BILAGSHÆFTE. Besparelse på energivandssystemet. Jonas Risvig Lysgaard E Fredericia Maskinmester Skole

Transkript

1 BILAGSHÆFTE Besparelse på energivandssystemet Jonas Risvig Lysgaard E Fredericia Maskinmester Skole

2 Indhold Bilag 1 - Projektskabelon... 2 Bilag 2 - Anlægstegning af EV tanken... 5 Bilag 3 - Anlægstegning af vallepasteur 1 og Bilag 4 Anlægstegning af EV til osterierne... 7 Bilag 5 -Temperaturvisning af EV tanken... 9 Bilag 6 - Trefor A/S vandanalyse fra Kongsted vandforsyning Bilag 7 - Trefor A/S vandanalyse fra Tørskind Vork vandforsyning Bilag 8 - Indhold af kalk i EV systemet, før og efter blødgøring Bilag 9 - Vandbehandling, teknologisk institut Bilag 10 - Varmeledningsevne på kalk Bilag 11 - Omkostninger ved kalkbelægning Bilag 12 - Specifikationer på varmeveksler i Vallepasteur Bilag 13 - Tilbud på transportabelt CIP anlæg Bilag 14 - Tilbagebetalingstid på anlæg fra Iwaki Pumps A/S Bilag 15 - Tilbud på leje af blødgøringsanlæg fra Silhorko Eurowater A/S Bilag 16 - Pris på blødgøring af EV Bilag 17 - Garanteret hårdhedsgrad fra Silorko Eurowater Bilag 18 - Tilbagebetalingstid for blødgøringsanlæg fra Sikhorko Eurowater A/S Bilag 19 - Forøgelse af omkostninger i MV3 ved 0,2 mm kalkbelægning Bilag 20 - Tilbud på varmepumpe fra Cronborg Bilag 21 - Tilbagebetalingstid for varmepumpeløsning fra Cronborg Bilag 22 - Varmeledningsevne på rustfrit stål Bilag 23 - Specifikationer på mælkevarmeren i Osteri Bilag 24 Hedtvandsflow i MV

3 Bilag 1 - Projektskabelon Emne Bedre udnyttelse af energivandsanlægget hos Arla Foods Taulov. Studerende Jonas Risvig Lysgaard, studerende, FMS E @edu.fms.dk Vejledere Fredericia Maskinmesterskole: Lektor Leif Roest, lro@fms.dk Lektor Susanne Ketil, ske@fms.dk Arla Foods Taulov A/S Værkfører Niels Erik Nielsen, Nielserik.Nielsen@arlafoods.com Problemstilling Arla Foods i Taulov gennemgik i 2011 en større ombygning for at øge deres produktionskapacitet fra til tons ost pr. år. En del af denne ombygning bestod i at få installeret en større energivandstank, som erstatning for de to eksisterende 150 m 3 tanke. Der blev installeret en 430 m 3 tank, til opbevaring af energivand til produktionen. I den nye tank er vandet naturligt lagopdelt, hvilket betyder, at vandet ligger i lag, da massefylden stiger, jo højere temperaturen er. Vandet i toppen er ca. 33,5 o C og bruges bl.a. til opvarmning af ostemælk i de tre osterier. Vandet i bunden er ca. 16 o C og bruges til køling i to vallepasteuriseringsanlæg. De steder, hvor det er nødvendigt at bruge energivand i processen, sker opvarmningen/afkølingen til produktet via pladevarmevekslere. I disse er der mulighed for hhv. supplerende opvarmning og afkøling. Dette sker ved brug af hhv. varmt vand, som har en temperatur på 105 o C og isvand, som har en temperatur på 1,5 o C. Hedtvandet produceres via en stor gaskedel, mens isvandet produceres i et køleanlæg med tre store kølekompressorer, begge er processer, som koster Arla mange ressourcer. En forøgelse af mejeriets kapacitet, har også betydet et større forbrug af hhv. is- og varmtvand. Det større forbrug, giver Arla større omkostninger til 2

4 både opvarmning og nedkøling af vand. Grundet de stigende omkostninger, er TM interesseret i at få undersøgt, om det er muligt at optimere anlæggene tilknyttet energivandet og dermed opnå en bedre udnyttelse af energivandsanlægget og få bedst muligt udbytte, af investeringen i anlægget i Osteri 3 blev bygget under udvidelsen i 2011 og er derfor det mest moderne af de tre osterier. Derfor er det nærliggende, at kigge på optimeringer her. Kan der findes forbedringer her, kan det med stor sandsynlighed anvendes til de to andre osterier. TM ønsker at få undersøgt, om mælkevarmer systemet i Osteri 3 kan forbedres med en investering, som ikke overstiger en tilbagebetalingstid på 2 år. Da en forbedring her vil give bedre udnyttelse af energivandssystemet. Problemformulering Kan Arla Foods Taulov ved at installere en varmepumpe ved tilgangen til mælkevarmeren i Osteri 3 samt at fokusere på bedre vedligehold af varmeveksleren opnå besparelser på varmtvandsforbruget? Dermed opnås en bedre udnyttelse af energivandssystemet med en maksimal tilbagebetalingstid på 2 år. Hypoteser 1. Bedre vedligehold vil fjerne belægninger, og blødgøring af energivandet vil sikre, at der ikke opstår belægninger i varmeveksleren, hvilket igen sikrer den bedst mulige udnyttelse af energivandet. Dette vil resultere i en reduktion i omkostningerne til opvarmningen af energivandet på 10%. 2. En reduktion på 100% i mængden af hedtvand, som bruges til opvarmning i forbindelse med overførsel af ostemælken fra skummesalen til Osteri 3, vil kunne opnås ved installering af en varmepumpe på ostemælkslinjen. Metode 1. Indsamle driftsdata fra mælkevarmeren fra Osteri 3 som det er i dag. a. Informationer i. Flow målinger ii. Fabrikantens dimensionering 3

5 iii. Vedligeholdelse 1. Producentens forskrifter 2. Konsekvenser ved manglende vedligehold a. Rengøring b. Service i. Intervaller ii. Omfang 2. Indsamle informationer omkring varmepumpeløsninger. a. Muligheder i. Udregning af den energi som skal tilføres ostemælken fra varmepumpen for at opnå de i recepten opstillede krav. 1. Aflæsning af flow 2. Aflæsning af temperaturer b. Indhentning af tilbud i. Mogren Engineering (foretrukken samarbejdspartner) samt Cronborg 1. Pris 2. Service 3. Besparelse ved drift 3. Beregning af tilbagebetalingstid for Arla Projektets delopgaver 1. Foretage en systemredegørelse af anlægget. 2. Interview med producenten af EV-anlægget Mogren Engineering omkring hvilke systemkrav der blev stillet til anlægget under opbygningen og evt. forbedringsforslag. 3. Indhentning af relevante datablade til produktionsudstyr. 4. Undersøgelse af om varmevekslerne bliver vedligeholdt efter producentens forskrifter. 5. Beregninger af det nødvendige varmebehov og sammenligning med det faktiske forbrug i produktionen. 6. Undersøgelse af varmepumpeløsninger. 4

6 Bilag 2 - Anlægstegning af EV tanken Figur 1 - Anlægstegning af energivandstanken 5

7 Bilag 3 - Anlægstegning af vallepasteur 1 og 2 Figur 2 - Vallepasteur 1 Figur 3 - Vallepasteur 2 6

8 Bilag 4 Anlægstegning af EV til osterierne Figur 4 - Osteri 1 Figur 5 - Osteri 2 7

9 Figur 6 - Osteri 3 8

10 Bilag 5 -Temperaturvisning af EV tanken Figur 7 - Oversigtsbillede af EV tanken fra styresystemet Fox 9

11 Bilag 6 - Trefor A/S vandanalyse fra Kongsted vandforsyning 10

12 Bilag 7 - Trefor A/S vandanalyse fra Tørskind Vork vandforsyning 11

13 Bilag 8 - Indhold af kalk i EV systemet, før og efter blødgøring 12

14 13

15 Bilag 9 - Vandbehandling, teknologisk institut Figur 8 - Udfældning af kalk som følge af temperatur Bilag 10 - Varmeledningsevne på kalk

16 Bilag 11 - Omkostninger ved kalkbelægning 15

17 16

18 Bilag 12 - Specifikationer på varmeveksler i Vallepasteur 2 Figur 9 - Varmevekslerens volumen af EV 17

19 Bilag 13 - Tilbud på transportabelt CIP anlæg 18

20 Bilag 14 - Tilbagebetalingstid på anlæg fra Iwaki Pumps A/S Tilbagebetalingstiden er både udregnet ud fra den besparelse Arla vil opnå, ved ikke at have belægninger. Tilbagebetalingstiderne er udregnet for hhv. en belægning på 0,2 og 1 mm. 19

21 Bilag 15 - Tilbud på leje af blødgøringsanlæg fra Silhorko Eurowater A/S 20

22 Bilag 16 - Pris på blødgøring af EV Bilag 17 - Garanteret hårdhedsgrad fra Silorko Eurowater 21

23 Bilag 18 - Tilbagebetalingstid for blødgøringsanlæg fra Sikhorko Eurowater A/S Tilbagebetalingstiden er både udregnet ud fra den ekstra omkostning ved en belægning på 0,2 og 1 mm. Bilag 19 - Forøgelse af omkostninger i MV3 ved 0,2 mm kalkbelægning 22

24 Bilag 20 - Tilbud på varmepumpe fra Cronborg 23

25 Bilag 21 - Tilbagebetalingstid for varmepumpeløsning fra Cronborg Bilag 22 - Varmeledningsevne på rustfrit stål 2 Figur 10 - Varmeledningsevne på rustfrit stål, brugt i udregninger Bilag 23 - Specifikationer på mælkevarmeren i Osteri 3 Figur 11 - Areal af hedeflade mellem EV- og VV-siden samt temperaturer i MV3 2 %20Haandbog/11%20Icopal%20Haandbog%20Tabeller%20og%20diagrammer/kapitel11web.pdf (tabel 4) 24

26 Figur 12 - Plade tykkelsen og materiale i MV3 Bilag 24 Hedtvandsflow i MV3 25