In drukreduceerstations, reststoomleidingen en condensatie-installaties gaat waardevolle energie verloren. Met het systeem Energify biedt het bedrijf CFT GmbH een eenvoudige en robuuste oplossing om zelfs kleine drukverschillen rendabel om te zetten in elektrische energie.
Glijschijfkleppen
Schubert & Salzer zegt dat zijn glijschijfkleppen de gebruiker helpen elektriciteitskosten te reduceren en CO2-uitstoot te verminderen.
“In het begin moesten we iedereen overtuigen”, vertelt Selcuk Aslan, projectmanager van Energify bij CFT. “Ons geavanceerde systeem berust op een eenvoudige basisstructuur waardoor het scepsis oproept. Maar wie Energify eenmaal zag en begreep, herkent de robuustheid en betrouwbaarheid van de technologie. Dan blijkt eenvoudig een groot voordeel.”
Praktijkvoorbeeld
Er staat een Energify-demonstratie-installatie in een zuivelfabriek in de regio Münster op een stoomleiding van 8 bar. 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, een ROI van minder dan drie jaar. Met een normale levensduur van meer dan tien jaar bespaart de gebruiker inclusief onderhoudskosten meer dan € 270.000.
Een vergelijking van CFT Energify met zonne-energie: een Energify-installatie met een vermogen van 300 kW en jaarlijks 8.500 bedrijfsuren produceert jaarlijks ongeveer 2.550 MWh op een oppervlakte van 40 m². Om dezelfde hoeveelheid zonne-energie op te wekken, behoeft bij een jaarlijkse belasting van circa 1.000 h (Duits gemiddelde) een oppervlakte van ongeveer 13.500 m².
“Het potentieel van de technologie is enorm. Alleen in Duitsland gebruiken ze al duizenden stoomgeneratoren en toom 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”, aldus Selcuk Aslan.
Stoomproductiesysteem
Het CFT-systeem benut kleine drukverschillen in bijvoorbeeld reststoom om elektriciteit op te wekken. Zulke drukverschillen treden in bijna alle industriële installaties op. Ze ontstaan in drukreduceerstations, reststoomleidingen, condensatie- en drukhoudinstallaties en in de meeste gevallen gaat de opgeslagen energie onbenut verloren.
“Energify optimaliseert het gebruik van de reeds beschikbare energie”, legt Maximilian Igelbüscher, projectingenieur bij CFT, uit. “Om een continu procesverloop te garanderen, werkt ons systeem altijd in bypass-modus. De basisstructuur bestaat uit stoom of een willekeurig gas dat in een draaizuiger-expander gaat en wordt geëxpandeerd tot een lager drukniveau. Dat genereert mechanische energie die via een as aan een asynchrone generator wordt overgedragen. Dit wordt dan als elektriciteit op het laagspanningsnet zet.”
Optimalisatie
In het begin viel de expander niet precies te regelen. De aanvankelijk gebruikte regelklep met conische zitting reageerde te traag op wijzigingen in de procescondities. Daardoor kon hij het gasvormige medium niet betrouwbaar met de gewenste uitgangsdruk ter beschikking stellen. “We zochten lang 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 kwam meteen om ter plaatse het onderwerp te bespreken. Hij adviseerde ons de glijschijfklep en die overtrof vervolgens onze verwachtingen”, vertelt Igelbüscher.
Significante verbetering
Het principe van de glijschijfkleppen berust op twee afdichtschijven die over elkaar glijden. Daardoor bedraagt de maximale slag tussen open en gesloten 6-9 mm en dat resulteert in kleine, benodigde regelvermogens. De regeling gebeurt daardoor uiterst precies en soepel. “De regelprecisie verbeterde door het gebruik van de glijschijfkleppen en nu kunnen we de uitgangsdruk absoluut nauwkeurig regelen”, zegt Aslan.
Nog een voordeel
Door het gebruik van de glijschijfklep kon het bedrijf twee andere kleppen vervangen. Om veiligheidsredenen moet de toevoer van stoom (of gas) binnen maximaal twee seconden stoppen. Daarom zat er een snelsluitklep voor de regelklep die doordat glijschijfkleppen binnen tienden van seconden stoppen overbodig werd.
“Om een installatie zoals Energify rendabel te laten werken, spelen betrouwbaarheid en lage onderhoudskosten een doorslaggevende rol. Daarom geven wij voorkeur aan een eenvoudige opbouw en robuuste constructie”, legt Aslan uit. “De glijschijfklep helpt ons met zijn compacte bouwvorm en vereenvoudiging van de installatie.”
De Schubert & Salzer glijschijfklep van DN80 weegt 15 kg in tegenstelling tot de voorheen gebruikte, twee kleppen met conische zitting die samen ongeveer 170 kg in de weegschaal legden. “Vooral bij de jaarlijks, noodzakelijke onderhoudswerken biedt de handelbaarheid een enorm voordeel”, vult Igelbüscher aan.
