Centralnie sterowane spalanie zwiększa efektywność energetyczną

Dzięki SIMATIC PCS 7 Raffinerie Tirlemontoise zwiększa swoją efektywność energetyczną z 85% do 98%.

Rafinacja buraka cukrowego na cukier kosztuje energię. Dużo energii: kilka megawatów na godzinę. Dlatego Raffinerie Tirlemontoise mocno naciska na wydajność. Dzięki nowej, centralnie sterowanej kotłowni zwiększyła swoją efektywność energetyczną z 85 do 98 procent za jednym zamachem.

Wytwarzanie cukru to odparowywanie wody

Mycie buraków cukrowych, obieranie ich, krojenie na kawałki, a następnie ekstrakcja gorącą wodą, aby cukry rozpuściły się w soku cukrowym, a następnie koncentracja i krystalizacja tego soku.

W ten sposób rafineria cukru Tiense produkuje cukier od 190 lat. Zasady pozostały takie same, ale skala wzrosła. A technologia się poprawiła.

„Fabryka cukru to fabryka wody” - mówi Benny Holemans, kierownik projektu Energy & Sustainability. Burak cukrowy zawiera od 14 do 18 procent cukru w zależności od pory roku. Reszta to sucha masa, ale głównie woda. I musimy odparować tę wodę. To pochłania dużo energii”.

Raffinerie Tirlemontoise ciężko pracuje, aby wykorzystać tę energię jak najbardziej efektywnie. W 2023 roku firma zbudowała nową wieżę dyfuzyjną o wyższej wydajności i niższym zużyciu energii niż stare systemy wydobywcze. Sok zagęszcza się parą w parownikach i patelniach do gotowania.

Cała instalacja parowania jest zrównoważona, a wszystkie przepływy kondensatu i nadwyżki ciepła są maksymalnie wykorzystane. Przemysłowa pompa ciepła pobiera energię z części pary niskokalorycznej, która nie została ponownie wykorzystana.

Od producenta energii do baterii dla sieci

Pomimo tych wszystkich wysiłków energia pozostaje wyzwaniem. „Musimy działać ekologicznie. Dla naszej planety, ale także w celu kontrolowania naszych kosztów. Obecnie produkujemy od 14 do 15 megawatów, głównie z gazu. Sami zużywamy około 13, resztę oddajemy do sieci. To staje się coraz droższe. Nie robienie niczegokosztowałoby nas kilkadziesiąt milionów euro w ciągu najbliższych 15 lat.”

„Biometan wytwarzamy również z odpadów buraczanych, choć wciąż nie zaspokaja on naszego zapotrzebowania na energię. Musimy więc się zelektryfikować.. Ale potem pojawia się problem: produkujemy cukier od września do marca w tym samym czasie co zbiory buraków. Są to właśnie ciemne miesiące, kiedy dostępna jest niewielka ilość energii słonecznej. Musieliśmy więc zrobić kolejny krok w kierunku zwiększenia efektywności”.

Dodatkowe wyzwanie: połączenie różnych źródeł energii. „W tej chwili jesteśmy producentem energii. Wraz z elektryfikacją staniemy się jej konsumentem. Chcemy zużywać ją jak najtaniej, więc rozwiązanie musiało być elastyczne. W miesiącach produkcyjnych czasami jest za mało prądu, a czasami za dużo, na przykład gdy wieje zbyt silny wiatr. Wtedy dostajemy zapłatę za korzystanie z tej energii. W ten sposób stajemy się wręcz akumulatorem dla sieci”.

Nowoczesna kotłownia gazowa, elektryczna i wodorowa

Na terenie obiektu znajdowały się 3 kotłownie, z których jedna do niedawna jeszcze działała w oparciu o węgiel. Callens, Callensvyncke i Siemens zbudowali jedną centralną kotłownię w ciągu ośmiu miesięcy. „Pracowaliśmy z małą grupą projektową pełną specjalistów i to się opłaciło”.

„Jesteśmy tu obecni od 1995 roku” - dodaje Stein Monserez, kierownik ds. żywności i napojów w firmie Siemens. „Znamy się na wylot i komunikujemy bezpośrednio".

O Raffinerie Tirlemontoise

Raffinerie Tirlemontoise produkuje cukier od 1836 roku. Firma jest liderem na rynku w Belgii, zatrudniając około 600 pracowników w sześciu zakładach w Belgii i Holandii. Zakład Tienen zajmuje 17 hektarów.

Otwarta komunikacja była kluczowa w tym projekcie: w rezultacie porozumiewaliśmy się bezpośrednio i realizacja projektu przebiegała bardzo sprawnie.

Stein Monserez, Kierownik pionu ds. żywności i napojów, Siemens

„Kotłownia jest najnowocześniejsza” - chwali się Benny. „Zainstalowaliśmy energooszczędne hybrydowe kotły o niskiej zawartości azotu w pełni sterowane przez SIMATIC PCS 7. Centralizując wszystko i używając zupełnie nowego sprzętu, za jednym zamachem zwiększyliśmy efektywność energetyczną z 85% do 98% . W wyniku tego osiągnęliśmy bezpośrednie roczne oszczędności w wysokości 5—10 procent. Przy rachunku za energię w wysokości 13 milionów euro to całkiem sporo”.

„Od jakiegoś czasu korzystaliśmy ze standaryzacji PCS 7. Teraz możemy również w pełni sterować naszą kotłownią z naszego centralnego centrum sterowania. Jeśli jest to w ogóle konieczne, ponieważ w zasadzie działa autonomicznie. Oznacza to, że operatorzy muszą znacznie mniej chodzić”.

Dzięki tej nowej instalacji zmniejszyliśmy zużycie wody nawet o jedną trzecią. Jest to znaczna oszczędność, która przynosi korzystnie wpływa na środowisko.

Benny Holemans, Kierownik projektu ds. energii i zrównoważonego rozwoju , Raffinerie Tirlemontoise

„Ponadto oszczędzamy dużo na konserwacjia. Nasze stare kotłownie nie były już w idealnym stanie. Nieszczelne rury, awarie palnika itp.; nasi technicy musieli często interweniować. Na szczęście to już historia. Są też mniejsze koszty zużycia: nie musimy już na przykład utylizować popiołu węglowego. Dzięki recyklingowi zmniejszyliśmy zużycie wody nawet o jedną trzecią. To poważne oszczędności, z których każda przyniesie korzyści środowisku”.

„Kotły są teraz zasilane gazem ziemnym, ale wkrótce będą również zasilane energią elektryczną. W niedalekiej przyszłości w pobliżu powstanie rurociąg z wodorem; kotły są również do tego przystosowane. W ten sposób, zawsze wybieramy najtańszą energię i pomagamy sieci w przypadku nadwyżki energii, której dystrybutorzy chcą się pozbyć”.

Korzyści w skrócie

Efektywność energetyczna od 85% do 98%
Oszczędność w wysokości od 5% do 10% na kosztach energii
Zużycie wody zmniejszone do jednej trzeciej
Gotowość na elastyczność dzięki energii elektrycznej i wodorowi
Oszczędności na operatorach i kosztach konserwacji.

Gotowi na energooszczędną przyszłość

„Dzięki temu projektowi zaczęliśmy produkować w sposób dużo bardziej zrównoważony. I jesteśmy gotowi na osiągnięcie jeszcze lepszych wyników w ciągu najbliższych 20 lat. Nasza przemysłowa pompa ciepła ma współczynnik wydajności 2,5—3 — oznacza to, że generuje 3-4 razy więcej energii niż jest ona zużywana. Dzięki nowszym technikom, takim jak mechaniczna rekompresja pary, zbliżamy się do współczynnika COP na poziomie 6–7”