PROCES- OG ENERGIOPTIMERING I

(1)

V./ Peter Maagøe Petersen Viegand Maagøe

2. November 2012

PROCES- OG ENERGIOPTIMERING I

ENERGITUNGE VIRKSOMHEDER

(2)

HVEM ER VIEGAND MAAGØE

 Konsulentvirksomhed vedr.

energieffektivitet og klima

 Etableret 2006

 30 medarbejdere – ingeniører og kommunikationsfolk

 Private og offentlige kunder i Danmark, Norge, Irland, EU, USA

 Kontor i København og Hinnerup

 Ny hjemmeside:

www.viegandmagoe.dk

Kommunikation

Apparater og systemer

Industri Bygninger

Klima

Proces- og energioptimering Teknologisk 2012 2

(3)

PROCES OG ENERGIOPTIMERING

 Metode

 Case

 Udfordring af designkrav

 Den rette organisering

 Operatørindflydelse

 Operationelle nøgletal/EnPI’er

 Delta-T og varmepumper

 Overskudsvarme/PINCH

 LEAN som ”driver”

 Smmenfatning - energiledelse

(4)

LØGDIAGRAMMET

”Energy service” er ofte

bestemt af brugerkrav (URS = User Requirements Specification

God ”husholdning”

Drift og vedligehold

Styring

Anlæg

Proces

Behov

(5)

CASE: AUTOKLAVE

6 compressors of each 150 kW delivering 8.5 bar compressed air

Compressed air reciever at 8.5 bar

20 autoclaves of each 15 meter length and 2 meter diameter

8 bar steam Sterilisation of products at 100%

humidity and 120C for 50 min.

10C water Trays with

plastic tubes in

bags with

sterile water

(6)

CASE: AUTOKLAVE

6

6 compressors of each 150 kW delivering 8.5 bar compressed air

Compressed air reciever at 8.5 bar

20 autoclaves of each 15 meter length and 2 meter diameter

8 bar steam Sterilisation of products at 100%

humidity and 120C for 50 min.

10C water Trays with

plastic tubes in bags with sterile water

Proces- og energioptimering Teknologisk 2012

(7)

DESIGNKRAV SKAL UDFORDRES

 Indvejningstemperatur (mælk)

 Antal og varighed af rengøringer (CIP)

 Luftskifte og båndbredde

 Leverandørkrav

 Trykluft

 Køl

 Vand

 M.m.

(8)

BRUGERKRAV KØLEANLÆG



Proces 2 har intern kølevandscirkulation på ca. 30°C



Men leverandør har sat krav om meget lav forsyningstemperatur



Ofte bliver leverandør- og/eller brugerkrav ikke udfordret



1°C koster 3% på elforbrug Ventilation

---

Rumkrav siger 10°C

Proces 1

---

Leverandør kræver 12°C

Oliekøling

---

Anlæg kræver 30°C

Proces 2

---

Leverandør kræver 2°C

Køleanlæg T fremløb ?

(9)

UDFORDRINGER IFT.

ORGANISERING

 Indsats oftest forankret omkring ”teknisk afdeling”

 Energispareindsats derfor oftest omkring ”utility”

 Opfølgning på drift (EnPI) sker på overordnet niveau

 Operatørindflydelse ikke i fokus

 Samspil mellem ”proces” og ”utility” ikke i fokus

 Hvor går det bedst?

 Hvor en stærk tekniker med magt fører an

 Hvor indsats er forankret i LEAN/Six Sigma

(10)

HVEM HAR INDFLYDELSE?

Operatører

Brugerkrav/

standarder

Design-/

projektafdeling

Leverandører

(11)

OPERATØRINDFLYDELSE

E2 Operating Modes

0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440

27-06-2 008

04-07-2 008

11-07-2 008

18-07-2 008

25-07-2 008

01-08-2 008

08-08-2 008

15-08-2 008

22-08-2 008

29-08-2 008

05-09-2 008

12-09-2 008

19-09-2 008

26-09-2 008

03-10-2 008

10-10-2 008

17-10-2 008

24-10-2 008

31-10-2 008

07-11-2 008

14-11-2 008

21-11-2 008

28-11-2 008

Minutes (1440 min = 24 hours)

Push out/Start up Caustic/Acid wash Idle/Hot Water Circ Off Product On Product

(12)

VIGTIGT OM NØGLETAL

 Skal foregribe et konkret potentielt “tab”

 Ellers kan måleren ikke betale sig!

 Der skal være et klart ejerskab til hvert EnPI i organisationen

 En energiansvarlig kan ikke tage ansvar for alt!

 Der skal være klare procedurer for opfølgning

 Dagligt, ugenligt, månedligt eller ...

 Et nøgletal skal så vidt muligt være “nomeret”

 kWh-tal kan være meget ugennemsigtige

(13)

PAS PÅ “KAFFETAL”

Day Total production (Lbs) Fuel Consumption

(lbs product per liter oil) Electricity Consumption (lbs product per kWh oil)

Monday 1/12 Tuesday 2/12 Wednesday 3/12 Thursday 4/12 Friday 5/12 Saturday 6/12 Sunday 7/12

207,966 395,747 142,736 216,551 111,975 348,963 221,309

6.79 10.53

5.07 6.52 4.98 7.92 5.04

3.52

5.78

2.36

3.36

2.21

5.45

3.47

(14)

STÆRKERE ENPI-STRUKTUR

EnPIs are influenced by:

- Change in process recipe

- Production logistics

- Ambient conditions

- Etc.

Total kWh

Evapo- rators E1

& E2

22% of steam consumption

Dryers D1 & D2.

17% of steam consumption

CIP

15% of steam consumption

Refrige- ration plant

24% of electricity consumption

Compres sed air

12% of electricity consumption

...% of ...

consumption

(15)

EKS.: TRYKLUFT

Air supply section 1

Air supply section 2

Air supply section 3

3 new air meters

- air meters can control leaks

- air meters can control efficiency of air generation (idle load) - air meters can control operators usage of compressed air

Power for compressors are measured

(16)

”COP” FOR TRYKLUFTANLÆG

(17)

OVERSKUDSVARME/PINCH

(18)

MERE PRAKTISK ”MINI-PINCH”

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900,00

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131

Varme/kølebehov, [MWh]

Temperatur, [°C]

Pinch analyse

Nedkølinger Opvarmninger

90 % af varmeforbruget er under 80 C 50 % af køleforbruget er over 50 C

(19)

”VI BRUGER KUN KOLDT VAND” (?)

Dosing tank Mixing tank Mixing tank

Seed tank

9 m3

60 m3

25 m3 9 m3

CIP stations

Fermentor

80 m3

Steam: Cold water: Materials:

(20)

Samlet driftsomkostning uden VGV:

- El til køleanlæg (let proces): 500.000 kr.

- Brændsel til rumvarme: 2.700.000 kr.

- Afgiftsbetaling: 2.053.000 kr.

- Total: 5.253.000 kr.

1 mio. kWh/år elektricitet til kompressor

10 mio. kWh/år naturgas til rumvarme

Samlet driftsomkostning med VGV:

- El til køleanlæg (let proces): 500.000 kr.

- Brændsel til rumvarme: 2.430.000 kr.

- Afgiftsbetaling: 1.848.000 kr.

- Overskudsvarmeafgift: 189.000 kr.

- Total: 4.967.000 kr.

1 mio. kWh/år elektricitet til kompressor

9 mio. kWh/år naturgas til rumvarme 1 mio. kWh/år genvundet til rumvarme

AFGIFTSNEUTRAL VARMEGENVINDING

(21)

HYBRIDVARMEPUMPER

• El/varmeprisforhold er i dag ca. 3 mod tidligere > 5

• Med COP på 5 reduceres varmeomkostning 40% med varmepumpe

• Halvdelen af produceret varmemængde er tilskudsberettiget

• Varmepumpeløsning kan være tjent hjem på 3 år

(22)

PROCESOPTIMERING & VARMEPUMPE

3-4°C optimering af varmevekslere giver besparelser på:

Køling: ca. 640 MWh Opvarmning: ca. 640 MWh

Enhed Enhed

Varmeveksler Varmeveksler

Varmeveksler

Varmeveksler

Varmeveksler

Damp

Varmeveksler

Damp Køl

>30% af grundlaget for varmepumpe

(23)

LEAN ER MERE ”SEXET”

A B C D E

L J K

I H A

B C D E

L J K

I H

A D E

L

I H

A D E

L

I H

A B C D E

L H

L H A

C

D L

K H

A B C D E

A B C D E A

B

C

D

E

(24)

TANKSTERILISERING HOS NOVO NORDISK

Lean project:

Weekly number of performed sterilizations: 14 Weekly number of needed sterilizations: 2

Achieved energy savings:

Spin-off: Electricity, WFI and time savings Better indoor climate/HVAC-savings District

steam [ton/yr]

Savings

[DKK/yr]

CO

₂

[ton/yr]

1.100 260.000 270

Decrease in plant CO2 emission:

7 %

(25)

ENERGILEDELSE

 Ledelsesopbakning altid essentielt

 Den rette organisering

 Team med dem med indflydelse

 Energiansvarlig

 Fokus på projektimplementering (DMAIC)

 Herunder handlingsplan

 Fokus på ”operationelle nøgletal”

 Faste rutiner (et simpelt ”årshjul”)

 Løbende opdatering af kortlægning

(26)