1
Workshop ‘efficiënte elektrische aandrijvingen in de chemische industrie‘
Waar liggen de kansen?
Gouda, 23 januari 2014 Ir. B.J. Waggeveld
1
Overzicht
• Intro • Werkwijze •
energiebesparing Praktijkvoorbeelden
3
Over DWA • • • • • •
Opgericht in 1986 Circa 100 medewerkers Bodegraven, Rijssen, Ede, Amsterdam Alles wat met energiebesparing te maken heeft: Research, Concept, Ontwerp, Bestek, Realisatie, Inspectie, Prestatieborging Werktuigbouw, Elektro, Meet-en Regel, Bouwfysica Industrie, Collectieve systemen (Dream), Gebouwgebonden 4
2
Werkwijze energiebesparing bij elektrische aandrijvingen
5
Aandrijfketen
• Net • Regelaar • Elektromotor • Overbrenging
• Werktuig • Proces (vraag) • Besturing (man/auto) 6
3
Energiezuinige motoren
7
Energiezuinige motoren •Rendementswinst •grote motoren: tot 5% •kleine motoren: meer dan 10% Energie-efficiëntie elektromotoren 100 95
Efficiëntie [%]
90 85 IE1 IE2 IE3 IE4
80 75 70 1
10
100
1000
Vermogen [kW]
8
4
Energiezuinige motoren •
Rekenvoorbeeld • • • • • • • •
75kW motoren maalmolen 4500 uur/y, 50% belasting, 15 jaar oud IE3 motor: van 80 naar 90%: 18.500 kWh per jaar. Energietarief: 10 ct/kWh: € 1.850 / y Investering € 8.500,- (incl.montage) ETVT: 4,6 jaar Bij reeds geplande vervanging: 1,1 jaar Bij IE2 is de ETVT langer
9
Kansen voor besparingen in het proces/besturing • • • •
Smoorregelingen Cascade regeling (handmatig bij- en afschakelen) Bypass Parallelle pompen (slecht werkpunt)
10
5
Praktijkvoorbeeld 2 Ontwerp vs praktijk Slecht werkpunt
11
Praktijkvoorbeeld 2: situatie • •
Pomp met 76 kW asvermogen, max 300 m³/h Ontwerp:195 m³/h, p = 82%
•
Praktijk:
4600 h op 47 m³/h 2700 h op 71 m³/h 800 h op 95 m³/h
p = 34% p = 47% p = 57%
Jaarverbruik elektra = 317.000 kWh 12
6
Praktijkvoorbeeld 2 Pomp + systeem curve
13
Praktijkvoorbeeld 2: situatie Globaal rendement •
Benodigd hydraulisch vermogen: Phyd = Qm*g*hs = 15,8 * 9,81 * 49,5 = 7,7 kW
•
Geleverd hydraulisch vermogen: Pp= Qm*g*hp = 15,8 * 9,81 * 73,7 = 11,4 kW
•
Benodigd elektrisch vermogen Pe=Pp/ p / m = 11,4 / 34% / 90% = 37,3 kW
Totaal rendement: Pe / Phyd = 7,7 / 37,3 = 21%
14
7
Praktijkvoorbeeld 2 Besparingsmogelijkheden •
Toepassen frequentieregeling (VSD)
– – – – –
Opvoerhoogte leveren die nodig is Jaarverbruik elektra = 211.000 kWh Besparing = 106.000 kWh (33%) Investering VSD: €18.000 Aandachtspunten:
o o
Kabels niet geschikt voor VSD Motor hercertificeren voor VSD (EX-zone)
15
Praktijkvoorbeeld 2 Besparingsmogelijkheden •
Nieuwe pomp + motor met VSD:
– – – – – –
Pomp ontworpen voor lager debiet en druk Jaarverbruik elektra = 151.000 kWh Besparing = 167.000 kWh (53%) Investering pomp+VSD+motor : €39.400 Als pomp al afgeschreven is: EVTV < 1 jaar Aandachtspunt: Kabels niet geschikt voor VSD
16
8
Praktijkvoorbeeld 2 Aanvullende voordelen VSD • • • •
Verlengt levensduur pomp (waaier/lagers) Verlengt levensduur afdichting (< fluctuaties) Geleidelijke start van het proces Beter regelbaar proces
17
Praktijkvoorbeeld 3: Parallelle pompen, Tijdig bij- en afschakelen
18
9
Praktijkvoorbeeld 3: situatie • • • • •
Demi-water systeem, drie pompen parallel Gemiddeld debiet 275 m³/h (range 200-350 m³/h) Meestal met twee uit drie pompen Benodigde opvoerhoogte: 40m Effect van één of twee pompen in bedrijf op energiegebruik
19
Praktijkvoorbeeld 3 Pompcurves + rendement
20
10
Praktijkvoorbeeld 3 Effect op energiegebruik • •
•
Debiet 275m³/h, opvoerhoogte 40 m Met één pomp 275m³/h opvoerhoogte 42,0 m Pomp efficiency 79% Opgenomen vermogen 39,8 kW Met twee pompen 275m³/h opvoerhoogte 50,8 m Pomp efficiency 68% Opgenomen vermogen 60,4 kW 21
Praktijkvoorbeeld 3 Besparing •
•
Besparing 5000 h/y met één ipv twee pompen draaien Besparing 20,6 kW (60,4-39,8 kW) Besparing per jaar 103.000 kWh Investering: instructie operators
22
11
Aanpak voor optimalisatie aandrijvingen Inventarisatie
Quick scan on-site
Analyse
Maatregellijst
• Componenten • Aandrijvingen • Processen Business cases
Implementatie
Validatie 23
Aandachtspunten ontwerp • • • •
Niet té groot, kost extra energie VSD voor variabele- en deel-belastingen Booster pomp voor verafgelegen gebruiker in netwerk Meest efficiënte pomp (IE3/IE4) aanschaffen
24
12
Vragen? ? ?? ??? ???? ?????
25
•11-3-
26
2014
13
27
Aanpak Besparingsplan 1. Inventarisatie
14
Aanpak Besparingsplan 2. Quick Scan
Aanpak Besparingsplan 3. Maatregellijst opstellen
15
Aanpak Besparingsplan 4. Business case opstellen
Aanpak Besparingsplan 4. Business case opstellen, na meting, m.b.v. Rekentools
16
Aanpak Besparingsplan • Waarom energiebesparing moeilijk bij Elektromotorsystemen ? • • •
Multidisciplinair: Proces, Werktuig, Elektro, Besturing, Economisch Meerdere diensten: Onderhoud, Ontwerp, Inkoop, Management Veel onzekerheden : • • • • •
Huidig gebruiksprofiel, rendement ? Mogelijke besparing, berekend en realisatie ? Welke maatregelen, welke discipline ? Welke investering ? Hoe te financieren ?
Aanpak Besparingsplan • Het bieden van Zekerheden • • • • • •
Huidig Gebruiksprofiel: vooraf meten elektrisch, flow/debiet, druk Berekenen Optimaal systeem: besparingspotentieel. Gerealiseerde besparing: achteraf meten elektrisch, flow/debiet, druk Vaste Investering door offerte-aanvraag bij installateur/ leverancier. Risicodragende participatie Financieringsmogelijkheden: voldoende interesse, mits zekerheden !
17
