Energetikusok az iparban Lontay Zoltán irodavezető GEA EGI Energiagazdálkodási Zrt. MET fiatal mérnökök – 2013. május 24.
Az energia az ipari szektorban • Sajátságos értelmezés: – hőenergia, – villamos energia, – hidegenergia, – vizek, – ipari gázok, – sűrített levegő.
• Az energia az, amivel az energetikus foglalkozik.
Az energetikus a vállalati hierarchiában • Kis vállalat, kis energiaköltség: energia felelős, aki egyéb dolgokkal is foglalkozik. • Nagyobb vállalat, nagyobb energiaköltség: energetikus a műszaki ügyekre, beszerző az energiavásárlásra. • Igazi nagyvállalat: energia osztály vagy főosztály, a beszerzéseket az energia részleg adatszolgáltatása alapján a beszerző részleg végzi. • A figyelem az energia iránt arányos az energiaköltségek súlyával.
Termelés, vásárlás
Elosztás
Felhasználás
Áram 6 kV
Vállalat
20 kV Gáz
Távhő
Víz(ek)
Energia osztály
Áram
90/70 °C víz Ivóvíz Recirk. hűtővíz +5 °C hűtővíz -15 °C glikol O2 / N2 Sűrített levegő
Végfelhasználók
Áram 0,4 kV Gőz 12 bar
Az energetikus feladatai • Szűken értelmezve: a vállalaton belüli energiaellátó infrastruktúra fenntartása, üzemeltetése, hatékony szolgáltatás. • Tágabban értelmezve: a vállalat általános (beleértve a fogyasztói oldalt is) energiastratégiájának kidolgozása és megvalósítása.
Általános, minden energiára kiterjedő témák • Gazdaságosság. • Megbízhatóság. • Kényszereknek, korlátoknak (környezetvédelmi, CO2, infrastruktúra, telephelyi stb.) való megfelelés. • A költségek allokálása a tényleges felhasználók felé, ezzel a felhasználók ösztönzése a takarékosságra.
Villamosenergia-ellátás • Témák: – megbízható csatlakozás a közüzemi hálózathoz, – szerződéses igények specifikálása, – a belső transzformátor állomások üzemeltetése, az elosztó kábel- és kapcsoló rendszer fenntartása, – a fogyasztási profil figyelése, csúcskezelés, túllépések esetén korlátozás, – saját termelés integrálása, – a sokkszerű igénybevételek kezelése, – cos ϕ javítás, – költség allokáció.
Iparvállalat negyedórás mérései az év 12 hónapjára
Hőenergia-ellátás • • • •
Miért szeretik az iparban a gőzt? Mi a gőz előnye és hátránya? Mi a forró- vagy melegvíz előnye? Hol célszerű a gőzt meleg- vagy forróvízzel helyettesíteni? • Még milyen hőhordozókat használnak az iparban?
Hőenergia források • Vásárolt hő gőz vagy forróvíz formájában. • Saját kazánház (gőz, forróvíz vagy termoolaj). • Közvetlen tüzelőanyag-felhasználás (gáz, szén, koksz stb.). • Saját kapcsolt energiatermelő mű. • Saját hőhasznosító.
Füstgáz hőhasznosítók (GEA EGI Zrt.)
Gázturbina hőhasznosító (GEA EGI Zrt.)
Füstcsöves üvegipari hőhasznosító kazán beemelése (GEA EGI Zrt.)
Termoolaj blokk (GEA EGI Zrt.)
Napraforgó maghéj tüzelésű erőmű (GEA EGI Zrt.)
Füstgáz hőhasznosítók • Témák: – mire használjuk a visszanyert hőt, – a füstgáz szennyezett lehet, – a hőhasznosító nem zavarhatja a fő technológia üzemét, – tisztítás, – utólagos elhelyezés, – a hőhasznosítás kötelező lehet a füstgáztisztító előtt.
Egyéb hőhasznosítók • Meleg fluidumok hőtartalmának kihasználása a technológia más pontjaiban – rendszer integráció. • Épületgépészeti felhasználás. • Hőhasznosítás hőszivattyúval. Korlátok?
Kazánházi témák • biztonságtechnika (nyomástartó berendezés és robbanásveszélyes tüzelőanyag), • állapot-fenntartás, • hatékony üzemeltetés, pl. – gazdaságos terhelésszabályozás, – égők beszabályozása, – üresjáratok elkerülése.
• emissziók figyelése, korlátozása, • vízellátás.
Kondenz gazdálkodás • Cél: a felhasználóknál keletkező kondenz anyagának és hőtartalmának hasznosítása. • A kondenz elszennyeződhet és a gyűjtő rendszer elkorrodálhat. • Sarjúgőz képződés és hasznosítás. Mi a sarjúgőz? • Gyűjtési elvek: – gravitációs gyűjtés tartályba, majd szivattyúzás, – nyomás alatti kondenzmozgatás, – pumpáló edények.
• Kondenz kezelés.
Kapcsolt energiatermelés • Elvileg a hatékony energiagazdálkodás zászlóshajója. • Mégis a kapcsolt energiatermelők várják a támogatásokat. • Problémák: – Magyarországon (most) olcsó a villany és drága a gáz, – ha a KET mű elviszi az alapterhelést, nehezebb villanyt venni kedvező feltételekkel, – a KET berendezés kieshet, kicsi a kapacitás értéke, – merev kapcsolat a hő- és áramtermelés között.
Baromfifeldolgozó • Hőforrás Kéménybe
G
100 °C 70 °C
Baromfifeldolgozó • Hőfogyasztók Kopasztókádak 100 °C 42 °C 70 °C
60 °C
Hidegvíz
Veszélyeshulladékégető kis gőzturbinája
A saját termelő mű és a hálózat
Szigetüzem Kapcsoló berendezés Belső felhasználók
Saját termelő berendezés
Hálózat
Csak vásárolt energia kiváltása Kapcsoló berendezés Belső felhasználók
Saját termelő berendezés
Hálózat
Oda-vissza áramló energia Kapcsoló berendezés Belső felhasználók
Saját termelő berendezés
Hálózat
Termelés értékesítésre Kapcsoló berendezés
Hálózat Tartalék betáp
Saját fogyasztás
Ipari gőzturbina-beépítés sémája (GEA EGI Zrt.) +26,00
LK +20,00
KT 15 bar (t) 260 °C +7,00
M GTT
PC
GT
G HCS
LC
VL LT
Telepítési példák (GEA EGI Zrt.) 6 MW-os gázturbina – forróvizes hőhasznosító
Telepítési példák 6 MW-os gázturbina ipari célú – gőzös hőhasznosító
Telepítési példák 3x6 MW-os gázturbina póttüzeléssel - ipari gőzszolgáltatás
Hőelosztó hálózatok • Cél a hő gazdaságos és biztonságos eljuttatása a fogyasztókhoz. • Témák: – a vezetékek állapota, – a szigetelések állapota, – sugaras vagy hurkolt kialakítás, – üzemszervezés, leállások, – a hálózatok elszennyeződése.
Hűtés, hidegenergia szolgáltatás • Mivel lehet hűteni?
• • • •
Átfolyó (elpárolgó) vízzel. Recirkulációs hűtővízzel. Mesterségesen hűtött vízzel. Mélyhűtő közeggel: – etilénglikol, – metanol-víz keverék, – ammónia vagy más hűtőközeg.
• Levegővel. • Technológiai közeggel.
Hidegenergia források • Nedves (esetleg száraz) hűtőtorony. • Kompresszoros hűtőgép: – kompresszor, – kondenzátor, – elpárologtató, – dugattyús és csavarkompresszoros gépek.
• Abszorpciós hűtőgép. • Adszorpciós hűtőgép.
Témák • Központi vagy megosztott hidegenergia termelés. • Hatékonyság, COP, IPLV (Integrated Part Load Value). • Terhelésszabályozás. • Rendelkezésre állás. • A hűtőgép hűtése. • Környezetvédelem, egyes freonok kizárása. • Biztonságtechnika.
Nedves hűtőtorony (GEA EGI Zrt.)
Technológiai hűtő a gáziparban (GEA EGI Zrt.)
Életszerű (biztonságtechnikai) probléma: mélyhűtési célú metanol-víz keverék hűtése ammóniás hűtőgépházban Ammónia oldali biztonságtechnika: • tűz- és robbanásveszély, toxikus hatás, • szivárgás, lefúvás, kifolyás.
Metanol-oldali biztonságtechnika: • zárt kör, de nyitott üzemű tartályok, • tűz- és robbanásveszély, toxikus hatás, • el kell számolni a metanollal, mint jövedéki termékkel stb.
Energiamérések (költség-allokáció) • Jól lehet mérni a villamos energiát és a forróvizet. • Gőzt csak túlhevítve lehet pontosan mérni. • Egyes hidegenergia-hordozók mérése nagy kihívás. • Mérés, adatgyűjtés, kiértékelés. • A mérési többletköltséget kell összevetni a várható megtakarítással.
Energiahatékonyság-javítás • Hol érdemesebb az energiahatékonyságot javítani, a szolgáltatás vagy a felhasználás területén?
Az energialánc P = Pvégső / (η1. η2. η3. η4. η5) Bánya
Prim. feldolg.
Erőmű
Elosztás
Szolgáltatás
Végfelhaszn.
Fogyasztás
További kapcsolódó témák • Jobb energiahatékonyság – létesítésnél, – utólagos beavatkozással, – üzemeltetéssel.
