ENGINEERINGNET.BE - Selcuk Aslan, projectmanager van Energify bij CFT: “Ons systeem is zeer geavanceerd, maar het idee en de basisstructuur zijn eigenlijk heel eenvoudig.”
Het systeem biedt een oplossing voor uitdagingen waarmee bijna veel industriële bedrijven worden geconfronteerd: het beperken van de CO2-uitstoot en het verbeteren van de energie- en kostenefficiëntie.
Dit innovatieve systeem benut zelfs kleine drukverschillen in bijvoorbeeld reststoom om elektriciteit op te wekken die daarna op het eigen fabrieksnet kan worden ingezet. Zulke drukverschillen treden in bijna alle industriële installaties op.
Ze ontstaan in drukreduceerstations, reststoomleidingen, condensatie- en drukhoudinstallaties en in de meeste gevallen gaat deze energie die opgeslagen is, onbenut verloren.
Optimaal gebruik van de reeds ingezette energie
“Energify optimaliseert het gebruik van de reeds beschikbare energie”, legt Maximilian Igelbüscher, projectingenieur bij CFT, uit.
“Om een continue procesverloop te garanderen, werkt ons systeem altijd in bypass-modus. De basisstructuur is de volgende: stoom of een willekeurig gas wordt in een draaizuiger-expander geëxpandeerd tot een lager drukniveau. Hierdoor wordt mechanische energie opgewekt die via een as aan een asynchrone generator wordt overgedragen. Dit wordt dan als elektriciteit op het laagspanningsnet zet.”
In het begin was het moeilijk om de expander precies te regelen. Een regelklep met conische zitting werd aanvankelijk gebruikt maar reageerde te traag op wijzigende procescondities en kon het gasvormige medium niet betrouwbaar met de gewenste uitgangsdruk ter beschikking stellen.
“We hebben lang gezocht naar een oplossing om ons systeem op dit punt te optimaliseren. Zo kwamen we uiteindelijk in contact met Marcel Mokosch van de technische verkoopafdeling van Schubert & Salzer. Hij bezocht ons onmiddellijk om ter plaatse het onderwerp te bespreken en heeft ons met de glijschijfklep een oplossing voorgesteld die onze verwachtingen zelfs overtrof”, vertelt Igelbüscher.
Significante verbetering door gebruik van de glijschijfklep
De uitstekende regelprestatie is te danken aan het principe van de glijschijfkleppen van Schubert & Salzer dat gebaseerd is op twee afdichtschijven die over elkaar glijden (zie infokader). Het zorgt ervoor dat de maximale slag tussen open en gesloten slechts 6-9 mm bedraagt en er maar zeer kleine regelvermogens nodig zijn. De regeling gebeurt daardoor uiterst precies en soepel. “De regelprecisie is door het gebruik van de glijschijfkleppen duidelijk verbeterd. Wij regelen de uitgangsdruk nu absoluut nauwkeurig”, zegt Aslan.
Een 2e voordeel: door het gebruik van de glijschijfklep konden twee andere kleppen worden vervangen. Om veiligheidsredenen moet de toevoer van stoom (of gas) binnen maximaal 2 seconden gestopt worden. Daarom was er ook een snelsluitklep voor de regelklep geplaatst. Glijschijfkleppen sluiten echter binnen tienden van seconden en kunnen deze functie dus ook uit oefenen.
“Om een installatie zoals Energify rendabel te laten werken, spelen betrouwbaarheid en lage onderhoudskosten een doorslaggevende rol. Daarom hebben wij voorkeur voor een eenvoudige opbouw en robuuste constructie”, legt Aslan uit. “De glijschijfklep helpt ons, doordat deze de installatie minder complex maakt en een compacte bouwvorm heeft.”
Het verschil met de vorige afsluiter-techniek is duidelijk: De Schubert & Salzer glijschijfklep van DN80 die nu gebruikt wordt, weegt slechts 15 kg, terwijl de beide kleppen met conische zitting die eerder gebruikt werden samen ong. 170 kg in de weegschaal legden. “Vooral bij de jaarlijks noodzakelijke onderhoudswerken is deze handelbaarheid een enorm voordeel”, vult Igelbüscher aan.
Voordeliger dan zonne-energie
De Energify-demonstratie-installatie staat in een zuivelfabriek in de regio Münster en wordt daar ingezet op de stoomleiding van 8 bar. De nut van het systeem wordt hier goed geïllustreerd: bij een toevoerdruk van 8 bar(g), een uitgangsdruk van 5 bar(g) en een hoeveelheid stoom van gemiddeld 2 t/h wordt 27 kW elektriciteit opgewekt.
Bij een jaarlijkse gebruiksduur van ongeveer 6.500 uur zou dat een stroomproductie van jaarlijks 175 MWh opleveren. In deze gegeven omstandigheden is het systeem in minder dan drie jaar terugverdiend. Met een normale levensduur van meer dan 10 jaar zou inclusief onderhoudskosten meer dan € 270.000 bespaard kunnen worden.
In een andere berekeningsvoorbeeld wordt CFT Energify vergeleken met zonne-energie: een Energify-installatie met een vermogen van 300 kW en jaarlijks 8.500 bedrijfsuren haalt, produceert jaarlijks ongeveer 2.550 MWh op een oppervlakte van slechts 40 m². Om dezelfde hoeveelheid zonne-energie op te wekken, zou bij een jaarlijkse belasting van ong. 1.000 h (Duits gemiddelde) een oppervlakte van ongeveer 13.500 m² nodig zijn.
“Het potentieel van de technologie is enorm. Enkel in Duitsland worden al duizenden stoomgeneratoren gebruikt. Stoom is slechts één van de media waaruit we energie kunnen winnen. Energify kan in principe op praktisch ieder gas werken, zoals stikstof, cokesgas, aardgas of waterstof”, concludeert Selcuk Aslan.
