Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Ecodag Voeding Meetjesland REG op productieniveau Ecodag 30 september 2008 Andries Gryffro y (Erbeko NV)
30 september 2009
Meetjesland ecodag
2
1
Kyoto – Bali – opwarming van de aarde wetten – decreten - benchmarken Wereldvraag naar energie verdubbelt tegen 2050 De voorraden zijn beperkt op = op Energie is en blijft duur
1. Ken uw energiehuishouding Opstellen energiebalans = matrix van aankoop energie + waar verbruikt Opstellen produkt matrix = in functie van verschillende groepen producten, hun deelproces definieren en hun energieverbruik bepalen met als doe l een specifiek energieverbruik te bepa len. Kan ook gebruikt worden om toekomstige energieverbruik te begroten ifv van geplande productie. Opmerking 1 : men kan ieder deelproces benaderen door theoretische waarden of door metingen. Opmerking 2 : men kan ruw starten en alt ijd maar verfijnen Opmerking 3 : tijdsrovend, onderschat het niet
30 september 2009
Meetjesland ecodag
4
2
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Utilities Afdeling U&S
Procesinstallatie
Vermogen El. KW
stoom 1 stoom 2 stoom 3 perslucht perslucht perslucht pompen pompen pompen koeltoren AW ZI koelm achine 1 koelm achine 2 koelm achine 3
26 26 26 48 15,14 7,5 50 29, 5 11, 7 11,00 106, 00 80,00 80,00 80,00
Productie 2006 (L) Totaal MW h 2006 Energiekost 2006 (€) Prijs €/L Energiever bruik per liter Elektriciteit Gas
30 september 2009
Draaiuren 1504 1620 1424 8400 3242 2361 6240 6240 7488 6240 8700 6240 6240 6240
112.000. 000, 00 2.738, 17 232. 744, 36 0,00208 0, 0244 85 €/MWh 30 €/MWh
Meetjesland ecodag
5
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Prod ucti ema trix Afdeli ng Produkt A
Pr ocesinstallatie deelp roces 1 deelp roces 2 deelp roces 3 deelp roces 4 deelp roces 5 deelp roces 6 deelp roces 7 deelp roces 8 deel proces9 Utili ties
Ver mog en El. KW
1 0,6 5 120 2 3,9 1 121,29 4 6,1 4
Ve rmog en Th er m. O VW
0,06517 33
1 2,3 2 16 4 2,6 8 271,22
Productie 20 06 (L) 39.000 .0 00,00 2.4 20,00 2.54 1,7 6 Totaal MWh 2006 Ener giekos t 2 006 (€) 2 05.700,00 76.252,76 0,0072 3 Prijs €/L Energiev erbruik per liter 0,0621 0,0652 Elektrici tei t 85 €/MWh Gas 30 €/MWh
30 september 2009
Pro dukt B Ve rmo gen El. KW
8,94 1 17,75 17,6 53,56 93,06
V ermo ge n The rm. OVW
0,037 9492
24,95 7,8 34,72 4 57,61 6 6.000.000,00 2.156,00 2.504,65 183.260 ,00 75.139,42 0,00 66 0 ,03 27 0,037 9
Meetjesland ecodag
Prod ukt C Ver mog en El. KW
8,94 117,85 17,6 53,56 55,5 93,5 24,95 7,8 34,72 32,99
V ermo ge n The rm. OVW
Produkt D V ermo ge n El. KW
V ermo ge n Th er m. O VW
10 ,2 0,1195 76
8 24 ,5
0,0843 75
0 ,2 0078
4 .8 00.000,00 747,00 1.537,71 6 3.495,00 46.131 ,26 0 ,0 228388 05 0,1556 0,320 4
15,39 2.200.00 0,0 0 63,00 18 5,6 3 5.355,00 5.568,75 0,0049 65341 0,0286 0,084 4
6
3
Always a Joule ahe ad
30 september 2009
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
7
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
• Vergelijking en analyse van de energieboekhouding – Spoor de zwakk e punten op v an het hele stelsel v an meetpunten en schattingen die nodig waren om tot de energiebalans te k omen. – A an de hand v an de bek omen resultaten k an men kritische v ragen stellen: • • • • • • • •
H oeveel energie werd er v erbruikt? H oeveel heeft dit gekost? Waar is de grote verbruiker? Was dit w erkelijk nodig? Werd er geen energie v erspild? Kan dit niet v erminderd w orden? Zo ja, hoe? M oet men geen andere energiestrategie volgen (div ersificatie van energiev ormen)? • M oeten er nog meetpunten bijkomen? • Was de benuttingsgraad van een machine of dienst v oldoende? • Welk w as de evolutie van het energieverbruik als gevolg van een productieomschakeling?
30 september 2009
Meetjesland ecodag
8
4
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
• Zwakke plaatsen opsporen door te vergelijken – Vergelijk gemeten en berek ende v erbruik en; – Vergelijk v erschillende gebouwen, k antoren en machines v an eenzelfde onderneming; – Zoek de redenen op v an mogelijk e onderlinge v erschillen; – Vergelijk met resultaten v an andere bedrijv en door de v erbruik te waarden te normaliseren naar het product, de ruimte (k J/m³), de opperv lak te (k J/m²), per persoon (k J/man), per machine (k J/machines).
30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
9
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Energieboekhouding = zeer belangrijke tool als basis voor de audit meten = weten, ken uw specifiek energieverbruik Opmerking : in alle sectoren toepasbaar
30 september 2009
Meetjesland ecodag
10
5
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Energie-audits: • Doelstellingen – Vermijden/reduceren investeringen bij uitbreiding of vernieuwing door voorafgaande optimalisatie van bestaande installatie – Verhogen rendement – Bepalen en berekenen energiebesparingen (concept, hoeveelheden, prijs, accijnzen, CO 2, …) – Master Plan/Energie Plan – Bepalen kostprijs energiedrager, bv. stoom/koeling: directe + indirecte kosten 30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
11
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Energie-audits: werkmetode • Mogelijke streefdoelen – Besparen door good housekeeping – Besparen door controle van sturing – Besparen door conceptuele aanpassingen in perifere voorzieningen – Besparen door wijzigingen aan processen
30 september 2009
Meetjesland ecodag
12
6
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Energie-audits gebaseerd op metingen • Inventarisatie van alle energieverbruikers (elektriciteit, verwarming, koeling, processen,…) • Controle van principeschema’s ter plaatse • Opsporen van anomalieën ter plaatse • Bepalen waar gemeten wordt in overleg en op basis van brainstorming met bedrijf • Uitvoeren van metingen met meetapparatuur • Analyse van de bestaande installatie • Suggestie voor verbeteren concept van installatie • Kosten-batenanalyse en berekenen TVT en IRR 30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
13
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
2. Motoren
30 september 2009
Meetjesland ecodag
14
7
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Ener gieverbruik en -besparing % Regeling door smor ing
Bespar ing
Toerentalregeling
Debiet %
30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
15
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
2.1 hoogrendementsmotoren Rendement 2 tot 11% hoger dan klassieke motoren. Herwikkelen van een motor geeft meestal een rendementsdaling van +/- 5% beter is dan over te gaan tot een hoogrendementsmotor klasse EFF1 of EFF2. Indien men een nieuwe motor moet aankopen en men moet kiezen tussen een klassieke of een HR-motor is het voordeel van HR-motor slechts een paar %. Besparing is heel sterk afhankelijk van het aantal draaiuren. 30 september 2009
Meetjesland ecodag
16
8
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Hoogrendementsmotoren
Vb: 4-polige motor 11kW • 12 u/dag, 250 d/jaar, 87% rend. => ± 37.900 kWh verbruik /jaar • EFF1= ca. 4% hoger rendement => 1.650 kWh/jaar minder verbruik
Elektromotoren met hoog rendement (klasse EFF1 Europees label)
30 september 2009
= …160... euro/jaar besparing • meerk os t E FF1 = …300…eur o =>TVT ...2... jaar
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
17
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
2.2 Smoren Zelfs het smoren van een kraan, bij te groot debiet bv, geeft aanleiding tot lineaire besparingen op het elektrisch vermogen van de motor
2.3 Fase liners Lokale cos phi batterijen, die lokaal de cos phi van een verbruiker verhogen. De “spanning” stijgt, voor een zelfde kW heeft men minder Ampère nodig Momenteel meetcampagnes om dit te staven
30 september 2009
Meetjesland ecodag
18
9
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
2.4 Frequentieregeling Ver mogenmeting vacuümpomp 75 kW zonder frequentieregelaar 120,0 0
100,0 0
80,0 0
60,0 0
40,0 0
20,0 0
0,0 0
Ve rmo gen i n kW (gemi ddel d vermo gen 40 ,20 kW)
30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
19
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Vermogenmeting vacuümpomp 75 kW met frequentieregelaar 70,0 0 6 0,0 0 50,0 0 4 0,0 0 3 0,0 0 2 0,0 0 10,0 0 0,0 0
V ermogen in k W (gemiddeld vermogen 32,00 kW )
30 september 2009
Meetjesland ecodag
20
10
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
3. Hybernation In veel processen wordt geen aandacht besteed aan het optimaliseren van energieverbruikers bij bv wissel van ploegen, batchwissel, stilstand door technische problemen. Vraag moet gesteld worden of het nodig is om iets op een bepaalde temperatuur te houden, of het nodig is dat men nog zoveel lucht extraheert,…
30 september 2009
Meetjesland ecodag
21
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Vermogenmeting Koelmachine 1 en 2 woensdag 5/ 09 - dinsdag 11/09/ 2007 70
60
V ermoge n in kW
50
40
30
20
10
Koelmachine 1 productie gem id. = 10 ,42 kW
30 september 2009
20: 01
4: 1: 0
0: 1: 0
16: 01
12: 01
8: 1: 0
4: 1: 0
20: 01
0: 1: 0
16: 01
12: 01
8: 1: 0
4: 1: 0
20: 01
0: 1: 0
16: 01
12: 01
8: 1: 0
4: 1: 0
20: 01
0: 1: 0
16: 01
12: 01
8: 1: 0
4: 1: 0
20: 01
0: 1: 0
16: 01
12: 01
8: 1: 0
4: 1: 0
0: 1: 0
20: 01
0
Koelmachine 2 pr oductie gemid.= 31,14 KW & stilstand gemid.= 14,2 8 kW
Meetjesland ecodag
22
11
30 september 2009
Meetjesland ecodag
2 2:30 1:30 4:30
1 3:30 1 6:30 1 9:30
7:30 1 0:30
Always a Joule ahe ad
1:30 4:30
T r eto ur
1 6:30 1 9:30 2 2:30
7:30 1 0:30 1 3:30
T ver tr ek (de biet : gemid. = 2 ,50 m³/h )
2 2:30 1:30 4:30
1 3:30 1 6:30 1 9:30
7:30 1 0:30
1:30 4:30
30 september 2009
1 6:30 1 9:30 2 2:30
7:30 1 0:30 1 3:30
2 2:30 1:30 4:30
1 3:30 1 6:30 1 9:30
7:30 1 0:30
1:30 4:30
1 6:30 1 9:30 2 2:30
Ve rmog en in kW
2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00 1 4: 00 2 0: 00 2: 00 8: 00
temp. in °C
Always a Joule ahe ad Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Temperatuurmetin g: krin g radiatoren 15/01 - 29 /0 1
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-1 0
Meetjesland ecodag ∆T : ge mid = 7, 5 °C
23
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
T herm ische Vermogen Th erm ische Olie Secundair Circu it
ma 1 3/03 - zo 1 9/08 /2 00 7
12 00
10 00
8 00
6 00
4 00
2 00
0
The rmis ch Vermog en 87 2, 2 kW (2 50 0 J/kg /K)
24
12
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
4. Perslucht • Grootste aandachtspunten: – frequentiesturing op de compressoren; – cascaderegeling van compressoren; – Persluchtlekken;
30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
25
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Vermogenmeting Persluchtcentrale 16 0 14 0 12 0
10 0 80 60 40 20 0
V erm ogen in k W
30 september 2009
Gemiddeld vermogen buiten produc tie 32,28 k W
Meetjesland ecodag
26
13
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
5. Noodzakelijke koeling voor proces bv. via chiller
30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
27
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
• belangrijkste problemen : • te hoge pompdebieten, dus zeer lage delta T (op zich geen probleem). Door te “smoren” kan men elektrische energie besparen • lage COP’s door : – hydraulische problemen in de installatie – slechte cascade regeling van de compressoren – onderdimensionering van de condensor (dus te hoge drukken in het systeem) – geen glijdende regeling – te lage systeemtemperaturen 30 september 2009
Meetjesland ecodag
28
14
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
• aanpak : – eerste meting uitvoeren om te zien waar men staat – aanpassingen doen, meestal vrij hoge IRR (> 15%) – eventueel permanente logging : zeker bij grotere installaties
30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
29
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
6. Warmteproductie: stoom / oververhit water
30 september 2009
Meetjesland ecodag
30
15
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Stoomketelhuisrendement
Verliezen in stoomketel 10,0%
Verliezen in stoomketelhuis 15,1%
Stoom beschikbaar voor productie 74,9%
30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
31
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Belangrijkste mogelijke besparingen (IRR > 15%) : sterk afhankelijk van aantal draaiuren. Primaire vraag is echter : waarvoor heb ik stoom nodig, wat kan bv op een andere manier (directe gasverbranding, lagere drukken, watercirculatie,…) Mogelijkheden : • betere isolatie van bv kopse kanten van de ketel, betere isolatie van bepaalde afsluiters/appendages,…, buizen,… • lekken opsporen en herstellen • kan ik bv meer condensaat recupereren
30 september 2009
Meetjesland ecodag
32
16
Always a Joule ahe ad
30 september 2009
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
•
•
•
33
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
uitschakelen (koud zetten) van een stand-by ketel : strikt noodzakelijk om v ia een meetcampagne eerst te controleren wat de fatale behoefte is aan warmte/stoom U it de meetcampagne zal dan ook kunnen bepaald worden of bv een aantal items verder interessant zijn : – P laatsen van een LUVO : opgelet NOx – P laatsen van een rookgassenkoeler of bijkomend een economiser : belangrijke vraag is echter : kan men de gerecupereerde w armte gebruiken – G erecupereerde w armte stockeren is meestal niet rendabel, men moet het onmiddellijk en gelijktijdig in het proces kunnen gebruiken Betere brander met : – E lektronische modulatie ipv een mechanische modulatie – Zo groot mogelijke modulatieverhouding – Automatische zuurstofregeling : opgelet : controleer hem regelmatig
30 september 2009
Meetjesland ecodag
34
17
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Stoomketelhuis na renovatie
Verliezen in stoomketel 8, 8%
Verliezen in stoomketelhuis 0,7%
Stoom besc hikbaar voor productie 90, 6%
30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
35
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
7. Warmterecuperatie Opmerking : het heeft geen zin om aan warmterecuperatie te doen, als men niet eerst het proces geoptima liseerd heeft. Anders kan het gebeuren dat de recuperator te groot is. Mogelijkheden : • heatrecov ery lucht/lucht (bv ov ens) : k an men de warmte gebruik en in het proces zelf? = meest interessante oplossing • heatrecov ery water/water : bij voork eur gebruik in proces zelf, maar gerecupereerd warm water k an éénvoudiger v erpompt worden • bij IRR bepaling rek ening houden met alle elementen : – bijkomende onderhoudskost – bijkomende energiekost voor eventueel zw aardere v entilatoren, bijkomende pompen – kortere levensduur 30 september 2009
Meetjesland ecodag
36
18
Always a Joule ahe ad
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
8. Besluit Er zijn heel wat mogelijkheden om eerst in het proces en op de utilit ies te gaan checken wat de moge lijkheden z ijn. • Rangschik ze volgens rendabiliteit en nee m actie : want energieprijzen zullen niet meer dalen. • Om de IRR correct te kunnen bepalen zijn meestal tijde lijke meetca mpagnes nodig, later (zeker voor grotere verbruikers) kunnen ze permanent gebeuren. • Een product matrix is een heel be langrijke tool zowel voor de kleinere onderne ming (in een vereenvoudigde vorm) als voor de grote ondernemer. • Pas daarna kan men voor de fatale behoefte gaan kijken wat men kan doen om eventueel bv energie zelf op te we kken, of andere innovatieve middelen aan te spre ken. 30 september 2009
Meetjesland ecodag
Always a Joule ahe ad
37
Energy a ud its, engi neeri ng & l ight ing
Einde
Always a Joule ahead 30 september 2009
Meetjesland ecodag
38
19
