Energy Monitoring. De eerste stap naar energie besparing. 03/30/2009 Aldert Schollaardt. Slide 1

Transcriptie

1 De eerste stap naar energie besparing Slide 1

2 Waarom Energy monitoring Alleen meten brengt geen besparing Slide 2

3 Proces van energie besparing Beheersen van Energie data Meten en opslaan Optimalisatie Transparantie van het energieverbruik Energie Analyse Energie Reportage Slide 3

4 Specifiek Energie verbruik Productie hoeveelheid Energie per product Waarom is het energieverbruik hoog, terwijl de productie laag is? Slide 4

5 Regressie analyse Regressie analyse wordt gebruikt om het energie verbruik uit te zetten tegen b.v. het productie volume. Drift Energieverbruik Doel Base load Drift Doel activiteit Productie instrumentlucht, stoomgeneratie, bierblikje, graad-dagen Slide 5

6 Deviatie Analyse Meten van het werkelijke verbruik t.o.v. een eerder gesteld doel Slide 6

7 CUSUM Analyse Slide 7

8 Profiel Analyse Reductie van het basis last en het dagelijks verbruik Slide 8

9 Profiel, rapportage bij overschrijding Genereer een alarm wanneer het verbruik de profielgrens overschrijd Slide 9

10 Meten Een juiste keuze zorgt voor een kloppende energie balans Slide 11

11 Iedere energie stroom vraagt eigen meetprincipe Water Lucht Gas / brandstoffen Elektriciteit Stoom Slide 12

12 (Pers)lucht Lucht is gratis..toch? Slide 13

13 Lucht is het meest gebruikte gas Aardgas 16% Gas Producenten 14% CO2 5% Zuurstof 3% Stoom 20% Emissies 1% Lucht 34% Diversen 5% H.D. Aardgas 1% Biogas 1% Slide 14

14 Wat kost perslucht? CO² / Warmte 100% 34% Warmte verlies 96% INGERSOLL-RAND 4% Slide 15

15 Belangrijke feiten 10% van de elektrische energie gaat op aan het produceren van lucht >30% van alle geproduceerde perslucht wordt nooit gebruikt (lekkage, verspilling) Een typische 200kw compressor die 5 dagen per week 24 uur per dag draait kost per jaar Een lekkage van 3 mm in een persluchtnetwerk van 7 barg kost / jaar Een verlaging van de verspilling van 30% tot 15% zou een besparing van per jaar opleveren. Slide 16

16 Perslucht - Energie tips Er is 7 PK elektrische energie om 1 PK aan perslucht te produceren (Energie drager met de laagste rendement). Lucht moet worden aangezogen op een plaats met de laagste temperatuur (niet buiten) Lokaliseer lekkages (Gemiddeld 40% lekkage!) Meet zowel de productie als het verbruik. Houd een eventuele drukval zo laag mogelijk (140 mbar minder drukval bespaard al 1% ) Houd de netwerkdruk zo laag mogelijk; decentraliseer de compressors Droog de lucht (vocht reduceert de efficiency) Slide 17 Wissel regelmatig de compressor filters Zorg voor de juist dimensionering van de leidingen (6 m/s)

17 Waar moet perslucht worden gemeten? Het meten van de luchtflow naar de verschillende gebruiker t.b.v. balans en lekdetectie Drukmeting voor het in en uitschakelen van de compressor Drukmeting bij iedere gebruiker of aftakking. Verschildrukmeting over drogers, filters etc. Temperatuur tussen compressor en het koelsysteem om vervuiling en blokkades te detecteren Dauwpunt meting op de drogers Drukschakelaar om de compressor uit te schakelen bij geen verbruik Flowmeting in het koelsysteem en de warmtewisselaars. Slide 19

18 Waarmee persluchtflow meten Thermische massaflow Verschildruk flowmeting Coriolis massaflow Vortex Flowmeting Slide 20

19 Compressor en de gaswet Opgenomen vermogen (kw) Flow V2 Druk P2 Druk (p1), Temperatuur (T1), Vochtigheid rh Ingezogen lucht Temperatuur T2 Slide 21

20 Volume of massameting Aanzuig Teller 1 Teller 2 Volume (act) 100 m 3 /min 14.4 m 3 /min 18.4 m 3 /min Temperatuur 20 C 20 C 100 C Druk (abs) 1 bar 7 bar 7 bar Dichtheid 1.2 kg / m kg / m3 6.5 kg / m3 Massa 120 kg / min 120 kg / min 120 kg / min Volume veranderd o.i.v. druk en temperatuur, massa niet! Slide 22

21 Voorbeeld compressor specificatie Type compressor Maximale werkdruk Capaciteit FAD(1) Geïnstalleerde motor bar(e) l/s kw GA132 VSD GA132 VSD GA132 VSD GA132 VSD (1) Bedrijfsgegevens van de machine gemeten volgens ISO 1217, ed. 3, annex C Referentieomstandigheden: absolute inlaatdruk 1 bar, inlaatluchttemperatuur 20 C. FAD is gemeten bij de volgende werkdrukwaarden: 7,5 bar-varianten bij 7 bar, 10 bar-varianten bij 9,5 bar, 13 bar-varianten bij 12,5 bar. Slide 23

22 Free Air Delivered Aanzuig of FAD (Free Air Delivered)? Omgeving Zomer Winter Volume 1000 m 3 /uur 1000 m 3 /uur 1000 m 3 /uur Temperatuur 20 C 26 C 0 C Druk bar 0.98 bar 1.1 bar Dichtheid 1.20 kg / m kg / m kg / m3 Massa 1200 kg / uur 1140 kg / uur 1400 kg / uur 23% Slide 24

23 Ring distributie netwerk M Zone klep (één richting) Compressor huis Hoofd proces ring M Nominale snelheid 6 m/sec SM Naar droger sectie M Slide 25 M = Meetpunt SM = Submeetpunt Ring verfspuit afdeling

24 Waar moet een meetinstrument aan voldoen Totaal verbruik. Grote Capaciteit Lekkage detectie Groot meetgebied Afrekenen. Hoge nauwkeurigheid Drukval In alle gevallen een zo n laag mogelijke drukval Voorbeeld meetprincipes DN100, 7 Barg, 20 ºC Slide 26

25 Meetflens meting 6 m/s Meetflens meting, goedkoopste oplossing (zonder PT comp.). Slide 27 Hoge drukval of klein meetgebied PT compensatie mogelijk met flowcomputer

26 Prowirl 72/73 6 m/s Vortex is een volumemeter (op basis van snelheid) Slide 28 Nauwkeurigheid 1% van de gemeten waarde (volume flow) Nauwkeurigheid 1,7 % van de gemeten waarde (Prowirl 73)

27 Promass F 6 m/s Promass is een directe massameting, hierdoor is geen additionele druk of temperatuur meting noodzakelijk Slide 29

28 T-mass 65F 6 m/s Tmass heeft een zeer groot meetgebied en een lage drukval Directe massameting. Geen temperatuur of drukmeting noodzakelijk Slide 30

29 Stoom De energiebalans in evenwicht Slide 36

30 Hoe wordt stoom gemeten Stoom wordt altijd in een massa-eenheid gemeten b.v. t/h Wat zijn de minimale benodigdheden: Flowmeter moet volumeof massaflow meten. Additionele instrumenten voor P/T compensatie t.b.v. massa calculatie Appendages voor een betrouwbare meting Flow/Energie computer Slide 37

31 Flowmeter welke is de beste? Coriolis massaflow Functionaliteit Multivariabele Vortex Verzadigende stoom Multivariabele Vortex Oververhitte stoom DP Flow of Vortex met flowcomputer Vortex Compensatie extern DP flow (Pitot, Orifice, Venturi etc) Compensatie extern Prijs (diameter afhankelijk) Slide 38

32 Het juiste spoor Compensatie Geen Compensatie Flowcomputer/DCS Directe massa Constant P/T???? Flowcomputer Multivariabele Vortex Promass F Vortex DP Flow Slide 39

33 Is drukcompensatie nodig? bij Vortexmeter bij DP flow meting a Vortex Meter Slide 40

34 Vortex de eerste keus Bestand tegen waterslag in stoomleidingen perfecte lange termijn stabiliteit op stoom Vrijwel onderhoudsvrij Goede turndown (vergeleken met DP) Geen additionele appendages nodig Diameters tot DN300 Temperatuur t/m 400ºC Druk t/m PN250 Slide 41 Nauwkeurigheid Volume flow 1% gemeten waarde

35 Multivariabele Vortex met P/T compensatie Slide 42 Stoom massaflow 1 Common 4-20mA Stoomdruk 4-20mA

36 Vortex lange termijn stabiliteit, slijtage Wat is de invloed van slijtage op de nauwkeurigheid? OTHERS [%] C d = 5500 r d OTHERS 40% DP GAS 30% DP LIQUID CORIOLIS MAG THERMAL ULTRASONIC VORTEX Orifice DN50 0,01mm -> 1% error 0,1mm -> 10% error Vortex DN50 0,01mm -> no influence 0,1-1mm -> no influence!! 2mm small error <1% Slide 43

37 DP Flow op stoom Stoom meting Orifice plate Pitot tube Nozzle Venturi Voor alle applicaties Matige lange termijn stab. Hoog drukverlies Geschikt voor grote diameters matige turndown goede lange termijn stab. Matige nauwkeurigheid Hoge druk/temperatuur goede lange termijn stab. Korte meterruns, Laag drukverlies goede lange termijn stab., goede nauwkeurigheid Keuze vaak bepaald door: Slide 44 Klant voorkeur, diameter, prijs en nauwkeurigheid

38 Effect van drukcompensatie en split-range Voorbeeld Oververhitte stoom ( C/13-14 bar) orifice plate: 250 mm, ß = 0.54 P flow range: t/h (1:16) T Flowcomputer & twee DP transmitters Accuracy: 1% Flowcomputer + één DP transmitter Accuracy: 11,7% (ong. 1,500 t/j te kort) Één DP transmitter zonder Flowcomputer proces druk variatie (+/- 1bar) Accuracy: 13%(ong. 1,700 t/j te kortt) Kosten: bij 20 /t stoom, 1,700 t/j * 20 /t = 34,000 per jaar! Slide 46

39 AFS Accurate Flow Solutions (Venturi) P T Voordelen DP DP Output: Massaflow Energie Temperatuur Druk Enthalpy etc. Geschikt voor grote diameters, hoge druk, hoge temperatuur Hoge nauwkeurigheid Laag permanent drukverlies Slide 47 Korte meterruns Volledig volgen IEC5167-4

40 AFS Accurate Flow Solutions 2 Venturi Slide 48

41 AFS Accurate Flow Solutions 3 Slide 49

42 Coriolis massaflow op stoom Voor droge verzadigde en oververhitte stoom typische toepassing: DN25, DN50 en DN80; in HT design Tot 28 Bara verzadigde stoom Standard design t/m DN250 Tot 15 Bara saturated steam. Verwachte nauwkeurigheid 0,6% massaflow Lage installatie kosten Slide 50

43 Thank you very much for your attention Slide 52