 14 bar. De schoorsteentemperaturen liggen bij een thermische olieketel rond de 350°C. Bij een Clayton stoomgenerator is dat slechts 140°C, dus duidelijk een betere energetische keuze. Deze en andere keuzes, zoals het verwarmen en koelen van een nieuw gebouw met een warmtepomp, hebben Cerestar geen windeieren gelegd. Dhr. Doom, technical supervisor: “We hebben de exploitatiekost van de energieproductie voor onze processen en klimaatregeling met 50 procent kunnen verminderen. Het hogere rendement en de overschakeling van mazout naar aardgas, verlaagt de CO2-uitstoot met 30 procent. Bovendien zijn de installaties nu veel veiliger.” www.clayton.be


Vijf partners tot uw dienst De vijf leden van de Groep ‘Ambacht, Tertiair en Industrie’ hebben naast hun voorkeur voor aardgas nog een gemeenschappelijk kenmerk: de kwaliteit van zowel hun producten als hun dienstverlening. BLONDEAU Blondeau Industrial Heating is in de brander technologie in ons land een belangrijke partner voor de ketelbouwers, OEM’s en eindgebruikers die hun verbrandingsinstallaties willen optimaliseren. Het Belgische familiebedrijf levert oplossingen in samenspraak met de klant en volgens de laatste stand van de (milieu)technologie. En het kan, via de eigen werkplaats, het totale scala - van componenten tot volledige systemen - realiseren. Naast de ruimteverwarming is Blondeau voornamelijk actief in branders voor alle mogelijke industriële procestoepassingen. Blondeau’s sterktes zijn de innovativiteit en de flexibiliteit van het bedrijf en anderzijds zijn kwaliteitsbewustzijn. Hierdoor heeft de onderneming het vertrouwen van grote branderfabrikanten en is dan ook partner van wereldmerken als Eclipse Combustion en Saacke, van wie het de installaties aanpast aan de specifieke noden van de klant.

wordt gebruikt. Gas ondersteunt de energiezuinigheid van de waterpijpketels en maakt de installatie ook bedrijfszekerder. Clayton is zo zeker van de kwaliteit dat het 15 jaar garantie geeft op de drukdelen. Omdat stoom voor veel bedrijven een basisfunctie is, hanteer t Clayton ook op servicevlak de hoogste kwaliteitsnormen. De ketel wordt via modem opgevolgd door de serviceafdeling die de klant verwittigt van foute kritische parameters. Daarnaast heeft Clayton een team van technici die de producten blindelings kennen. Buiten de normale werkuren kan de klant terecht bij een callcenter, dat bij urgente problemen doorverbindt met een technicus.

BLONDEAU INDUSTRIAL HEATING

CLAYTON OF BELGIUM Clayton produceert compacte waterpijpketels, met geforceerde circulatie, 100 % in tegenstroom. Het bedrijf is lid van ATI omdat in 90 % van de installaties om milieuredenen (minder CO2-uitstoot) en voor het onderhoud (geen roetvervuiling), gas als brandstof

COGEGAZ, Rue du Fourneau 28 4030 Luik (Grivegnée) Tel.: 04 349 50 49; fax.: 04 349 50 40 www.cogegaz.be

MAXON CLAYTON of BELGIUM, Rijksweg 30 2880 Bornem Tel.: 03 890 57 38; fax.: 03 890 57 01 [email protected]; www.clayton.be

COGEGAZ BLONDEAU en ZONEN BVBA, Fabriekstraat 56 2547 Lint Tel.: 03 454 38 50; fax: 03 454 38 44 [email protected]; www.blondeau.be

een eigen studiebureau en twee productieateliers: één voor gasinstallaties en één voor elektriciteitsinstallaties. De ser viceafdeling inter venieert voor elk type gasinstallatie, gaande van het onderhoud op een regelaar tot het hernieuwen en het op punt stellen van ovens. Dankzij het ruime aanbod kan Cogégaz alle vragen betreffende gasdistributie en - beheersing oplossen met eigen componenten, zowel de mechanische als de elektrische/elektronische. Cogégaz biedt ook de engineering, bouw en levering van subsystemen, totale systemen en revamping. De groeipool vandaag is service, waaronder het onderhoud van de gasdistributiesystemen voor ovens.

Cogégaz ontwerpt, produceert, commercialiseer t en onderhoudt componenten en installaties voor de gasindustrie. Cogégaz maakt deel uit van de groep Elster, wereldleider op het vlak van regeling en meting van gas, elektriciteit en water. De onderneming commercialiseer t verschillende merken van de groep, meer bepaald de producten Kromschröder. Een nieuwe ontwikkelingsas, met daarin de branders met hoog rendement en lage Nox-uitstoot van de fabrieken van LBE en Hauck, vervolledigt het aanbod. De onderneming heeft

Maxon is een wereldwijd toonaangevend producent van brandertechnologie voor direct gestookte industriële processen. In Europa heeft de onderneming zich georiënteerd op volledige brandersystemen: een brander, een gasstraat, een schakelkast, eventueel een kanaalstuk en de verbrandingskamer. De Maxonistallaties zijn echt maatwerk voor onder meer ruimtever warming, droger toepassingen, metaalbehandeling, afvalverbranding, stoomproductie, porselein- en glasproductie en smeltprocessen. Een engineeringgroep van meer dan 20 mensen zorgt voor de correcte invulling van de klantvraag. In Vilvoorde worden de systemen samengebouwd, gelast en drukgetest. Ook de elektrische kasten worden er gebouwd. De doorlooptijd is in principe slechts 12 weken, omdat de meeste onderdelen op stock worden gehou-

den. Wat ook toelaat bij panne snel tussen te komen. Maxon beschikt in Vilvoorde ook over een eigen R &D labo. MAXON INTERNATIONAL, Luchthavenlaan 16 1800 Vilvoorde Tel.: 02 255 09 09; fax.: 02 251 82 41 www.maxoncorp.com

NA-STORDY NA-Stordy ontwikkelt en fabriceert industriële branders. Een specialisatie zijn de hogetemperatuurstoepassingen, zoals het smelten in de metaal- en gasindustrie. Een unicum in de markt zijn de regeneratieve energiebesparende branders, die voor een extreem lage NOxuitstoot zorgen. Het bedrijf is ook actief in de lagere temperatuur toepassingen. Bijvoorbeeld bakprocessen in de voeding, drogen van lakken in de auto-industrie, droogprocessen in onder andere de hout- en textielindustrie. Een belangrijke deelsector vormen de warmeluchtgenerator en de hiervan afgeleide naverbranders (ontgeurders, thermische rookgaszuivering...). Ook in België beschikt Stordy over een engineeringafdeling om in functie van specifieke problemen desgewenst lokaal branders of toebehoren te produceren of te optimaliseren. Naast levering van componenten kan NAStordy ook instaan voor de engineering van een systeem met branders, de aanmaak van subsystemen en de bordenbouw, tot de bouw van volledige systemen. NA-STORDY Combustion Belgium, Witloofstraat 111 1130 Brussel Tel.: 02 215 18 25; fax.: 02 245 24 12 [email protected]; www.na-stordy.com

INDUSTRIE TECHNISCH MANAGEMENT JUNI 2008 I

21

Aardgas en REG in de procestoepassingen

Recommend Documents