nieuws

Audit aandrijfsystemen spoort prestatiekillers op

Publicatie

25 sep 2019

Categorie

Petrochem

Soort

nieuws

Tags

elektrificatie

(branded content)

In de pilot Slimme en zuinige aandrijfsystemen industrie worden 150 bedrijven doorgelicht op het besparingspotentieel. En dat gaat breder dan alleen energiebesparing. Minder verspilling leidt namelijk niet alleen tot lagere energiekosten, maar ook tot minder onderhoudskosten en productieverliezen of lekkages. De eerste resultaten van de pilot worden besproken tijdens de vakbeurzen Pumps & Valves en Solids.

De Eerste Kamer heeft sinds kort de klimaatwet aangenomen waardoor zowel de gebouwde omgeving als de transportsector, de energiesector en de industrie hun energieverbruik moeten verduurzamen. Minister Eric Wiebes van Economische Zaken en Klimaat onderzoekt daarbij nog of de industrie een groter deel van de besparingsdoelen krijgt toebedeeld.

Wat de uitslag van deze verkenning ook wordt, het zal duidelijk zijn dat de industrie extra stappen of misschien zelfs sprongen zal moeten maken om zijn CO2-uitstoot terug te dringen. De meest efficiënte en goedkope optie is nog altijd de eerste stap uit de trias energetica: energiebesparing. Met name voor elektrische motorsystemen is nog veel te winnen. Vandaar dat het ministerie van EZK extra geld uittrekt om bedrijven te ondersteunen bij de herinrichting van hun systemen.

Elektrische aandrijfsystemen

Maarten van Werkhoven is consultant bij TPA Adviseurs en expert op het gebied van aandrijfsystemen. ‘Elektrische aandrijfsystemen consumeren bijna de helft van de wereldwijd beschikbare elektriciteit’, zegt Van Werkhoven. ‘Hoewel de grootste energieconsumptie in de industrie op het conto van fossiele brandstoffen komt, is ruim een kwart van de energieconsumptie elektrisch. Men verwacht dat dit aandeel in de toekomst nog wel hoger kan worden. Hoewel ook verlichting en ICT-systemen elektriciteit nodig hebben, gaat het grootste deel naar elektrische aandrijvingen. Zo’n systeem bestaat uit een elektromotor, een koppeling of transmissiesysteem zoals een aandrijfriem of tandwielkast en een applicatie, zoals een pomp, ventilator, compressor, roerwerk of transportband.’

Van met name oudere modellen elektromotoren is al langer bekend dat ze minder efficiënt zijn door hun verouderde technologie en slijtage, en doordat ze veelal niet op de juiste wijze worden ingezet. Ze draaien doorgaans maar op één toerental en zijn vaak te groot voor hun taak. ‘Bij pompen betekent dit vaak dat de procescontrolesystemen moeten ingrijpen om met smoorkleppen een te grote doorvoer of te hoge druk te smoren. De inzet van toerenregeling zoals bijvoorbeeld een frequentieregelaar voorkomt dat smoorkleppen de druk moeten verlagen waarmee energiebesparingen tot wel vijftig procent mogelijk zijn.’

Afgeleide voordelen

In de praktijk komt het veelvuldig voor dat pompen eigenlijk maar op een derde van hun capaciteit hoeven te draaien, stelt Van Werkhoven. ‘De elektromotor die deze pomp aandrijft, levert echter een constant hoog vermogen. Een motor die beter is afgestemd op de daadwerkelijke vraag, oftewel belasting, kan al gauw meer dan dertig procent energie besparen. Investeren in toerenregeling, gecombineerd met een nieuwe kleinere motor die het toerental van de motor afstemt op de behoefte van de pomp-applicatie, is dan een zeer rendabele investering. Alleen al de energiebesparing zorgt ervoor dat een investering in een frequentieregelaar zich binnen twee jaar terugverdient. Bijkomend voordeel is dat een pomp ook een stuk minder snel slijt omdat het proces geleidelijk kan worden gestart en beter te regelen is. Dit verlaagt de druk op de draaiende delen, maar bijvoorbeeld ook op afdichtingen. Die afgeleide voordelen maken een investering in toerenregeling nog aantrekkelijker.’

Terughoudend

De besparingscijfers waarover Van Werkhoven spreekt, moeten de industrie niet nieuw in de oren klinken. Partijen als Rijksdienst voor ondernemend Nederland zijn al heel lang bezig met het onder de aandacht brengen van de mogelijkheden voor efficiency-verbeteringen van elektrische aandrijfsystemen. Ook in de Meerjarenafspraken (MJA2) en meerjarenafspraken energie-efficiëntie (MEE) heeft de industrie commitment gegeven aan energiebesparing in elektrische aandrijvingen.

Bedrijven zijn in de praktijk echter terughoudend omdat het vervangen of aanpassen van elektrische aandrijfsystemen toch een aardige investering vergt. Dat geld kan maar eenmaal worden besteed en dan kiest de directie liever voor aanpassingen in het proces die andere voordelen meebrengen, zoals veiligheid, flexibiliteit of productieaanpassingen. Ook ontbreekt het nog wel eens aan de technische kennis en kunde om een dergelijk complex project op te pakken, als men al de mankracht heeft. Verder kunnen bijvoorbeeld de aanlegkosten van de bekabeling voor een frequentieregelaar nogal oplopen. Met name als dit in een Atex-omgeving moet plaatsvinden, omdat de frequentieregelaar vaak ver van de aandrijving vandaan moet worden geïnstalleerd.

Bedrijven zitten ook niet direct te wachten op de verplichte productiestop die nodig is om de aanpassingen door te voeren. En dan lopen ze ook nog risico op productieverliezen omdat ze aanpassingen doen in een op zich goed werkend systeem. Van Werkhoven: ‘De grootste uitdaging zit in het vernieuwen van bestaande elektromotoren en applicaties, dus het optimaliseren van de installed base. Wie een nieuwe elektromotor koopt, zal sowieso aan de efficiency-klasse IE3 moeten voldoen, conform de EU Richtlijn 640/2009. Deze minimum norm geldt voor nieuwe elektromotoren, waarbij in een aantal gevallen een IE4-motor al de betere, meer rendabele optie blijkt.

Pilot

Het ministerie van EZK besloot onlangs dat het met dit onderwerp goed mogelijk was om de industrie een hand te reiken om extra CO2-reductie te realiseren. In een pilot, genaamd Pilot Slimme en zuinige aandrijfsystemen industrie, kijkt een aantal auditors integraal naar de aandrijfsystemen van de top driehonderd energieverbruikers in de industrie. In totaal kunnen 150 bedrijven in de papier, food, metaal en (petro)chemische industrie gebruikmaken van de regeling. Dat is best een ambitieus aantal, vindt ook Van Werkhoven. ‘Daarom zijn we nu begonnen met dertig audits om te kijken of de aanpak aanslaat. Is dit het geval, dan zijn de volgende 120 bedrijven aan de beurt.’

Alle betrokken auditors werken volgens de ISO 50002-norm voor energieaudits, waarmee bedrijven er zeker van kunnen zijn dat ze een objectief en gevalideerd advies krijgen. Het is de bedoeling dat de auditoren de top twintig van kansrijke aandrijvingen binnen een bedrijf onder de loep nemen. Na grondige analyse krijgen de deelnemende bedrijven vervolgens een rapportage met vijf businesscases en inzicht in het besparingspotentieel.

Overall equipment efficiency

‘Belangrijkste verschil met eerdere audits is dat we ook de afgeleide waardes meenemen in de businesscase’, zegt Van Werkhoven. ‘In het verleden lag de nadruk wat meer op de elektromotoren zelf, terwijl de toepassing in een systeem het energieverbruik misschien wel meer beïnvloedt. Zo heeft de pijpdiameter invloed op de kracht die een motor moet leveren. Soms kom ik ook systemen tegen waar pompen elkaar tegenwerken. In dat geval moet je het gehele systeem herontwerpen. Intussen staat de techniek ook niet stil en zijn er niet alleen zuinigere pompen verkrijgbaar, maar ook bijvoorbeeld magnetische koppelingen die minder slijtage en verliezen in de pomp opleveren.’

Helaas is ook oneigenlijk gebruik bij sommige bedrijven een prestatiekiller. Van Werkhoven: Bedrijven moeten nadenken welke flow of druk ze echt nodig hebben voor een proces. Hoe beter je een systeem inricht op de actuele behoefte, hoe minder verspilling optreedt. En dat zie je ook terug in de uptime en de overall equipment efficiency. Minder verspilling leidt niet alleen tot lagere energiekosten, maar ook tot minder onderhoudskosten en productieverliezen of lekkages. Daar zijn ook de toezichthouders blij mee, zeker waar het om toxische stoffen gaat.’

Pumps & Valves en Solids

Maarten van Werkhoven bespreekt de eerste resultaten van de Pilot Slimme en zuinige aandrijfsystemen industrie tijdens het conferentieprogramma van Pumps & Valves en Solids op 2 en 3 oktober in Ahoy Rotterdam. Vakbeurs Pumps en Valves is gericht op de verwerking van vloeistoffen en gassen. Vakbeurs Solids is gericht op de verwerking van poeder en bulk. Samen vormen ze één evenement voor de procesindustrie.

Aan de beurzen is een conferentieprogramma gekoppeld waarmee een kijk in de toekomst van procestechnologie wordt gegeven. Kennis, inzichten en ervaringen worden door diverse kennispartners gedeeld en hebben als doel de bezoekers en exposanten te inspireren en aan het denken te zetten. Met het programma geeft de beursorganisatie nog meer waarde aan het bezoek aan de industriële vakbeurzen.

Het programma van deze editie is samengesteld aan de hand van drie thema’s: Duurzaam, Machine en Veiligheid. Bij het thema ‘Duurzaam’ wordt aandacht geschonken aan de wijze waarop reststromen efficiënt kunnen worden uitgewisseld, oftewel circulair ondernemen. Het thema ‘Machine’ zal worden toegespitst op predictive maintenance en energiezuinige installaties. Voor het thema ‘Veiligheid’ gaat de aandacht vooral naar veilig werken binnen de sector chemie.

Meer informatie over Pumps & Valves en Solids en het conferentieprogramma is te vinden op www.pumpsvalves.nl en www.solidsrotterdam.nl.

Fotocredit: Frans Berkelaar

Petrochem 12, 2019

3 december 2019