© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Kostenbesparing in het ketelhuis door goed watermanagement Edwin Muller, KWR IW/RU
27 januari 2011
1
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Indeling presentatie
Inleiding Besparen op onderhoud: de richtlijn waterbehandeling Wat zijn de stromen in het ketelhuis waard Mogelijkheden voor waterbesparing RO, demi of toch ontharding? Conclusie
© KWR Industrie & Water 2010
2
2
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Inleiding
Even voorstellen Edwin Muller, KWR Industrie en afvalwater Hergebruik Water/stoom specialist Voorheen: KEMA, Bureau Veritas Het belang van kosten en energiebesparing
© KWR Industrie & Water 2010
3
3
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Waarschuwing
Ketelwaterbehandeling is maatwerk. De getoonde grafieken geven waarden voor specifieke situaties. Kleine wijzigingen in prijzen van aardgas, chemie, water en druk kunnen grote gevolgen hebben.
© KWR Industrie & Water 2010
4
4
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Besparen op onderhoud
Goede waterbehandeling houdt de ketel in conditie. Minimaliseer de oplosbaarheid van ijzer Verwijder zuurstof Bind hardheid.
© KWR Industrie & Water 2010
5
5
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Oplosbaarheid ijzer
Minimale oplosbaarheid
pH © KWR Industrie & Water 2010
6
6
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Zuurstofverwijdering
© KWR Industrie & Water 2010
7
7
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Zuurstofcorrosie
Oorzaak slechte ontgassing zuurstofinlek Lokatie: economizer leidingnet condensaatsyteem alleen in de ketel bij stilstand !!!
© KWR Industrie & Water 2010
8
8
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Hardheidsbinding
© KWR Industrie & Water 2010
9
9
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Richtlijn “Krachtwerktuigen”
Richtlijn voedingswater vlampijpketel tot 20 bar Bron Krachtwerktuigen pH p-getal (meq/liter) Hardheid (°dH) IJzer (ppm Fe) Koper (ppm Cu) CZV (µg/l) Zuurstof (mg O2/l)
>8.5 0.1-0.3 <0.1 <0.3 <0.1 <25 <0.1
Richtlijn ketelwater vlampijpketel tot 20 bar Bron Krachtwerktuigen p-getal (meq/liter) p-getal (mg/l CaCO3) Fosfaat (mg/l PO4) Sulfiet (mg SO3/l) Kiezelzuur (mg/l SiO2) Geleidbaarheid (µS/cm) bij 20 °C en pH 8,3 CZV (µg/l) © KWR Industrie & Water 2010
5-20 250-1000 30-80 40-80 < 15 x p-getal < 7000 < 100
10
10
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Richtlijn NEN EN 12953-10
Richtlijn voedingswater vlampijpketel tot 20 bar Bron NEN-EN 12953-10 pH Hardheid (°dH) IJzer (ppm Fe) Koper (ppm Cu) Zuurstof (mg O2/l) Richtlijn ketelwater vlampijpketel tot 20 bar Bron Krachtwerktuigen
>9.2 <0.1 <0.3 <0.05 <0.05
p-getal (meq/liter) p-getal (mg/l CaCO3) Fosfaat (mg/l PO4) Kiezelzuur (mg/l SiO2) Geleidbaarheid (µS/cm) bij 20 °C en pH 8,3
0.1-1.0 5-50 6-15 < 80 < 1500
© KWR Industrie & Water 2010
11
11
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Waterstromen in het ketelhuis
Condensaat
stoom
voedingwater
suppletiewater © KWR Industrie & Water 2010
spui
12
12
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Waterstromen in het ketelhuis
Condensaat
stoom
voedingwater
suppletiewater © KWR Industrie & Water 2010
spui
13
13
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
E nergiekosten (euro/ton ketelw ater)
Spuien kost geld……
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Stoomdruk (bar) © KWR Industrie & Water 2010
14
14
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Zuiver voedingwater zorgt voor een kleinere spui
0 mg/l Cl40 mg/l Cl-
10 m3/uur
40 mg/l Cl-
20 mg/l Cl20 m3/uur
© KWR Industrie & Water 2010
400 mg/l Cl1 m3/uur
15
15
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Zuiver voedingwater zorgt voor een kleinere spui
0 mg/l Cl4 mg/l Cl-
10 m3/uur
4 mg/l Cl-
2 mg/l Cl20 m3/uur
© KWR Industrie & Water 2010
400 mg/l Cl0.1 m3/uur
16
16
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Waterstromen in het ketelhuis
Condensaat
stoom
voedingwater
suppletiewater © KWR Industrie & Water 2010
spui
17
17
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Energiekosten (euro/ton ketelwater)
Waarde van condensaat
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Stoomdruk (bar)
© KWR Industrie & Water 2010
18
18
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Slim gebruik van retourcondensaat
Retour condensaat Onthard
Ketel 1: 6 bar
© KWR Industrie & Water 2010
Ketel 2: 30 bar
19
19
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Waterstromen in het ketelhuis
Condensaat
stoom
voedingwater
suppletiewater © KWR Industrie & Water 2010
spui
20
20
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Onthard water
© KWR Industrie & Water 2010
21
21
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Onthard water
Alkaliteit aanwezig 2 HCO3- CO32- + CO2 (gas) + H2O CO32- ↔ OH- + CO2 (gas) Hardheidsdoorbraak mogelijk: dosering hardheidsbinder noodzakelijk Rendabel bij veel condensaat retour
© KWR Industrie & Water 2010
22
22
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Demin water
© KWR Industrie & Water 2010
23
23
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Demin water
Loogdosering noodzakelijk Hardheidsdoorbraak onwaarschijnlijk Rendabel bij weinig condensaat retour Let op leidingmateriaal
© KWR Industrie & Water 2010
24
24
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Met name bij een laag percentage retourcondensaat is het gebruik van demiwater rendabel. 6 bar ketel, 20 ton/uur, vol bedrijf
Kostenbesparing euro per jaar bij gebruik demi
30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 0% -5000
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Percentage retourcondensaat
© KWR Industrie & Water 2010
25
25
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
IX of RO Bron: OPIW 6
Bronwater Comparison IX vs RO (<20 microS/cm ) 1,40
Costs (€/m3)
1,20 1,00 0,80 Cation - Degassifier - Anion
0,60
RO1 - Degassifier
0,40
RO1 - Degassifier - RO2
0,20 0,00 0
500
1000
1500
TDS (mg/l)
© KWR Industrie & Water 2010
26
26
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
IX of RO Bron: OPIW 6
Bronwater Comparison IX vs RO (<4 microS/cm) 1,60
Costs (€/m3)
1,40 1,20 Cation - Degassifier - Anion
1,00 0,80
Cation - Degassifier - Anion Mixed Bed
t
0,60
RO1 - Degassifier - RO2
0,40 0,20
RO1 - Degassifier - MB
0,00 0
500
1000
1500
TDS (mg/l)
© KWR Industrie & Water 2010
27
27
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
IX of RO
Denk ook om technische verschillen: Verwijdering silica en TOC Risico biofouling Eventuele andere toepassingen op de site
© KWR Industrie & Water 2010
28
28
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Kies voor de juiste waterkwaliteit: een typische configuratie uit een ziekenhuis
<0.05 Dh
Ontharder
© KWR Industrie & Water 2010
5 uS/cm
RO
0.05 uS/cm
EDI
29
29
© Kiwa 2005 © Kiwa 2005 © Kiwa N.V. Nieuwegein, 29/1/11
Conclusies
De beste besparing is het in goede conditie houden van de ketel 3-staps plan Optimaliseer spuiregime Hergebruik retourcondensaat Kijk kritisch naar de productie van suppletiewater
© KWR Industrie & Water 2010
30
30