Århus Maskinmesterskole Aarhus School of Marine and Technical Engineering

Transkript

1 2013 Figur 1 Foto af skorsten L90 affaldsforbrænding Figur 2 Collage af elementer i rapporten Driftsoptimering på posefilter L90 Affaldsforbrænding Jakob Dam F10659 Århus Maskinmesterskole Aarhus School of Marine and Technical Engineering

2 Forfatterens navn Studienummer Opgave titel Projektsted Projekttype Fagområder Uddannelse Placering i uddannelsesforløbet Uddannelses institution Vejledere Jakob Dam F10659 Driftsoptimering på posefilter L90 affaldsforbrænding Måde industrivej 35 Esbjerg Bachelorprojekt Kraftvarmeværksteori, trykluft, energi, maskinlære, automation og el-teori Professionsbachelor i maritim og maskinteknisk drift og ledelse. (Maskinmester) 6. Semester AAMS, Århus Maskinmesterskole Aarhus School of Marine and technical engineering Borggade 6, Aarhus Torben Egelund Rauff, Adjunkt, Svagstrømsingeniør Århus Maskinmesterskole Afleveringsdato 16. december 2013 Rene Pedersen, Maskinmester, Driftsleder L 90 affaldsforbrænding Forsideillustrationer Antal normalsider Foto af skorsten, L90 Affaldsforbrænding Collage af elementer i rapporten 34,2 normalsider (af 2400 anslag) Antal nummererede sider 47 Antal bilag 24 Jakob Dam Jakob Dam F10659 Side 1 af 47

3 Abstract This report is written as a bachelor project after a ten-week period of practical work and experience at the waste incineration plant L90 in Esbjerg. The purpose of this project is to find areas within the consumption of compressed air in the filter bag cleaning process where optimization is possible so the energy consumption will be reduced. The reason for this topic is because L90 is focusing on the cleaning process at the filter bags, as it is assumed that this is one of the largest compressed air consumers. Furthermore the filter bag function, which is to clean the flue gas from particles and dioxin, is a very important process in the flue gas cleaning at the waste incineration plant L90. Therefore, it is very important to maintain the optimal filter operation conditions and ensure that the solutions not will change the environmental conditions of the waste incineration plant L90. The report starts with a general analysis of the consumption of compressed air to clean the filter bags. The purpose is to find the specific consumption. The analysis of the energy consumption is difficult because there is no place to measure the consumption. This leads to two different ways of determining the consumption in the cleaning process to 50Nm 3 /h The second part of this report is based on four hypotheses regarding ways to optimize the compressed air consumption - Change the settings of the cleaning process - Automatic detection of leakages in the compressed air system - Reduce the system pressure - Mechanical changes at the blow tubes These four hypotheses are analyzed by gathering information, making interviews and performing calculations to find ways to optimize in order to achieve energy savings. The conclusions of the project are that it is not possible to determine how hypotheses one and four can contribute to reducing the energy consumption. The second and third hypothesis will reduce the energy consumption by about kwh a year. All hypotheses require installation of a flowmeter that has to be integrated with the control system to automatic detect leakage in the air system and furthermore with a measurement of the exact compressed air consumption to the filter bag cleaning process. The installation of a flowmeter has a total payback time of 2,5 years.this makes it profitable for L90 to implement this flowmeter, which will lead to energy savings from the compressed air consumption of approximately kwh per year, equivalent to DKK per year. Jakob Dam F10659 Side 2 af 47

4 Indholdsfortegnelse 2. Nomenklaturliste Forord Tak til Læsevejledning Indledning Formål Anlægsbeskrivelse Posefilteret Problemstillingen Problemformulering Afgrænsning Metode Driftsforhold på posefilteret Gældende drifts forhold, designområdet, og analyse Posefilter Rensning af posefilter Sætpunkter Luftforbrug til posefilterrensning Trykluftforsyning Analyse af aktuelt trykluftforbrug til poserensning, forsøg Usikkerheder ved opmåling på trends Forbrug til rensning i forhold til samlede trykluftforbrug Analyse af aktuelt trykluftforbrug til poserensning, forsøg Usikkerheder effektberegning på kompressor Prisen på trykluft Opsummering på luftforbrug til poserensning Optimeringsmuligheder og betragtninger Filterposernes levetid Påvirkninger på miljøet Ændring på sekvens tider Opsummering og tiltag Jakob Dam F10659 Side 3 af 47

5 8.1.1 High speed kamera Flowmåler Delkonklusion Reduktion af lækager Lækagetab Løsningsmodel Opsummering Delkonklusion Reduktion af trykket på trykluftanlægget Yderligere reduktion af skydetryk Opsummering Ændring af skudrør Opsumering Optimeringsforslag Konklusion Perspektivering Efterskrift Litteraturliste Figurliste Jakob Dam F10659 Side 4 af 47

6 2. Nomenklaturliste SRO Trend Graf PLC Nm3/h Styring Regulering Overvågning, Styresystemet hvor kraftvarmeværket opereres fra Optaget kurve fra SRO anlægget Kurve udarbejdet fra data i Excel Programmable Logic Controller, Styringsenhed der er bruges til at styre industrielle anlæg Normal kubikmeter i timen. En Nm3 er defineret ved en temperatur på 20C og et atmosfæretryk på 1013 hpa Jakob Dam F10659 Side 5 af 47

7 3. Forord Denne rapport er udført som det afsluttende projekt i min uddannelse til maskinmester på Århus maskinmesterskole. Med baggrund i et ti ugers bachelorpraktikforløb hos L90 Affaldsforbrænding i Esbjerg, indgik jeg i den daglige drift for at få et indblik og læring omkring drift af et kraftvarmeværk. Gennem praktikforløbet blev der observeret flere interessante og faglige problemstillinger som kunne være relevante, og valget på energiforbruget i røgrensningen opstod af flere grunde. Ved samtaler med driftspersonalet er der stor fokus på posefilteret og man er i gang med implementering af en ny rensestyringen for at kunne forbedre på fejlfindingsmuligheder på posefilteranlægget. Man har i den forbindelse en del forventninger til hvad der yderligere kan forbedres. Driftsledelsen har tilmed en formodning om, at der er et stort energiforbrug ved drift af posefilterrensning, uden man er bekendt med hvor stort det faktiske energiforbrug er. Dette har gjort emnevalget let i forhold til at vælge en aktuel problemstilling som er i fokus hos virksomheden og hvor der er en forventning om at opnå nogle resultater, som virksomheden kan arbejde videre med. Problemstillingen er også faglig relevant, da jeg ser muligheder for at komme omkring flere fagområder fra maskinmesterstudiet. 3.1 Tak til Driftsledelsen, operatører og vedligeholdelses personale hos L 90 affaldsforbrænding, for deres bidrag til et varieret og fleksibelt praktikophold, med rigtig god faglig og praktisk indlæring i form af runderinger, reparationer, vedligehold, overvågning via SRO anlæg og forefaldende arbejde samt sparring omkring projektet. Speciel tak til vejledere igennem projektet Rene Pedersen, L90 Affaldsforbrænding, Maskinmester, Driftsleder. Torben Egelund Rauff, Århus Maskinmesterskole, Adjunkt, Svagstrømsingeniør, projektvejleder. Tak til leverandører, samarbejdspartnere og andre som har bidraget med viden, ekspertise og sparing i forbindelse med projektet. Svend Christensen, Direktør og ejer, Konf-Air A/S. Flemming Christiansen, Service tekniker, Kaeser Kompressorer A/S, Niels Hansen, Account manager - Automation, AVS Danmark ApS Bjarne Karlsen, Maskinmester / Sektionsleder, REFA Bjarne Petersen, Maskinmester / Teknisk driftsassistent, REFA Jakob Dam F10659 Side 6 af 47

8 3.2 Læsevejledning Rapporten er opbygget i henhold til vejledningerne Rapportskrivning (Kerstens & Andreasen, 2012) Ved læsning af den elektroniske version, er rapporten og bilag opdelt i to separate filer. Det kan gøre det nemmere at holde overblik over rapport og bilag på samme tid. I den printede version er der vedlagt en CD som indeholder den elektroniske version af rapport og bilag. Det forventes at læseren har en grundlæggende teknisk viden, som vil bidrage med en bedre forståelse af rapporten. Tekniske ord og detaljer er beskrevet hvor det af skriveren er vurderet relevant, se ordforklaringer. Rapporten er opdelt i passende afsnit og over de afsnit hvor det vurderes relevant er der en kort info tekst som uddyber overskriften for i korte træk at fortælle læseren hvad afsnittet indeholder. Alle afsnit er nummererede for at gøre det let at referere tilbage i teksten. Det første afsnit er et generelt informationsafsnit, som er for til at informere læsere som ikke har kendskab til forbrændingsanlæg om de grundlæggende komponenter og deres funktion i røgrensningen, hvorved problemformuleringen fremkommer og begrundes. Hver hovedafsnit indeholder en beskrivelse, analyse og bearbejdning af eventuelle løsninger og afsluttes med en opsummering eller konklusion. Er der i et afsnit inddraget udregninger eller andet indhold fra tidligere afsnit refereres der til afsnittet, og fremhæves vigtigste elementer. Derved kan hvert afsnit læses individuelt, Der er til sidst opsummeret i konklusionen om løsningerne, samt eventuelle anbefalinger til udførelse af det. Ordforklaringer Til uddybelse af forkortelser og andre ord hvor det vurderes relevant er de mest anvendte begreber angivet i nomenklaturlisten. Yderligere er fodnoter anvendt til uddybelse hvor begrebet anvendes enkeltstående gange i et afsnit. Jakob Dam F10659 Side 7 af 47

9 4. Indledning L90 er et fælleskommunalt affaldsselskab der på andelsbasis ejes af 13 kommuner og selskabets formål er at forbrænde affald fra medlemskommunerne. L90 håndterer årligt ca ton forbrændingsegnet affald, som afhentes i kommunerne. De 13 kommuner dækker et geografisk et areal som svarer til ca. 26 pct. af Danmarks samlede areal og en befolkning som udgør omkring 14 procent af Danmarks samlede indbyggertal. Ved forbrænding af affald kommer der nogle biprodukter som blandt andet slagge, flyvesake, gips, spildevand, varme og el. Heraf er el- og varmeproduktionen L90s primære indtægtskilde, som er med til at forrente anlægget, og ved at opnå besparelser eller en øget indtægt kan det medvirke til at nedsætte prisen på fjernvarme i forsyningsområdet. Med baggrund i praktikforløbet hos L90, hvor den daglige gang på anlægget har givet et godt indblik og forståelse af virkemåde, funktion og drift af et affaldsforbrændingsanlæg, samt i dialogen med driftspersonale og ledelsen, er projektets emne omkring reduktion af energiforbruget til drift af posefilteret blevet valgt. 4.1 Formål Rapportens formål er jf. skolens Q system at opfylde nedenstående mål Den studerende skal lære at arbejde udviklingsorienteret med planlægning og gennemførelse af et projekt. Den studerende skal ved at drage sammenhænge mellem erfaring, praktiske færdigheder og teoretisk viden kunne identificere og analysere problemstillinger, der er centrale i forhold til professionen som maskinmester. Den studerende skal tilegne sig en særlig indsigt i et emne, område eller problem og skal gennem projektarbejdet lære systematisk problemformulering og problembehandling samt indsamling og analyse af datamateriale, herunder relevante resultater fra forskning og udvikling. (AAMS, 2013) Jakob Dam F10659 Side 8 af 47

10 4.2 Anlægsbeskrivelse I nedenstående afsnit forklares der om posefilteret placering på anlægget og røggassens vej, for at give et kort indblik i systemets opbygning. Derudover er posefilteret beskrevet mere detaljeret for at give en dybere forståelse for denne og for at beskrive emnet. Projektet tager udgangspunkt i posefilteret som er en vital del af røggasrensningen hos L90. For at vise placeringen af posefilteret i anlægget redegøres her kortfattet for røggassens vej igennem røgrensningen efter kedelanlægget. Det forklares ud fra skitsen (figur 3) som også er vedlagt i bilag nr. 01 hvor hele anlægget ses som en principskitse. Figur 3 - principskitse af affaldsforbrændingen Det er fra højre side affalds skakten hvor affaldet bliver læsset i med en automatiseret kran. Derfra falder det ned på ristene i ovnen som skubber affaldet frem, der tilføres luft op igennem ristene og det får affaldet til at forbrænde. Ikke brændbart indhold ryger ud som slagge til videre bearbejdning. Fra forbrændingen kommer der en røggas som suges igennem kedlens tre røgtræk, hvor det afgiver varme til vandet som fra overbeholderen ledes i rør i kedelvæggene hvorved vandet skifter fase til damp. Efter de 3 træk suges røggassen gennem overheder 1, som overheder dampen så det kan anvendes til drift af turbinen som producere elektricitet, og videre til economiseren 2.Derefter er røggassen ude af kedlen, og i røgrensningsdelen som også kan ses af den ovenstående figur, eller yderligere detaljeret på et diagram som er vedlagt som bilag 02 - flowsheet (FLS miljø A/S, 1 Overhederen overheder dampen inden det ledes til turbinen 2 Forvarmer vandet inden det kommer i overbeholderen. Jakob Dam F10659 Side 9 af 47

11 2002). Røggassens vej er først igennem posefilteret hvor flyveaske, partikler og dioxiner filtreres fra ved rensning igennem filterposerne. På posefilteret er der monteret et pulse-jet rensesystem som ved at skyde trykluft impulser ned i filteret løsner partiklerne fra filtermaterialet så det falder ned i bunden af filteret og derfra transporteres til flyveaskesiloen. Røggassen ledes videre til røggaskøleren, for at sænke temperaturen på røggassen inden den ledes til quenchen 3. Quenchen vasker røggassen via nogle dyser monteret i medstrøm med røggassen. Derfra føres røggassen direkte over til absorberen 4 hvor gassen vaskes med en kalkslurry 5, hvorfra der udvandes gips som rest produkt. Derefter ledes røggassen igennem det eksterne dråbefang for at undgå vanddråber der rammer sugetræksblæserens løbehjul. Fra sugetræksblæseren blæses røggassen til skorstenen. 4.3 Posefilteret Driften af posefilteret er påvirket af hvordan kedlens drift og forbrænding er. Selve funktionen af posefilteret er i røgrensningen hvor hovedformålet er at fjerne støv og partikler. For at opretholde denne funktion er der monteret nogle hjælpesystemer som her i rapporten er angivet som driften af posefilteret. Driften af posefilteret kan opdeles i flere segmenter, som igen hver har påvirkning på flere ting på anlægget. Bilag 3 er en skitse som er udarbejdet som oversigt over de umiddelbare elementer som hører ind under driften af posefilteret, og påvirkninger heraf. Til driften af posefilteret skal regnes rensning af poserne og transport af aske fra posefilteret til askesiloen. Energiforbruget til driften af posefilteret kan i hovedtræk opdeles i el og trykluft, som er markeret med rød cirkel på bilag 3, det kan også betegnes som posefilteret eget forbrug. El forsyning til opvarmning af bundtragtene som er nødvendigt for at opretholde en ønsket temperatur på minimum 100 C (FLS miljø A/S, 2002) for at undgå at der kondenseres syre som beskadiger filter og poser. Temperaturen er indstillet til et sætpunkt mellem 105 C og 109 C, og trenden over temperatur i posefilteret, som kan udtages på SRO anlægget viser en acceptabel driftskurve på varmelegemerne, trend er vedlagt i bilag 04. Kurven viser at varmen kobles ind og ud efter behov, og der ikke er indikering af at varmen er i drift kontinuerligt. Derfor udelades det at undersøge de forhold yderligere, da der på dette forbrug ikke vurderes at der kan laves optimeringer selv om temperatur sætpunktet er lidt over det anbefalede. Det vælges at der analyseres på trykluftsystemet som er den anden energiforbruger på posefilteret som forsyner rensningen og anvendes til styring af alle aktuatorer 6 og hamre. Denne vurderes at være væsentlig større og af mindst lige så stor betydning for driften som el forbruget. I forbindelse med at have arbejdet på anlægget i praktikforløbet, er der observeret nogle elementer omkring trykluftforsyningen til posefilteret der virker uhensigtsmæssige. Disse suppleres af samtaler med operatører og driftsleder 3 Quenchen er en røggasscrubber som har til formål et fjerne HCL 4 Absorberen er en røggasscrubber som har til formål et fjerne SO2 5 Kalkslurry, en opblanding af vand og kalk, som pumpes rundt i absorberen. 6 Aktuator, et pneumatisk drev til styring af spjæld i posefilteret Jakob Dam F10659 Side 10 af 47

12 Rene Pedersen, hvor posefilterensning ofte omtales som en stor forbruger af trykluft, uden man er bekendt med hvilket niveau det faktiske trykluftforbrug er på. Disse oplysninger bekræftes ved undersøgelse af trends på SRO anlægget hvor det fremgår at der er en relativ stor påvirkning af trykluft flowet samtidig med rensning i posefilteret foregår. Dette henleder til at fokusere på trykluftforbruget til rensningen i posefilteret. Trend er vedlagt som bilag 4. Styringen til pulse-jet rensning er under udskiftning, og formålet med at erstatte den forældede styring med nyt udstyr er for at nedbringe operatører og vedligeholdelses personalets tid ved fejlfinding. Derudover skal den nye styring bidrage med bedre indstillings- og betjeningsmuligheder. Montering af styring og udvikling af software er iværksat, men alle driftsparametre berør på tidligere indstillinger fra det gamle system og der er fra L90 kun afsat tid til at få de grundlæggende funktioner implementeret. Derfor kan der i henhold til ønsket om at nedbringe trykluftforbruget laves forsøg med indstillingerne som vil medvirke i en undersøgelse, om der kan minimeres på trykluftforbruget til rensning. Projektet henledes til posefilterets rensningsproces og det forventes med projektet at kunne bidrage til virksomheden med en undersøgelse af det faktiske trykluftforbrug til posefilterrensning. Samt forslag til mulige optimeringer og løsningsmodeller som kan bidrage til energibesparelser på driften af posefilteret, samt fremkomme med perspektivering som kan bidrage til det videre arbejde med optimering af andre områder i røgrensningen. 4.4 Problemstillingen Med den forudgående gennemgang af anlægget og ud fra den empiri der er opnået om anlægget, samt ved dialogen med driftslederen hos L90 hvor rensning af posefilteret ofte omtales som en stor forbruger af trykluft ønskes det analyseret hvor stort forbruget er og om det er muligt at nedbringe det. Dette bliver udgangspunktet for projektets problemformulering. 4.5 Problemformulering Hvordan kan der laves rentable tiltag som bidrager med reduktion af energiforbruget til driften af posefilteret? 4.6 Afgrænsning Der ses på røgrensningssystemet herunder posefilteret under de forhold der gør sig gældende i den nuværende drift og laves måling på de forhold der kan frembringes ved forsøg, samt data der er mulige at hente via log på SRO anlægget. Driften af posefilteret har som beskrevet i det indledende afsnit betydning for flere segmenter i anlægget. Fokus er rettet mod at opnå energibesparelser på driften af posefilterets rensningsproces, og dermed afgrænses til at der kun tages trykluftforbruget i betragtning. Udregninger vil være baseret på trykluftreduktion på posefilteret. De følgevirkninger som denne reduktion vil påføre andre segmenter i anlægget vil kun omtales periferisk og indgå i helhedsvurderingen af forslagene, uden at medvirke i beregningsgrundlaget. Jakob Dam F10659 Side 11 af 47

13 4.7 Metode Empiri Informationer om anlæggets funktioner beskrives ud fra tilgængelig originaldokumentation, suppleret med tilgængelige detaljer og funktionsbeskrivelser og analyser i SRO anlægget hvor der kan være foretaget ændringer i driften siden etableringen i Analysering på virkemåde, data og målinger vil blive bearbejdet med den teori, og litteratur, der er tillært igennem maskinmesterstudiet. Der vil inddrages viden og erfaringer fra driftspersonale og ledelsen som har et indgående kendskab til anlægges funktion, ved brug af interview og observation. Viden, meninger og udsagn vil i et muligt omfang blive belyst af minimum to uafhængige personer og vurderes på personernes ansættelses anciennitet, uddannelsesmæssig baggrund og eventuelle interesseområde. Der vil yderligere blive vurderet på, om udsagn og argumenter kan være behæftet med inhabilitet, i form af drifts- eller ansættelsesmæssig karakter. Dataopsamling Til opsamling af data vil SRO anlæggets loggede data anvendes, og der vil blive taget det antal målinger ud ved en varieret drift som vurderes tilstrækkeligt for at opnå et repræsentativt resultat for den givne situation. For at det skal kunne valideres vil det blive drøftet med maskinmestre hos L90 og vurderes om de kan anses for valide. Alternativ dataopsamling og målinger vil udføres på et muligt tidspunkt, og på det sted hvor det er praktisk muligt, ved at anvende måle udstyr passende til de pågældende opgaver. Udførte målinger kan dog være behæftet med usikkerheder som vil blive benævnt og vurderet fra gang til gang for at bestemme validitet. For at inddrage yderligere viden og produktkendskab som et redskab til udarbejdelse af løsningsforslag vil der tages kontakt til leverandører som i dag har et samarbejde med L90, hvis det skønnes nødvendigt for projektet vil der indhentes informationer fra alternative leverandører. Der kan ved brug af data fra leverandører være et salgsargument medtaget i deres løsninger, så det derfor kan være præget i retning af at have salg for øje. For at søge informationer og sparring, som er relevant for projektet søges der informationer hos andre danske affaldsforbrændinger og kraftvarmeværker med tilsvarende anlæg. Formålet er at opnå sparring omkring problemstillingerne og løsninger, da de kender driften af deres eget anlæg og ikke har et salg med som interesse i at give informationer. Jakob Dam F10659 Side 12 af 47

14 Beregninger Til beregninger anvendes der de anlægsdata som er oplyst fra L90 og som er vedlagt som bilag 05. Hvis der er tvivl om data tages der udgangspunkt i det, der giver den længste tilbagebetalingstid da denne rapport ikke har til hensigt at virke som et salgsfremstød, men som et realistisk arbejdsredskab til at opnå reduktion af energiforbruget til drift af posefilteret. Løsningsforslag Efterprøvning og løsningsforslag vil udarbejdes på basis af praktiske forsøg, teorier, litteratur, egen erfaring og den erfaring og viden, der kan inddrages fra driftspersonalet hos L90. Det vil afprøves under driften, hvis findes praktisk muligt at fremkomme med argumentation for hvilken indvirkning det har. Revision Anlægget er fastsat til at være i revision fra uge 46 og frem til og med uge 50. Derved kan dataindsamling og efterprøvning vanskeliggøres, men det vil blive drøftet af driftslederen og andre personer som vurderes at kunne bidrage for at foretage en relevant konklusion. Tidsplan Der laves ved praktikperiodens opstart en tidslinje, vedlagt som bilag 22, for at klarlægge forventning og planen for praktik- og projektforløbet. Den bidrager til at skabe overblik over det overordnede forløb og holdes løbende opdateret for at overholde deadlines og bevare overblik over projektforløbet. Den uddybes med et aktivitetsskema i dagbogsformat, hvor opgaverne angives og løbende holdes opdateret, for at sikre et konkret projektforløb. Samt hjælpe med at holde overblik over opgaverne, og føre log over aktiviteter. Ved overskridelser af frister angivet i tidsplanen, eller ved forsinkelser i dataindsamling, fra egen eller ekstern side, laves der en omprioritering så projektet har et kontinuerligt flow. Der samles efterfølgende op på de manglende punkter. Er det ikke muligt at indsamle brugbar data, fortages en vurdering, for at undgå stop i projektet. Opnås det at komme forud for tidsplanen, rykkes der til næste opgave i projektet, eller opsamles på generelle ting, som vedrører projektet. Jakob Dam F10659 Side 13 af 47

15 5. Driftsforhold på posefilteret For at få afgrænset og finde en sammenhæng vil de aktuelle driftsforhold beskrives i dette afsnit. Posefilteret virkemåde og renseprocessen vil gennemgås og beskrives for at give et indblik i anlægget og i hvilken sammenhæng der kan laves optimeringer for at nedbringe energiforbruget til driften af posefilteret. 5.1 Gældende drifts forhold, designområdet, og analyse. Driften af røgrensningen og deriblandt posefilteret er af vital betydning for rensning af røggasen hos L90. Figur 4 - trend over driftsforhold Ved at sammenligne driftskurven med data fra designgrundlaget, som viser normal driftsområdet (bilag 06. (FLS miljø A/S, 2002)) ses det på røggasflow på trenden at det har et gennemsnit over de seneste 11 måneder på Nm 3 /h, sammenlignet med design manualen hvor anlægget er foreskrevet op til Nm 3 /h. Røggastemperaturen er på trenden 172,8 o C over perioden, sammenlignet med designmanualen hvor den er foreskrevet til at ligge imellem o C. Det er cirka 4% over normaldriftsområdet. Det kan medføre at forbruget er lidt højere end foreskrevet. Jakob Dam F10659 Side 14 af 47

16 Trykluftflowet er i manualen angivet til 170Nm 3 /h og på trenden ses at den ligger på 204Nm 3 /h, det er forbrug på 20% over. Det kan skyldes måler afvigelser, men også at der er et øget forbrug af trykluft. 5.2 Posefilter Posefilteret hovedformål er at fjerne partikler og støv fra røggassen, og funktionen er her uddybet lidt nærmere. På bilag 07 kan hele posefilteret opbygning ses, og der ses indløbs- og udløbskanalerne. Selve fordelingen af røggassen inde i hvert enkelt kammer er vist på figuren nedenfor(figur 5). Figur 5 - røggas fordeling i posefilteret, (FLS miljø A/S, 2002) Ved røggassens passage gennem filterposerne filtreres den for partikler, og derved opbygges en filterkage 7 på posernes yderside. Den støvfrie røggas strømmer op igennem posen til toppen af filteret på rengassiden til udløbet. Røggassen tilsættes aktivt kul før posefilteret, som sætter sig på overfladen af poserne, og derved absorberes dioxiner og tungmetaller ved passagen gennem kul og støv filterkagen på poserne. Figur 6 - filtreringsfasen af røggassen I poserne, (FLS miljø A/S, 2002) 7 Filterkage, et lagstøv og aktivt kul der sidder uden på poserne som er med til at filtrere røggassen Jakob Dam F10659 Side 15 af 47

17 5.3 Rensning af posefilter For at opretholde et acceptabelt differenstryk over posefilteret bliver poserne med jævne mellemrum renset ved hjælp af trykluft. Det monterede rensesystem er pulsejet, som nævnt i anlægsbeskrivelsen afsnit 4.3, og uddybes yderligere senere. Nedenfor på figur 07 ses en skitse, hvor der er monteret to tryklufttanke på toppen af hvert kammer, hvorpå der på hver er monteret 12 membranventiler. Med de otte kamre der er på anlægget giver det samlet 192stk. ventiler og skudrør, som hver skyder i en række med 10 poser. Figur 7 rensesystemets opbygning i posefilteret, (FLS miljø A/S, 2002) Styringen foregår automatisk via den nye Pulse-jet tavle. Trykluft impulserne, på figur 8 angivet som skylleluft, sendes ned i poserne på indersiden hvorved poserne hurtigt udvider sig og igen falder på plads, derved bliver støvet slået løs af poserne. Den aske der slås af poserne falder ned i bundtragten på filteret hvor det ledes gennem en sluse og via nogle snegle transporteret til askesiloen. Figur 8 - trykluftrensning i poserne, (FLS miljø A/S, 2002) Jakob Dam F10659 Side 16 af 47

18 5.4 Sætpunkter De sætpunkter, der bestemmer, hvornår rensesekvensen af poserne i posefilteret skal udføres ændres via SRO anlægget, og styres i forhold til differenstrykket over posefilteret. Det er ikke den reelle måleværdi af differenstrykket 8 der er det styrende parameter, da denne måling påvirkes som følge af ændringer i røggas flowet. Der er i SRO anlægget et beregnet differenstryk (Difftryk posefiltet 9 ), som anvendes til at styre rense sekvensen i posefilteret. Hvordan værdien bliver beregnet, er der ikke nogen direkte forklaring på, ej heller blandt personale eller programmører hos L90, det er blot den værdi der styres efter. Men for at få et overblik over hvad der har indflydelse på den beregnede værdi, undersøges det ved at gennemgå programmeringsdokumentation fra ABB (bilag 08), og ved undersøgelse af variablen i ABBs software på pcen. De værdier der har indflydelse på det beregnede differenstryk er røggasflow, det målte differenstryk over posefilteret samt en værdi der indkalkuleres når et kammer lukkes og åbnes. Den matematiske udregning er ikke søgt eller fundet da det ikke har nogen relevans for projektet. Indstilling af sætpunkter, som styrer rensningen, beror på erfaringer. Der er ikke fastsat værdier i FLS-dokumentation og heller ikke nedskrevet nogle fra indkøring af anlægget. Indstillinger er i udgangspunktet ikke nogen der ændres med mindre, der er et behov for ekstra rensning. Opstart af rensningen sker ved at det beregnede differenstryk overstiger 18 mbar. Sekvensen stopper når værdien kommer under 14 mbar. SRO skærmbillede hvor indstillingerne vises er indlagt som bilag 9a. Der er på styringen til posefilteret mulighed for at indstille på skydetid, minimum og maximum skydetryk og indstillinger for tider ved tjek af ventiler ved skud. Det foregår enten på panelet ved posefilteret eller via en separat skærm i kontrolrummet. Skærmbillede er vedlagt på bilag 09b, hvor det aktuelle rensetryk også er vist grafisk. Dette giver god mulighed for at lave forsøg som kan danne grundlag for om der på den måde kan spares på trykluftforbruget til rensning. 8 Den reelle måling af differenstrykket er benævnt som DP posefilter på SRO anlægget 9 Det beregnede differens tryk er benævnt som Difftryk posefilter på SRO anlægget Jakob Dam F10659 Side 17 af 47

19 6. Luftforbrug til posefilterrensning I dette afsnit vil der blive undersøgt hvor stort det faktiske trykluftforbrug er for at indikerer hvilke forhold der arbejdes med og derfra kunne arbejde videre i henhold til at opnå energibesparelser på posefilteret. 6.1 Trykluftforsyning For at få indblik og målinger på trykluftforbruget til posefilterrensning gennemgås trykluftforsyningen, for at kende driftsforholdene, og derved kunne vurdere på trykluftforsyningen til posefilteret. Figur 9 - trykluft forsyningen På oversigt over trykluftforsyningen (figur 9) vises med den røde pil hovedkompressoren som er en Kaeser A/S 10 frekvensreguleret kompressor type DSD202T, der ud fra databladet har en mærke effekt på 110kW og leverer en trykluftmængde på 4,25 til 20,3Nm3 i minuttet ved 7,5 bar (Kaeser Kompressorer A/S, 2010) Denne type kompressor er meget velegnet til luftforsyning af applikationer som den på L90, hvor der er meget varieret trykluft forbrug. Med frekvensreguleringen spares der på effektforbruget ved tomgang. Denne kompressor er tre år og kører som primær kompressor. Der er udover den tre andre kompressorer som tidligere producerede trykluft. I dag er de to af dem koblet ind som backup kompressorer i tilfælde af udfald eller service på hovedkompressoren. 10 Kaeser kompressorer A/S, leverandør af trykluftudstyr, det firma L90 har til at servicere trykluftanlægget. Jakob Dam F10659 Side 18 af 47

20 Systemtrykket vises på figur 9, med den gule pil, at være 6,94 bar, og med den blå pil vises flowmåleren til måling af det samlede trykluft flow. Yderligere til denne oversigt kan det ses at der er en hovedstreng med trykluft til røgrens, med en flow måler installeret, (figur 9, grøn pil). Denne er med afgreninger til forskelige aktuatorer som alle er monteret med trykreduktionsventiler, som forsyner posefilterets rensning og aktuatorer Trykluftforsyningen til røgrens er gennemgået for at finde muligheder for at foretage målinger. Der er ikke en separat måling på posefilterets trykluftforsyning men den eneste tilgængelige måling er fælles for hele røgrensningen via SRO anlægget. For at klarlægge det faktiske luftforbruget til rensning af posefilteret skal der laves en måling udelukkende af trykluftforsyningen til posefilteret. Derfor undersøges der hos leverandører af måleudstyr til industrien om der findes måleudstyr der kan måle trykluft forbrug, uden der kræver fysisk kontakt med luften. Der findes ikke Clamp on 11 flow måler til luft og gasser, da denne målemetode kun anvendes ved væsker. (HansBuchA/S, 2013) og da det ikke er muligt at adskille systemet under drift for at montere en måler uden anlægget lukkes ned, vælges der en anden metode. 6.2 Analyse af aktuelt trykluftforbrug til poserensning, forsøg 1 For at kunne fastlægge trykluftforbruget til posefilteret uden egnet måleudstyr anvendes SRO anlægget til at hente dataene fra. På trenden figur 10, hvor den violet er trykluft flowet i røgrens, og den lyseblå indikerer at rensning i posefilteret er i drift, indikerer at der er den forventede sammenhæng i mellem trykluft flow og rensning i posefilteret. På grund af kedelanlæggets varierende drift, som også vil påvirke tilsmudsningsgraden på posefilteret kan der ikke laves en undersøgelse med konstant drift og ens driftsvilkår. Dette er heller ikke aktuelt hos L90, da det bedste billede er over en længere periode med normal drift som vil vise et mere reelt billede. For at finde et udgangs punkt, ud vælges en dag hvor anlægget kører fuld last, der udvælges 3 måle perioder fordelt på 3 forskellige tidspunkter. For at sikre en tilsvarende måling en anden gang er driftsforholdene og det aktuelle indstillinger på posefilterets rensning noteret og vedlagt som bilag Clamp on flowmåling er ved at montere udstyr rundt om det rør der ønskes flowmåling på uden af udstyret har fysisk kontakt med mediet i røret. Jakob Dam F10659 Side 19 af 47

21 Figur 10 - trykluft flow og poserens Metoden til at bestemme det trykluftforbrug der anvendes til poserensning, er ved at udtrække trends hver over en time over i alt 4 timer og på hver lave en opmåling af hvor lange rense sekvenserne er, og hvor stor differensen er på trykluft flowet i perioden med og uden rensning. Der tages en trend over en periode på 4 timer som vist på figur 10 hvorved det er muligt at få et spænd på driftstiden så observeres om det ligner et normalt mønster, eller der er store afvigelser, ved at udvide tiden til en længere periode er det ikke muligt at optælle eller måle på trenden.. Der optælles antal driftsperioder og udregnes hvor mange rensninger der er kørt per time Jakob Dam F10659 Side 20 af 47

22 Figur 11 - Times trend Derefter zoomes ind på en time (figur 11) hvor opmålingen udføres ved måling af længden på grafen for at udregne hvad et minut svarer til og så måles de aktuelle driftsperioder. I ovenstående eksempel bestemmes den aktuelle driftstid af rensningen til 2 perioder på 4 minutter og en periode på 3 minutter. Dette gentages 3 gange i den valgte 4 timers periode og der beregnes et gennemsnit over hvor lang driftstiden er for poserens pr. time. Den valgte periode er den gennemsnitlige tid for rensesekvenserne 5,4minutter. Dette multipliceres med det antal rensninger der er beregnet pr. time SRO anlægget har ikke en værdi for aktuelle driftstid, eller drifts tid beregnet over en time eller døgn, derfor anvendes denne metode, i forhold til tiden og det udstyr der er til rådighed. Trykluft flowwet er den violet kurve på trenden. Til opmåling af luftforbruget i denne periode indtegnes en middelværdi i renseperioderne, som aflæse på y aksen, det sammen gøres med det grund flow som er der i mellem rensningerne. Det skal bemærkes til figur 10 at den røde pil markerer forbruget til askesendesystemet, som er en storforbruger af trykluft i røggasrensningen. Denne Jakob Dam F10659 Side 21 af 47

23 værdi ses jævnligt også sammenfaldende med posefilterrensningen. Den gule pil angiver et ekstra stort forbrug hvor der køres rensning, det begrunde med at det er sammenfaldende med askesendesystemet, og er derfor ikke medtaget. I perioder mellem rensningerne, ses der et grund flow på trykluft, indikeret med den blå linie, her er forbruget estimeret til 150 Nm 3 /h I perioder med rensning, indikeret med grøn linje, her er forbruget estimeret til 300Nm 3 /h Forskellen mellem de to værdier er det merforbrug af trykluft som rensning bruger når det er i drift = 150 Nm 3 /h For at beregne det gennemsnitlige forbrug til rensning, anvendes den beregnede driftstid pr. time og det merforbrug der er ved rensning. Udregningen af trykluftforbruget ser således ud. De to andre forsøg udføres på tilsvarende måde og viser resultater på 62 Nm3/hr og 55Nm3/hr, det giver et gennemsnit på 56Nm3/hr. (se bilag 11) 6.3 Usikkerheder ved opmåling på trends Denne beregning er behæftet med væsentlige usikkerheder og anvendes som et overslag på forbruget. Usikkerhederne er vurderet ud fra nedenstående: Flowmåleren er af typen Krohne H250 RR M9 ESK og har usikkerheder på 1,6% (Krohne, 2012). Denne usikkerhed vil i dette tilfælde give en afvigelse i resultatet på 0,9Nm 3 /Hr som ikke vil have en relevant betydning på resultatet. Målepunktet, hvor målingen foretages, er ved kompressoren, og som der andre trykluftforbrugere på denne rørstreng, hvor en af de væsentlige er askesendesystemet. De øvrige er ikke umiddelbart bekendte men har en vis indvirkning på resultatet. Den største usikkerhed vurderes at ligge i, at opmålingen kun kan foretages på trends på SRO anlægget og at den er foretaget manuelt. Inddeling af akserne på trenden er ikke nøjagtig. Ved at zoome ind på trends og opmåle så nøjagtigt som muligt vil den aflæste værdi måske ikke være korrekt. Der kan ikke beregnes et gennemsnit, men at det er vurderet visuel og ved opmåling. Ved opmåling af trykluftflowet kan der være risiko for at unøjagtigheden er dobbelt, hvis den ene aflæsning er under og den anden aflæsning er over. Ved opmåling af tiderne kan ligeledes være unøjagtigheder, som gør at tiderne er forkert opmålt. Der er valgt 3 dage at optage målingerne på med samme indstillinger, derfor vurderes det at resultatet er repræsentativt nok til at gå videre med. Jakob Dam F10659 Side 22 af 47

24 De afvigelser der er i resultatet vil blive taget med videre og kan i kommende beregninger bidrage med usikkerheder. Det er ud fra ovenstående beregnet, at det gennemsnitlige trykluftforbrug er 56Nm3/h til rensning af posefilteret. Resultatet er drøftet sammen med to af L90s maskinmestre og vurderet, at det kan anses for at være reelt i den henseende, at det kun vil anvendes som baggrund for at vurderinger af tiltag. Værdien vil ikke indgå som en del af eventuelle detaljerede beregninger. 6.4 Forbrug til rensning i forhold til samlede trykluftforbrug Det vægtes væsentligt at opnå en indikation af hvor stort forbruget af trykluft til posefilteret udgør af den samlede trykluftmængde, der produceres hos L90. Det kan opnås ved at kende det samlede trykluft forbrug og sammenholde det med forbruget til posefilteret. Der er som benævnt i afsnittet om trykluftsystemet en fælles måler for trykluft. Denne er ude af drift, i stedet vælges at lave måling af effektforbruget. Ud fra databladet på kompressoren (Kaeser Kompressorer A/S, 2010) kan der findes data for flowet på kompressoren i forhold til frekvensen. Ved at indsætte dataene i Excel kan laves en regression der giver en forskrift for kurven, som kan bruges til at udregne flowet på kompressoren. Denne er vedlagt som bilag 12a. Det undersøges og findes at der ikke installeret en separat bimåler på kompressoren, så der kan aflæses et effektforbrug til at beregne ud fra. Derfor vil effektforbruget bestemmes ud fra nogle målinger, dette muliggøres af at der kun er en kompressor i drift som producerer trykluft til hele anlægget. Kompressoren er en trefaset asynkron motor, som er tilsluttet via frekvensomformer. Belastning vurderes for at være symmetrisk, og derfor kan følgende formel anvendes. Der måles en netspænding flere gange i løbet af forsøgene og der beregnes et gennemsnit på 400V. Der foretages en måling og logning af netstrømmen på en af faserne på kompressorens tilgang. Forsøgsopstilling ses i bilag 12b. Dataene indsamles i Excel, og et udsnit er medtaget i bilag 13. Kompressormotorens effektfaktor er aflæst på motorens mærkeplade til 0,83 ved fuldlast. Den vil variere i forhold til belastningsgraden på motoren (Petersen, 2005) men det er der i denne sammenhæng at set bort fra. På grund af den stramme tidsplan i forhold til den forestående revision og manglende mulighed for at optage en flowmåling på trykluften vurderes det for acceptabel til at foretage en beregning af effektforbruget på kompressoren, som kan bruges som udgangspunkt for den videre analyse. Jakob Dam F10659 Side 23 af 47

25 Hvis der efterfølgende skal laves en mere detaljeret måling, vil en logget måling over en længere periode med strøm, spænding og cosφ være den optimale løsning, hvor der kan udregnes den eksakte effekt. Målingerne foretages over en periode for at observere udsving og for at have en log, som senere skal sammenholdes med trends fra SRO anlægget. Dataene fra målingerne er indsamlet i Excel for at kunne viderebearbejdes, og for at der kan tegnes graffer for de ønskes tidsrum. I den periode, hvor målingerne udføres, observeres der i en periode hvor at rensningen er inaktiv, for at kunne vurdere, om dette har en indvirkning på det samlede trykluftforbrug. Til dette forsøg skal der bemærkes at der ved normal drift og fuld last på anlægget, kun må køres uden rens i op til 30 minutter. Dette skyldes, at tilsmudsningen af filterposerne bliver så stor at differenstrykket over filteret stiger og kan medføre trip af anlægget. En neddrosling af anlæggets effekt vil ikke bidrage til noget, da dette igen vil påføre udsving i det samlede trykluftforbrug, hvorfor målingen blot vil være forbundet med yderligere usikkerheder. Derfor er det valgt at forsøget udføres under fuld last, og der laves en forsøgsperiode på 20 minutter. Der er udtaget flere trends fra SRO anlægget for at belyse trykluftflovet i forhold til rensningen i den pågældende forsøgsperiode. På baggrund af ovenstående forsøg er der udarbejdet en graf i Excel som er sammenholdt med et klip fra SRO anlægget fra samme tidsrum. Her er to eksempler taget frem som viser på øverste graf effektforbruget og frekvensen på kompressoren, og det sammenholdes med trenden fra SRO anlægget, hvor den violet viser trykluft flowet.. Figur 12 Rensning i drift Jakob Dam F10659 Side 24 af 47

26 Data vedlagt som bilag 13 Figur 13 Rensning frakoblet Sammenligning af grafen af effektforbruget med trend med trykluft flow kan udføres fordi inden målingen på kompressoren blev kontrolleret at tiderne på SRO anlægget og dataopsamlingen udstyr stemmer overens. Der ses en sammenhæng i mellem trykluft flowet til røgrens og effektforbruget på kompressoren. Det giver et billede af at trykluftforbruget til røgrensningen har væsentlig indvirkning på det samlede trykluftforbrug. 6.5 Analyse af aktuelt trykluftforbrug til poserensning, forsøg 2 De ovenstående data og analyser kan ikke bruges til at fastlægge det specifikke effektforbrug på trykluft, fordi flowmålinger kun måler en delstrøm af det samlede trykluft, som er det grafen for kompressorens elforbrug skal indikere. I stedet anvendes målingerne af strømforbruget på kompressor 4 til at fastlægge den effekt, der bruges på trykluft til poserensning. Differensen på gennemsnitsforbruget på 20 minutters perioden uden rensning i poserne, sammenholdt med perioden, hvor rensningen har været i drift laves en beregning på effektforbruget i perioden med og uden rensning. Der fastlægges et gennemsnitligt forbrug ud fra den effekt, der er udregnet for kompressoren målt over 20 minutter med aktiveret rensning, hvor der er målt et gennemsnitligt forbrug på 73,6kW. Effekt forbruget på kompressoren under drift uden rensning er målt over 20 minutter til gennemsnitlig 68,6kW. Differensen på 5kW vurderes at være den effekt der bruges til trykluft til rensning af posefilteret optaget ved rensning med de parametre der er den pågældende dag. (ses bilag 10) Jakob Dam F10659 Side 25 af 47

27 6.6 Usikkerheder effektberegning på kompressor Spænding og strømmålingen er foretaget med Clamp Multimeter F407, hvor tangen har usikkerhed på +/-1% og måleapparatet på +/-1% (Chauvin Arnoux, 2013). Samlet vil usikkerheden på måleludstyret, på en gennemsnitlig måling på 100A ikke vil kunne påvirke resultat mærkbart. Målepunktet, er helt henne ved kompressoren, derved er det kun den der måles på. Usikkerhed på effektfaktoren, som er fastsat efter motorens mærkeplade, den er varierende efter belastningen, og vil kunne påvirke resultatet. Spændingsmålingen er kun foretaget tre gange og der er brugt et gennemsnit, det vil også kunne påvirke resultat. Logintervallet på 1 minut i dataene kan også bidrage med en usikkerhed. Målingen kan i mellemliggende tid have enten højere eller lavere værdi. Den største usikkerhed vurderes at være den korte måleperiode på 20 minutter, der kan ske meget store udsving i forbruget andre steder på anlægget som påvirker resultatet på det korte tidsrum. Målingen og efterfølgende beregning være behæftet med en stor usikkerhed. Forsøget er udført 2 gange fordelt på 2 forskellige dage, og med samme indstillinger og som det fremgik af grafen og trends på figur 12 og figur 13, er der en sammenhæng mellem effektforbruget på kompressoren og trykluftflowet til røgrensningen. Derfor vurderes det som en realistisk værdi, og den kun vil blive anvendt til at forholde tallene til hvor stor besparelse er i forhold til nuværende drift. 6.7 Prisen på trykluft For at finde prisen på trykluft kræves det, at kompressors specifikke effektforbrug pr. m3 trykluft er kendt. Til udregningen skal der anvendes optagne data eller data fra producenten om kompressorens energiforbrug delt med trykluftforbruget. Disse værdier kendes ikke for kompressorens nuværende drift. Men ved at søge informationer i Energihåndbogen, kan der findes en vejledende værdi, som for en frekvensreguleret skruekompressor er opgivet til at have et specifikt energiforbrug på 0,115 kwh/nm3 (Foreningen For Energi og Miljø, 2002) Ved at kontakte Kaeser 12 fremsendes den beregning som i 2010 blev lagt til grund for installation af kompressoren. Det oplyses, at kompressor 4 har et specifikt energi forbrug på 0,1 kwh/nm3 Kaesers udsagn anses for at være pålidelige nok til at foretages de følgende beregninger, men dataene er dog ikke efterprøvet hos L90. Dataene er indeholdt i en energiberegning som i 2010 dannede grundlag for et salg af et nyt kompressoranlæg, og kan være et lidt for optimistisk resultat på grund af salg. En vurdering af at kompressoren er 3 år, og som følge af slidtage, er værdien lidt højere. 12 Kaeser kompressorer A/S, leverandør af trykluftudstyr, det firma L90 har til at servicere trykluftanlægget. Jakob Dam F10659 Side 26 af 47

28 Den værdi der anvendes i de videre beregninger, bliver 0,1kWh/m3 og begrundes med at der ved beregninger fremvises en forøget tilbagebetalingstid, hvor den i praksis vil være lidt lavere. 6.8 Opsummering på luftforbrug til poserensning Beregningen af effekten 5kW til poserensning omregnes trykluft. Sammenlignes denne med den tidligere udførte måling med et gennemsnit på 56 Nm3 til rensning af posefilteret, anses det for acceptalt. I det følgende er der anvendt en værdi på 50Nm3 som ved interviews med tre maskinmestre hos L90 er fremlagt og debatteret. Det er en værdi som er svær at have en fornemmelse af, men med den argumentation, der foreligger, er det fundet reelt at fastsætte trykluftforbruget til posefilteret til 50Nm 3 /h. Det vil i den henseende blive anvendt som baggrund for at vurdere yderligere tiltag. Valget af den laveste værdi, er for at undgå at efterfølgende beregninger blive for optimistiske, hvis værdien viser sig at være højere, vil det resultere i en bedre tilbagebetaling end det er angivet i beregningerne. Årlig trykluft forbrug til drift af posefilteret: Det er ikke bekendt hos L90 hvad det samlede trykluftforbrug er pr. år. Kaeser A/S oplyser fra deres beregninger at der er et forbrug på Nm 3 trykluft pr. år. Med baggrund i de målinger hvor kompressorens frekvens blev registret sammen med strøm måling kan laves et estimat af det samlede års forbrug. Gennemsnitlig trykluft flow ved målinger under normal drift er 532,6 Nm 3 /h. Det vil på et beregnes til Der er en væsentlig afvigelse i det to værdier, der ses bort fra den beregnede, da den kun er beregnet ud fra effektmålinger over kort tid, og der må formodes at ligge væsentlig bedre datagrundlag bag den der er oplyst fra Kaeser. Derved udgør rensningen af posefilteret cirka 6% af det samlede trykluftforbrug hos L90. Udregning af energiforbruget til poserens bliver: Prisen der danner grundlag for de økonomiske beregninger er 37øre/kWh. 13, Det giver en pris på trykluft til rensning af poserne på: 13 37øre/kWh er L90s den gennemsnitlige salgspris pr. kwh til nettet. (Pedersen, 2013) Jakob Dam F10659 Side 27 af 47

29 Ved undersøgelse af energibesparelse som følge af eventuel reduktion af trykluftforbruget skal det medtages i vurderingen, om en reduktion har indvirkning på slidtage af kompressor og tørreanlæg og vil kunne reducere serviceomkostningerne på trykluftanlægget. Service på kompressorerne udføres for hver 3000 timer (Kaeser Kompressorer A/S, 2010), og en mulig reduktion af forbruget vil ikke medføre minimering af driftstimerne men kun belastningsgraden på kompressoren under drift. Derfor er der ikke medtaget en reduktion i serviceomkostningerne. Prisen på 14800kr pr. år til rensning af posefilteret viser at de økonomiske udgifter til rensning af posefilteret ikke er væsentlige at medtage i en betragtning på hele L90s drift, men det skal dog alligevel bemærkes, at enhver besparelse bør betragtes som en mulighed. Derudover skal en energibesparelse på trykluftforbruget nærmere ses i forhold til de 40000kWh, der bruges til rensning i posefilteret, da det er energi som skal produceres og derfor er fordelagtigt at få nedbragt. Dette kan også sættes i forhold til at der ved reduktion af energiforbruget vil ske en reduktion i CO2 udslippet, som er 340 gram pr. produceret kwh. (Energi Styrelsen, 2013) Derfor vil det være attraktivt at arbejde hen imod løsninger, der kan nedbringe energiforbruget til drift af posefilteret. Det vil dog blive svært at opnå rentabilitet i investeringerne. Jakob Dam F10659 Side 28 af 47

30 7. Optimeringsmuligheder og betragtninger I de kommende afsnit vil der blive lavet analyser af fire områder på posefilteret, hvor der kan opnås besparelser på luftforbruget. De vurderes i forhold til det beregnede trykluftforbrug på 50Nm 3 pr time til at rense posefilteret, og andre forhold som har indflydelse på rentabiliteten De fire punkter er valgt ud fra empiri om anlægget, og de analyseres og de vurderes i forhold til om de er rentable at udføre: - Ændringer af skydetider og sekvenser - Automatiseret fejlfinding på utætheder - Reduktion af systemtryk - Fysiske ændringer på skudrør Analyserne udføres i den nævnte rækkefølge, og vurderes individuelt. Projektets formål er at opnå besparelse på energiforbruget til driften af posefilteret. Det skal bemærkes at posefilteret har til hovedformål at fjerne støv og partikler fra røggassen derfor må det ses som det primære. Derfor er der nogle overvejelser der skal med i betragtningen, for at vurdere om løsningsforslagene er rentable. Der er udover tilbagebetalingstiden nogle parametre som skal tages med i overvejelserne om miljøet og levetiden på poserne. Det er fordi ændringer på trykluftsystemet kan medføre konsekvenser af positiv eller negativ karakter herpå. Derfor skal de med i overvejelserne for at kunne drage en konklusion om hvordan der kan på en rentabel måde kan reduceres i trykluftforbruget. For at få en anden vinkel på problemstillingen kontaktes REFA, som driver et affaldsforbrændingsanlæg på Lolland Falster. Der bliver foretaget et interview med sektionsleder Bjarne Karlsen, som fortæller lidt om deres anlæg, og om deres røgrensning. De har to posefiltre som renses med trykluft, hvor de meget sjældent udskifter poser. Derudover har det et større anlæg, hvor opbygningen er en helt anden. Han oplyser at deres største anlæg står for udskiftning inden Det forventes at blive et anlæg med lodret hængende poser tilsvarende det på L90. Et af de punkter som REFA har meget fokus på ved indhentning af tilbud på nye anlæg, er driftssikkerheden og egetforbruget på posefilteret (Karlsen, 2013). Dette bekræfter at problemstilling er relevant i branchen, og at der er andre end L90 der har fokus på egetforbruget. 7.1 Filterposernes levetid Rensningsprocessen har indvirkning på posernes levetid, og driftsleder Rene Pedersen oplyser at de poser man anvender i dag er en billig model, og man har en forventning om at de kan holde i seks år, og det er opfyldt når de skiftes i denne revision. Ved samtale med Svend Christensen fra Konfair A/S, som er L90s leverandør af poserne, bliver der drøftet nogle af de ting som har indflydelse på Jakob Dam F10659 Side 29 af 47

31 posernes leve tid. Det er svært at komme med et belæg for hvor lang levetid poserne har, da det er mange ting som har indflydelse. Dog vil rensetrykket, størrelsen på ventilerne, hyppighed og renseluftens beskaffenhed have en betydning. (Christensen, 2013) En udskiftning af alle poserne koster omkring tre millioner kroner, og det kan derfor være attraktivt i forhold til at opnå en bedre rentabilitet hvis der kan opnås en længere levetid ved en reduktion af rensetrykket og trykluftforbrug. 7.2 Påvirkninger på miljøet Det er i forbindelse med posefilteret vigtigt at bemærke at anlægget skal leve op til nogle miljøkrav, og derfor have dem med hvis der i projektet opstår situationer som kan få indflydelse herpå. Kravene som anlægget blev dimensioneret til om hvor meget der må udledes kommer fra Miljøstyrelsens bekendtgørelse: Forbrændingsbekendtgørelsen(Bekendtgørelse nr. 162 af 11. marts 2003 om anlæg der forbrænder affald (Retsinfo, 2003) Der er dog siden idriftsættelsen vedtaget en ny bekendtgørelse: Forbrændingsbekendtgørelsen(Bekendtgørelse nr af 21. december 2011 om anlæg der forbrænder affald (Retsinfo, 2003) Denne bekendtgørelses krav til udledning er dog ikke væsentlig ændret i forhold til tidligere krav. Værdierne til udledningskrav findes i ovenstående bekendtgørelses bilag 7. Det er krav til udledning af støv og partikler til omgivelserne som vægtes at have betydning for dette projekt og uddrages herunder. Totalstøv: 30mg/Nm3 som halvtimes middelværdi A- krav 10mg/Nm3 som døgn middelværdi B- krav Der er kontinuerlig måling af alle udledninger, for at sikre at de overholdes. Et uddrag fra egenkontrollen hos L90, viser at kravene i bekendtgørelsen er overholdt og at man tilmed ligger langt under kravene (vedlagt på bilag 20). Dette bekræftes ligeledes ved gennemgang af L90s grønne regnskab, hvor det ses at ikke har haft nogle påtaler fra myndighederne eller andre klager omkring støvudledning. (L90, 2012). Følger man nyhederne i pressen og på Dakofas 14 hjemmeside, er miljøkravene under opsyn hos regeringen og miljøorganisationer. Tendensen i samfundet er ligeledes, at der over den seneste årrække er kommet et væsentlig øget fokus på miljøet. Laves der en energibesparende løsning som vil øge støv udslippet fra L90 i forhold til nuværende udledning, vil det stride imod god miljøforståelse og politik samt forventningen om at der i de kommende år vil komme yderligere stramninger på området. Løsningsforslag som kan bidrage med energibesparelse, og som samtidig vurderes at kunne medføre forringelser i røgrensning vil med denne argumentation ikke blive anvendt, til trods for at det kan medvirke til en energi besparelse. 14 Dakofa, Dansk Kompetencecenter for affald er en organisation af medlemmer i den danske affaldssektor Jakob Dam F10659 Side 30 af 47

32 8. Ændring på sekvens tider Det vil det i dette afsnit ved forsøg undersøges om der ved at ændre på indstillingerne til drift af posefilterensnings sekvenstider og skydetider kan minimeres på trykluftforbruget. I forbindelse med at der ønskes reduktion af energiforbruget er det interessant at have lidt kendskab til, hvilken rensemetode der en mest optimale for anlægget. Da en besparelse på trykluftforbruget ikke må slække på driftsforholdene på anlægget. Ved kontakt til Konfair A/S, som er den leverandør hvor L90 køber poser til posefilteret, bliver der fremsendt nogle film som blev optaget 18. marts Et par eksempler af videoerne er vedlagt på CD bagerst i rapporten. På det tidspunkt var firmaet hos L90 og lave nogle optagelser i posefilteret for at undersøge rensningen af poserne. De optagelser som ses er foretaget ved forskellige tryk i rensesystemet og forskellige drift på filteret. Ved at gennemse disse film og høre L90s driftsledelses erfaringer fra dengang kan det bestemmes at den metode der på daværende tidspunkt var bedst var offline-rensning, og det er også den metode der siden er anvendt som primære rensemetode. De optagelser, der er fremlagt fra dengang, er udført i et samarbejde mellem Konfair og L90, hvorfor det må ses som realistisk, at de ikke er udført med et salg for øje, men for at opnå viden om rensningen og derefter kunne anvende denne viden i samarbejdet. En forklaring på de to primære rensemetoder, er online-rensning, hvor filterne er i drift i røgrensningen, og der skydes mens der er røggas flow igennem filteret. Dette bevirker, at der er undertryk i poserne samtidig med at der skydes en trykluft impuls for at få posen til at udvide sig og give bevægelse i filtermaterialet. Offline-rensning er hvor et kammer er isoleret fra røggassen, og det er trykløst. På videoen er det tydeligt at det er offline rensning der giver væsentlig større slag i poserne og dermed en større bevægelse, ved 5 bar. Det bevirker at der slås en større mængde af støv af i hvert skud. Det vil være offline rensning, der bliver brugt i forsøgene og styres via SCOLC 15 hvor rensningen kører automatisk. Inden forsøgene udføres skal det undersøges hvilke grænser forsøgene skal holdes indenfor, så der ikke risikeres at laves trip på anlægget på grund af forkerte indstillinger. Så anlægget og indstillingerne gennemgås med Jon, som er maskinmester hos L90, og det er samtidig ham der har programmeret den nye rensestyring. Det vurderes at der ikke må sættes højere op i differenstryk for start. Skudeventil typen undersøges, for at finde hvilket område den har sit primære virkeområde. Skudventilerne på posefilteret er af fabrikat Asco, der kan ikke findes et datablad for den pågældende ventil, men undersøges ved en alternativ ventil leverandører hvor en tilsvarende skudventil har sit primære virkeområde. En skudventils effektive virkeområde er i området omkring mS. (Hansen, 2013) 15 SCOLC når rensning er koblet i automatik, og køre under drift efter sætpunkterne angivet i afsnit Jakob Dam F10659 Side 31 af 47

33 Forsøgene foretages ved, at der ændres på indstillingerne på rensesekvenserne og skydetiden på rensestyringen, og på posefilteret via SRO anlægget (bilag 9a +b). For at kunne opnå en brugbar log ved forsøgene noteres de valgte indstillinger ned, og det noteres i overleveringen hos L90 at der ikke må foretages ændringer på posefilter indstillingerne. Derved er det forsøgt at opretholde et kontinuerligt forsøg. Det kan dog for driften have været nødvendigt at ændre indstillingerne, uden at det er blevet nævnt. Nogle af forsøgende er udført over kortere tid. Der er mange faktorer som kan have indflydelse på om målingerne korrekte. Er der foretaget ændringer i indstillingerne, usikkerheder på målingen, samt andre forbruger af trykluft, kan have indflydelse på resultatet. Udsnit af forsøgsbeskrivelse, data og trends er vedlagt på bilag Opsummering og tiltag Det har med de udførte forsøg og det data indsamlingen fra SRO anlægget ikke være muligt at opnås brugbare resultater og data, som efterviser en væsentlig argumentation for ændringer i trykluftforbruget. Dette kan skyldes at den flowmåling der er brugt er generel for hele røgrensningen, og den ændring forsøgene bidrager med, er en så lille andel at det ikke kan besluttes om grunden tilhøre rensningsprocessen eller andre faktorer på anlægget. Den indstilling som er på SCOLC hvor luft forbruget er mindst er den som fra L90 anses som den maksimal tilladte indstilling, set i forhold differenstrykket over posefilteret. Start ved 18 mbar, og stop ved 14 mbar. Målingerne efterviser også at ved at sænke denne værdi, stiger trykluftforbruget. Henholdt til at der ønskes en besparelse på trykluftforbruget, kan der ud fra disse forsøg udført med forskellige indstillinger ikke uddrages en konklusion, som peger i retning af, at der kan opnås en besparelser på trykluft ved at ændre på indstillingerne for rensning. Det kan konkluderes, at de indstillinger som ved forsøgene er afprøvet, ikke har en overvældende effekt, men at det er af interessant betydning, om der kan spares på luften ved at indstille med de korrekte tider. Det kræver dog en mere detaljeret måling og opstilling for at få et indblik i processen, da den er afhængig af flere aspekter. Som opsummering på disse forsøg er det besluttet at undersøge hvad det kræver af udstyr samt en økonomisk beregning af udgifterne. For at kunne foretage kvalitative forsøg kræver det at der monteres og lejes noget udstyr, til at kunne se ind i posefilteret og registrere hvordan rensningen foregår. Der undersøges priser på udstyr som kan bruges og opstilles en beregning som vil kunne anskuelige gøre hvorvidt det i henhold til besparelsen af trykluft vil være attraktivt at udføre. Ved kontakt til Konfair, som er L90 nuværende leverandør af filterposer, og som tidligere har været meget behjælpelige med informationer, oplyses det, at de ikke længere har kontakt til nogen som kan levere udstyr til opgaven. Men i stedet undersøges via internettet og der findes frem til en leverandør som udlejer High speed kamera som vil kunne anvendes til opgaven. Jakob Dam F10659 Side 32 af 47

34 8.1.1 High speed kamera Efter kontakt til UNIT ONE er der fremkommet en pris for dagsleje af et high speed kamera på kr ,- mailen med tilbud er vedlagt i bilag 15 For at få det optimale ud af at leje et kamera set i forhold til ønsket om reduktion af trykluftforbrug bør der ligeledes installeres en flowmåler så det eksakte trykluftforbrug til posefilteres drift kan sammenholdes, med hvordan rensningen i poserne er Flowmåler For at opnå en brugbar måling af trykluftforbruget, skal der installeres en flowmåler på luftforsyning til posefilterrensningen. Den type der er installeret på de andre målinger er af typen Krohne H250M9, der søges pris på en tilsvarende model. En flowmåler i samme fabrikat som dem der er installeret koster kr ,- + moms. Prisen vurderes høj og derfor findes et alternativ, ved kontakt til en anden leverandør fremsendes en pris på en flowmåler, af andet fabrikat, som ligeledes kan måle trykluft flowet i rørstrengen op til posefilteret, den koster kr ,- + moms. Begge priser er vedlagt på bilag 16. For at få den monteret kræves der lidt ændringer på rørsystemet som kan udføres af L90 egne håndværker, hvor der laves et overslag på tidsforbruget til kr ,-. Derudover kræves det at der føres et forsynings- og styrekabel til styringen for posefilter rensning og at flowmålingen integreres i styringen. Flowmåleren har et analog strøm udgangssignal på 4-20mA. Det kræver at der er mulighed for at tilslutte det i styringen. Ved undersøgelse af dokumentation for styringen findes der et disponibelt analog indgangsmodul, diagram er vedlagt på bilag 17. (CS Electric, 2013) Installation og programmering udføres ligeledes af L90 egne elektrikere og programmører, og der laves et overslag på materialer og tidsforbrug på kr.3.000,-. Den samlede udgifter beløber sig til kr ,- + moms. 8.2 Delkonklusion Der er med de opstillede og afprøvede forsøg med ændring af skydetider ikke opnået resultater som kan reducere trykluftforbruget. Dette kan skyldes, at de målinger der er mulige at foretage, ikke er præcise nok til at eftervise, om der er ændringer i trykluftforbruget. Derfor kan der i henhold til ønsket om nedbringelse af trykluftforbruget, ikke konkluderes forbedringer. Det gør, at prisen på 22600kr til montage og integration af flowmåler og leje af kamera udstyret, ikke kan betale sig selv hjem. I stedet skal det betragtes som en investering på 22600kr, som kan bidrage som et godt arbejdsredskab til analyse af trykluftforbrug og rensning af poserne fremover. Jakob Dam F10659 Side 33 af 47

35 9. Reduktion af lækager I dette afsnit undersøges der hvor meget der kan spares på energiforbruget ved at undgå lækager i trykluftsystemet på posefilteret. Samt hvorvidt der i fremtiden kan gøres noget for hurtigt at detekter fejlene, og udbedre dem for at spare på energiforbruget. Som en del af procedurerne for runderinger på anlægget, er der for operatørerne angivet at der generelt skal observeres for lækager på trykluftsystemet når der foretages runderinger på anlægget (L90, 2013). På grund af det høje støjniveau der er på anlægget kan det for operatørerne være svært at høre og lokalisere eventuelle lækager. For at undersøge om der reelt er nogle lækager foretages en detaljeret gennemgang af trykluftsystemet på posefilteret sammen to af L90s maskinmestre. Der udføres fejlsøgning med lækagespray hvor der observeres mange lækager, i ventiler og aktuatorer hvor en vurdering af de lækager der er observeret svarer til at der er 10 huller på 1mm hver. De mest graverende lækager repareres med det samme, de resterende vil blive repareret i den forestående revision. Årsagen til at disse lækager opstår, kan findes i driftstemperaturen, vibrationer, slidtage og det miljø der er ved montage stedet. Det er ikke muligt at undgå at der vil opstå lækager fremover, men muligheden for at reducere trykluftforbruget ved en hurtigere indsats vil undersøges og hvorvidt der kan laves en bedre måde at detektere lækagerne på tidligere. Ved opslag i energihåndbogen kan der findes vejledning i hvor stor et energi forbrug der går til lækager i trykluftsystemet. Figur 14 tabel over lækager på trykluft (Foreningen For Energi og Miljø, 2002) En lækage på 10 huller a 1mm i trykluftsystemet som er reduceret til 4bar, svarer til, at der er et flow på 0,04m 3 /min, omregnet giver det 2,4m 3 /h og et energiforbrug på 2kW alene til dette. Trykket på systemet på posefilteret er mellem 4 og 5 bar, hvor det vurderes at ved beregning med den mindste værdi, vil resultat ikke fremstå som overdrevet. Set i perspektivet af forbruget på 50Nm 3 /h til at drive posefilterrensningen svarer utæthederne til 5% af det. Når der ses på de to trends i bilag 18 med trykluftforbruget er der et konstant flow, på over 100Nm3/h. Ved at Jakob Dam F10659 Side 34 af 47

36 tage en trend ud i revisionsperioden (bilag 19) der kan det ses at der er et gennemsnitligt flow på 54,6Nm 3 /h, hvor anlægget såt stille. Der bliver brugt en del arbejdsluft, trenden vurderes for konstant, så en del vurderes at være spild til lækager. En vurdering af lækagerne er at værdien på 2kW er i overkanten, da der efter en revision oftest foretages nogle forbedringer på trykluftsystemet, hvorved lækagerne ikke er så store i starten som det er henover året, hvis det ikke opdages. Der vurderes, at en middelværdi over året ligger på omkring 1,5kW, og denne opfattelse bekræftes ved interview med et par af L90s maskinmestre, som også er af den opfattelse, at det er dyrt med lækager i trykluftsystemet, de mener også at et bud på 1,5kW lyder realistisk. Er tabet større end vurderet vil besparelsen blot være større og derved en hurtigere tilbagebetaling. 9.1 Lækagetab Et effektforbrug på 1,5kW. hvor der i denne beregning bestemmes at regne med alle årets time, fordi kompressoren ikke er ude af drift i revision eller ved andre nedlukninger. Lækager på trykluftsystemet vil også være der, når anlægget ikke er i drift. Derfor anvendes der 365dage i beregningen, i stedet for anlægget estimerede driftstid på 8000timer. 9.2 Løsningsmodel Den eneste og korrekte løsning på dette er naturligvis at udbedre fejlene, og det er også planen at det skal udføres i revisionen. På grund af opbygningen af anlægget, og det støjmiljø der er omkring posefilteret observeres disse lækager sjældent før de er så store at de nemt kan høres. For at reducere energiforbruget til trykluftspild i fremtiden, vil en løsning kunne bestå, i at der monteres en flowmåler på trykluftforsyningen til posefilteret og denne integreres i rensestyringen. Derved kan der laves en automatisk overvågning for lækager i ventiler og aktuatorer. Det skal gøres i rensestyringen til posefiltret, som er en Siemens ET200 PLC, hvor programmet er udarbejdet i funktionsblokke. En metode til at opbygge styringen på, er at der efter hver rensning, hvor alle kamre igen er åbnet, foretages en måling på trykluft flowet. Flowet skal stoppe når tanken er fyldt og flowmåleren vise nul. Er der en lækage et sted, vil flowet forsætte og derved kunne registres ved hjælp af flowmåleren. Dette programmeres til at give en besked på skærmen enten ved første fejl, eller først efter fejlen er opstået et antal gange. Yderligere vil der ved at lukke isolationsventiler til alle trykluft tankene, kunne fejlfindes på om fejlen skyldes rense/skud ventiler eller om det skyldes aktuatorer da disse er monteret på en separat rørstreng. Jakob Dam F10659 Side 35 af 47

37 Det vil indkredses fejlen til, at vise en fejl på aktuatorer, eller fejl på rensesystemet. Prisen på flow måleren er taget fra afsnit 8.1.2, hvor prisen beregnes til kr ,- + moms Der skal for at programmere fejlfindingsprogrammet, bruges programmeringstid af L90 egen programmør. At det er L90 der selv kan implementer løsningen gør at udgiften bliver væsentlig reduceret i forhold til at der skal anvendes en ekstern programmør. Det vurderes at denne værdi kan sættes til kr ,- Tilbagebetalingstid for installation af Flowmåler på baggrund af lækager beregnes 9.3 Opsummering Løsningen vil bidrage til, at der kan detekteres fejl for lækager på trykluftsystemet hurtigere og mere konkret, end det gøres i dag. Derved kan det minimere tidforbruget hos operatører og vedligeholdere til fejlfinding og reparationer på anlægget. Denne værdi er ikke inddraget i beregningen, da der ikke er et kendt tidforbrug specifikt på fejlfinding og reparation af posefilteret. I den betragtning skal tages, at operatører er på vagten alligevel og har til opgave at rundere og holde anlægget i drift. Derfor kan deres tidsforbrug ikke fastslås til en værdi, men det kan bidrage til, at der frigives mere tid, som kan bruges til at løse andre opgaver, som ellers bliver skubbet eller udeladt. 9.4 Delkonklusion Med en tilbagebetalingstid på 3,8år, vil det være rentabel for L90 at implementere denne løsning på baggrund af, at opnå besparelser på trykluftforbruget ved at detektere og reparere lækager i trykluftforsyningen på posefilteret. Flowmåleren og udstyr forventes ligeledes at have en levetid på mere end 3,8år før det skal udskiftes. Det påvises at der herefter bidrages til reduktion af trykluftforbruget hos L90 med en besparelse på kr ,- pr. år eller svarende til 13140kWh pr. år. Jakob Dam F10659 Side 36 af 47

38 10. Reduktion af trykket på trykluftanlægget I dette afsnit undersøges det hvor større besparelse der kan opnås ved at reducere trykket på luften til posefilteret, og hvordan en løsning vil se ud. Da anlægget i perioden er lukket ned på grund af revision, er det ikke muligt at lave forsøg, men det vil fremkomme hvordan man kan eftervise om det har den beregnede effekt. Kompressoren hos L90 producerer trykluft ved 7bar, og der er til forsyning af posefilteret er fremført et hoved rør med trykluft, hvor der på en afgrening til instrumentluft er monteret en reduktionsventil indstillet på 4 bar. Ved forsyningen til renseluften er monteret en reduktionsventil, som er indstillet på 5bar. Der udover er alle de aktuatorer og ventiler der er monteret på posefilteret tilsluttet separate trykreduktionsventiler som er indstillet mellem 4 og 5bar. Det virker uhensigtsmæssigt, at der komprimeres trykluft til 7bar, for at reducere en relativ stor mængde ned til 5bar eller mindre. Dette giver anledning til at overveje om der er mulighed for at reducere hele systemtrykket eller om der er grundlag for at lave en separat forsyning til posefilteret som kører på 5 bar som er det højeste tryk der er observeret på dette anlæg. Derfor undersøges der i dette afsnit om der er mulighed for at opnås reduktion i energiforbruget ved at reducere på trykket i trykluftsystemet. Figur 15 - Elforbrug på kompresser (Foreningen For Energi og Miljø, 2002) Ved opslag i energihåndbogen på ovenstående figur (figur 15) ses der at en reduktion af trykket som en kompressoren skal levere fra 7 bar til 5 bar, vil reducere det specifikke el forbrug med 0,02kWh/Nm 3 set i forhold til det nuværende forbrug på 0,1 giver det en besparelse på 20%. Med en besparelse på 20% på energiforbruget til trykluft er der fornuft i at lave en anden løsning, hvis det skal ses over hele L90, men set i forhold til posefilteret og Jakob Dam F10659 Side 37 af 47

39 at prisen for det samlede forbrug til rensning er kr ,- er besparelsen kun kr ,- pr. år til at forrente løsningen med, derfor er det begrænset hvilke løsninger der kan være rentable. Ved samtale med Flemming Christiansen fra Kaeser A/S nævner han nogle løsninger som kan anvendes for at opnås en energibesparelse. Det er at installere en ny kompressor som er dimensioneret til et lavere tryk på 4-5bar og har en bedre virkningsgrad ved det arbejdstryk. Den skal frekvens reguleres for at kunne arbejde optimalt ved det meget varierende luftforbrug. Derud over skal der installeres tørringsanlæg og en separat trykluft forsyning til posefilteret. Alternativt kan systemtrykket på hovedkompressoren sænkes, og der monteres en booster på de steder hvor der er et behov for det ekstra tryk. Flemming peger i øvrigt på at der er meget at spare ved sænke trykket 1 eller 2 bar. Som håndregel er det 8procent pr. bar trykket reduceres. (Christiansen, 2013) Dette bekræfter resultat som før er beregnet ud fra figur 15. Løsningerne drøftes med Theis som er den maskinmester som er ansvarlig for trykluft installationerne hos L90, og han kan godt se ideerne, men på grund af den meget begrænsede økonomiske besparelse der kan opnås, mener han ikke det er rentabelt at arbejde videre med. Det vurderes at Theis har ret i sit udsagn men at det er et emne som der er potentiale i at arbejde videre med, og at det er muligt at opnås energibesparelser, men på grund af at det er L90s afregningspris på el, som er grundlag for de økonomiske beregninger at det er svært at få rentabilitet i løsningerne. Derfor vælges der ikke at indhentes priser på kompressorer, men i stedet se på trykket kun til rensningen af poserne om det kan reduceres så der kan opnås besparelser Yderligere reduktion af skydetryk Ved at analysen på filmene fra KonfAir A/S ses der et forsøg med rensning ved 3bar, med røggasflow igennem filteret. En vurdering ud fra filmen er der ikke den optimale renseeffekt på poserne, men ved offline rensning, er der ikke røggasflow igennem filteret vil det hypotetisk have en bedre effekt. For at undersøge hvad affaldsforbrændingsanlæg med tilsvarende posefilteranlæg gør, rettes der henvendelse til REFA for at få et interview. Der fremsendes nogle spørgsmål for at få indblik i deres anlæg. De oplyses det at de på to af deres ovne anvender en tilsvarende metode med trykluft og skudventiler til rensning af deres filtre med et skydetryk på omkring 2bar, og det er umiddelbart ikke et problem med at rense ved det lave skudtryk. Det er ikke muligt at få yderligere data fra posefilteranlægget hos REFA, før projektets afslutning (Pedersen, 2013). Empirien fra REFA om rensetrykket vil anvendes i det videre forsøg for at nedbringe trykluftforbruget til rensning af poserne. Det undersøges hvor stor en besparelse der kan opnås ved at reducere rense trykket til 3bar. For at beregne hvor stor forskel der vil være i den luftmængde der skydes ned i poserne til rensning anvendes tilstandsligningen. Jakob Dam F10659 Side 38 af 47

40 Tanken over skudventilerne er 70liter, og temperaturen i og omkring tanken sættes til 30 o C.Gaskonstanten for atmosfærisk luft R i =287,2 J/kgK, (Lauritsen, et al., 2007) Massen af luften i tanken beregnes ved 5 bar. Der beregnes en volumen forskel på luften i tanken fra 5 bar: Ved et tryk i tanken på 3bar beregnes det til Det er ikke hele den beregnede mængde der kommer ned i poserne. Det afhænger af rørenes udformning, ventilens åbningstid, trykket og andre faktorer. Teoretisk minimeres mængden af skydeluft med 33%, men det er ikke muligt at vurdere om det er tilstrækkeligt til at rense poserne, det vil være nødvendigt at udføre forsøg for at afprøve det på anlægget. En vurdering de ubekendte der er, gør at resultater virker for optimistisk. Der beregnes i stedet med 16%, som er 8% pr. bar trykket reduceres. Det er ikke muligt at vurdere om det kan bidrage en acceptabel rensning uden at der foretages et forsøg. Derfor Installation af flowmåleren som beskrevet i løsningen i afsnit til kr ,- + moms, vil bidrage med muligt for at efterprøve om rensningen er acceptabel ved 3 bar og om den beregnede besparelse korrekt Opsummering En reduktion af energiforbruget kan opnås ved at ved at sænke systemtrykket på hele trykluftanlægget på L90, men dette kræver at der laves en større undersøgelse af hele trykluftanlægget, som ikke er omhandlet i denne rapport. En reduktion af skydetrykket i posefilteret fra 5 til 3 bar vil medføre en besparelse på kr. 2368,- pr. år. Ved udsagn fra et andet forbrændingsanlæg er det muligt at opretholde rensningen af poserne ved et tryk på 2-3 bar, men på grund af revision hos L90 er det ikke muligt at efterprøve. Jakob Dam F10659 Side 39 af 47

41 11. Ændring af skudrør I posefilteret er der monteret rør henover poserne som leder trykluft impulserne ned i poserne. Det undersøges om det har den korrekte opbygning, og om der kan spares på energien ved at lave ændringer på dem. I gennem projekt forløbet har der i forbindelse med vedligeholdelsesopgaver i posefilteret været lejlighed til at observere hvordan posefilteret er opbygget ved selvsyn. Dette har givet anledning til at undersøge om det er muligt at reducere trykluft forbruget til rensning ved ombygning af systemet. Observationerne er gjort på ventilerne og skudrørene over poserne, men når der har været adgang ned i posefilteret, har det været under driften, og derfor har det ikke været muligt at lave opmålinger eller forsøg. Det er konstateret at det er en svær proces at analysere uden særligt udstyr. I gennem projektet er der arbejdet med flere optimeringsmuligheder for at opnå besparelser på trykluftforbruget til rensning af poserne. Ved interview med personer på L90, er der oplyst om at der er foretaget lidt forbedringer på rørene, ved at svejse små rørstykker på over hvert skud hul for at retningsbestemme luften (Engelund, 2013). For at undersøge om der er kendskab til metoder og muligheder for at foretage forbedringer kontaktes et firma som arbejder med trykluftsystemer, filterrensning og optimering af disse, og der nævnes de observationer, tiltag og forsøg der er foretaget 16. Der debatteres et problem i at alle huller er samme størrelse, det nævnes i den sammenhæng at der formodentlig ved at ændre hullerne til forskellige størrelser, eller montere nogle dyser opnås en besparelse på trykluftforbruget. De er meget behjælpelige med oplysninger, og vil gerne hjælpe med at analysere systemet for at anskueligøre om der er grundlag for at ændre på anlægget (Hansen, 2013) Derfor vælges det i forbindelse med at anlægget er ude i revisionen, at lave en nærmere undersøgelse og opmåling af systemet. Ved igen at tage kontakt til firmaet, AVS Danmark, aftales det at der fremsendes et skema, det skal udfyldes og returneres. Det vil herefter blive indsendt til deres fabrik som kan køre en simulering af systemet og komme med evt. forbedringsforslag. Denne analyse tager nogle uger at fremskaffe. 16 Forsøgene er ændringerne af skydetider, reduktion af skydetryk og montering af rør over skudehullerne Jakob Dam F10659 Side 40 af 47

42 Figur 16 - Billeder af posefilterets skudrør og ventiler (eget arkiv) Analysen fra AVS Danmark, er ved projektets afslutning ikke modtaget, derfor kan den ikke tages med i betragtning om hvorvidt det er muligt at foretage forbedringer som kan bidrage med reduktion af trykluftforbruget. Det er her værd at bemærke at analysen med stor sandsynlighed vil indeholde nogle forsalg til forbedringer, da firmaet formodes at have tanke om salg for øje i forbindelse med projektet Opsumering Ud fra de udsagn der er ved tidligere samtaler med AVS Danmark, ses der ikke en fremtrædende mulighed for at reducere trykluftforbruget på et niveau, der er rentabel. Begrundelsen for det er at hvis der skal foretages fysiske ændringer i posefilteret er det en større opgave, som vil omhandle alle 192 skudrør, og derfor vil være tidskrævende og bekosteligt. Den opnåede besparelse anses til at være minimal, og det forhold der ikke er kendt til prisniveauet for investering til de tiltag der skal gøres, vurderes at ændringer af skudrør, ikke kan bidrage med reduktion i trykluftforbruget på en rentabel måde. Jakob Dam F10659 Side 41 af 47

43 12. Optimeringsforslag Projektet viser at installation af en flowmåler på trykluftforsying til posefilteret, kan bidrage med registrering af trykluftforbrug til posefilteret. Det vil medvirke til at der ved at foretage forsøg, bedre kan eftervises hvor stor en indvirkning det har på trykluftforbruget til rensning af poserne i posefilteret. Derudover kan der ved at implementere noget software for at detektere fejl i trykluftsystemet, opnås mulighed for hurtig udbedring af lækagerne. Installationen og priser er beskrevet i afsnit Software og priser er beskrevet i afsnit 9.2 Udgiften til implementering af flowmåler beløber sig til Den energibesparelse der kan opnås er beregnet til Det bidrager med en økonomisk besparelse på Tilbagebetalingstid for installation af Flowmåler på baggrund af lækager beregnes Jakob Dam F10659 Side 42 af 47

44 13. Konklusion Projektets udgangspunkt er en analyse som redegør for det aktuelle trykluftforbrug til posefilteret. Forbruget udregnes ved hjælp af trends fra SRO anlægget til et forbrug på 56Nm3/h. For at validere resultatet foretages der effektmålinger på kompressoren, som danner grundlag for beregningen af trykluftforbruget til 50 Nm 3 /h. Der er en afvigelse i de to resultater, som kan bero på usikkerhederne ved dataindsamling. For efterfølgende at undgå optimistiske beregninger fastsættes det aktuelle trykluftforbrug til posefilteret til 50 Nm 3 /h. Der findes ikke en aktuel måling af det samlede trykluftforbrug, men ved at sammen holde det med tidligere data, fastsættes det til 6% af det samlede årlige forbrug. I den betragtning er det ikke et stort forbrug der anvendes til driften af posefilteret. På de fire optimeringspunkter, som er bragt frem i rapporten i henhold til problemformulering Hvordan kan der laves rentable tiltag som bidrager med reduktion af energiforbruget til driften af posefilteret er følgende tiltag fremkommet: Forsøget med ændring af rensetider, kan med det datagrundlag der er tilgængelig ikke eftervise om det er muligt at opnå en besparelse på trykluftforbruget. Trykluft spildet der er til lækager i trykluftsystemet på posefilteret, går at det reelle trykluftflow til posefilteret er 4,8% større end det beregnede forbrug. Løsningen fremstiller en installation af en flowmåler og et styringstiltag, som vil bidrage til detektering af lækager på trykluftsystemet på posefilteret automatisk, hvorved det er muligt at registrer og afhjælpe fejlene væsentlig hurtigere end det sker i dag. Denne løsning alene giver en tilbage betalingstid på 3,8 år. En reduktion af trykket til 3bar på forsyningen til posefilteret vil bidrage med en besparelse på 16% af trykluftforbruget. Hypotetisk vil en reduktion af skydetrykket medføre forlænget levetid på poserne, en bekræftelse heraf vil kræve at der foretages yderligere forsøg. Ændringer af skudrørene vurderes ud fra det tilgængelige datagrundlag, at det ikke kan bidrage med besparelser, da det vurderes at de optimeringer der kan foretages, er så bekostelige at de ikke bliver rentable. Den samlede konklusion bliver, set i forhold til de fire optimeringsmuligheder der er arbejdet med, at tre af forslagene peger i retning af installation af en flowmåler. Det anbefales derfor at der installeres og integreres en flowmåler på trykluftforsyningen til posefilteret i henhold til den beskrivelse, der er i rapporten. Løsningen vil kunne bidrage til et bedre overblik over det aktuelle trykluftforbrug til posefilteret, som efterspurgt i problemstillingen, samt være et redskab til at registrering af, om det er muligt at opnå yderligere besparelser på trykluftforbruget ved at ændre på parametrene til rensning. Med flowmåleren og implementering af styringen, som er omtalt i rapporten, kan der fås en indikering af lækager i trykluftsystemet på posefilteret. Derved kan der gøres en indsats til udbedring af fejlene for at minimere trykluftforbruget. Jakob Dam F10659 Side 43 af 47

45 Implementeringen af flowmåler og styring har med hensyntagen til den samlede årlige energibesparelse på kwh, en tilbagebetalingstid på godt 2,5 år. Det kan efterfølgende anbefales at leje et high-speed kamera, som er omtalt i rapporten, for at undersøge om systemet med de gældende indstillinger renser efter hensigten. 14. Perspektivering Projektetet har i forbindelse med dataopsamling og analyse på trykluftsystemet kastet lys over de manglende målinger på trykluftsystemet. Det er vist at en måling af effektforbruget på kompressor 4 samt udskiftning eller reparation af flowmåleren til måling af det samlede trykluftflow kan anbefales. Prisen herfor er ikke beregnet da den ikke har betydning for projektet, men vil kunne bidrage til at L90 får et overblik over deres reelle forbrug af trykluft og udgiften hertil. I projektet er der arbejdet koncentreret på posefilteret og trykluftforsyningen hertil, og som det fremgår af rapporten udgør trykluftforbruget til rensning af posefilteret omkring 6% af det samlede trykluft forbrug. Derfor kan dette skalleres op til hele L90 hvorved der vil være betydelige energibesparelser alene ved at få fundet og udbedret lækagerne på trykluft systemet. Projektet kan ses i forhold til industrien, hvor der også anvendes trykluft til mange formål, heriblandt også til rensning af filtre. I industrien er der til forskel fra dette projekt, hvor L90 er en forsyningsvirksomhed, en højere elpris der skal regnes med. Det vil få regnestykket til at se væsentlig anderledes ud, og der vil være væsentlig mere at spare. I gennem projekt arbejdet er der flere gange blevet henledt til, at det at minimere på trykluftforbruget ikke må ske på foranledning af forringelse på hele affaldsforbrændingsanlæggets drift. Derfor skal denne rapport ses i et større perspektiv. Som der er nævnt er det vigtigt at fokusere på at der ikke bliver slækket på de miljømæssige forhold som kan medføre til overskridelser.en yderligere gennemgang af rensning vil udover besparelse på trykluft kunne bidrage til at de optimale indstillinger findes og anvendes. Optimeringer på rensningen kan med stor sandsynlighed også bidrage med en besparelse på driften af sugetræksblæseren. Jakob Dam F10659 Side 44 af 47

46 15. Efterskrift Praktikperioden og arbejdet med dette projekt har været meget lærerigt. Det valgte emne har været meget spændende at arbejde med, og vist at der er rigtig mange faktorer på spil når man vil optimere på dele i en produktion. Det har udfordret mig faglig, og udviklet min tværfaglige teori til at omhandle praktisk arbejde og analysering af fysiske maskiner, som er en stor del af maskinmester fagets kompetencer. Ved projektarbejde er det næsten sikkert at der igennem projektet opstår flere ting som man i første omgang ikke kan havde taget højde for, og hvor der skal tages stilling og vurderes. Derved bliver arbejdet kun mere udfordrende, og det giver udfordringer i forhold til at overholde tidsplanen, og prioritere tiden rigtigt. Det samme gælder ved dataindsamling, det er ikke sikkert at man kan opnå den måling som man ønsker, men må nøjes med noget som måske giver det rigtige billede. Det har givet et godt indblik i vigtigheden i at man forholder sig kritisk til data og udsagn, for at man hurtigt kan vurdere hvordan det påvirker et resultat. Det er som maskinmester vigtigt, da man kan komme i berøring med mange faggrupper, hvor man let kan komme til at skulle formidle informationer, som ikke opfattes ens af alle. Jakob Dam F10659 Side 45 af 47

47 16. Litteraturliste Chauvin Arnoux, F407 User Manual. 3. red. Paris: Chauvin Arnoux. Christensen, S., Direktør og ejer af Konf Air A/S [Interview] (November 2013). Christiansen, F., Servicetekniker, Kaeser Kompressor A/S [Interview] (December 2013). CS Electric, Eldokumentation - Posefilterens L90, Esbjerg: CS Electric. Energi Styrelsen, Energi Styrelsen. [Online] Available at: [Senest hentet eller vist den 9. December 2013]. Engelund, J., Smed, leder af smedeværksted og mekanisk vedligehold [Interview] (September 2013). FLS miljø A/S, Røggasrensning. Esbjerg: FLS miljø A/S. Foreningen For Energi og Miljø, Energihåndbogen, Virum: Foreningen For Energi og Miljø. HansBuchA/S, Tekniker [Interview] (November 2013). Hansen, N., Manager - Automation, AVS Danmark ApS [Interview] (December 2013). Kaeser Kompressorer A/S, Manual, Skruekompressor DSD/DSDX. Karlslunde: Kaeser Kompressorer A/S. Karlsen, B., Maskinmester og sektionsleder REFA [Interview] (December 2013). Kerstens, H. & Andreasen, S. S., Rapportskrivning. 5. red. Århus: AAMS. Krohne, H250 Flowmeter, Technical Datasheet - TD H250 R03 en. Duisburg: Krohne. L90, Grønt regnskab 2012 for L90 Affaldsforbrænding, Esbjerg: L90. L90, Operatør manual. Esbjerg: L90. Lauritsen, A. B., Gundtoft, S. & Eriksen, A. B., Termodynamik. 2 red. Århus: Nyt teknisk forlag. Pedersen, B., Teknisk driftsassistent / Maskinmester - REFA [Interview] (9. December 2013). Pedersen, R., Maskinmester og driftsleder L90 [Interview] Petersen, P. E., Elektroteknik 3, Elektriske maskiner. 4. red. s.l.:bogfondends forlag A/S. Retsinfo, Retsinfo. [Online] Available at: [Senest hentet eller vist den 01 december 2013]. AAMS, AArhus Maskinmester Skole. [Online] Available at: [Senest hentet eller vist den 12. December 2013]. Jakob Dam F10659 Side 46 af 47

48 17. Figurliste Figur 1 Foto af skorsten L90 affaldsforbrænding... Forsiden0 Figur 2 Collage af elementer i rapporten... Forsiden0 Figur 3 - principskitse af affaldsforbrændingen... 9 Figur 4 - trend over driftsforhold Figur 5 - røggas fordeling i posefilteret, (FLS miljø A/S, 2002) Figur 6 - filtreringsfasen af røggassen I poserne, (FLS miljø A/S, 2002) Figur 7 rensesystemets opbygning i posefilteret, (FLS miljø A/S, 2002) Figur 8 - trykluftrensning i poserne, (FLS miljø A/S, 2002) Figur 9 - trykluft forsyningen Figur 10 - trykluft flow og poserens Figur 11 - Times trend Figur 12 Rensning i drift Figur 13 Rensning frakoblet Figur 14 tabel over lækager på trykluft (Foreningen For Energi og Miljø, 2002) Figur 15 - Elforbrug på kompresser (Foreningen For Energi og Miljø, 2002) Figur 16 - Billeder af posefilterets skudrør og ventiler (eget arkiv) Jakob Dam F10659 Side 47 af 47