De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Een gezamenlijk initiatief van:met steun van: Warmterecuperatie Centexbel Frank Van Overmeire.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Een gezamenlijk initiatief van:met steun van: Warmterecuperatie Centexbel Frank Van Overmeire."— Transcript van de presentatie:

1 een gezamenlijk initiatief van:met steun van: Warmterecuperatie Centexbel Frank Van Overmeire

2 Warmterecuperatie  Algemene principes  Soorten warmtewisselaars  Mogelijkheden tot warmterecuperatie

3 Warmterecuperatie

4 Concepten en vragen  Over welke temperatuur hebben we het ?  Over welke warmtehoeveelheden (MJ/h GJ/jaar)  Over welke massastromen  Lucht, water, stoom,..  Zuiverheid  Debieten  Kan warmte gerecupereerd worden  Wat kunnen we doen met gerecupereerde warmte?

5 Concepten en vragen  Waar is de mogelijkheid tot warmterecuperatie?  In proces  In utilities (stookplaats, persluchtlokaal)  centraal of gedecentraliseerd  Wat zijn omgevingsomstandigheden?  Bevuiling  Latente warmte?  Corrosief?  Waneer is warmte beschikbaar?  Continu  batchgewijs

6 Mogelijkheden tot warmterecuperatie  Ketelhuis en warmteverdelingsnetten:  rookgassen,  de spui,  condensaatterugvoer  voorverwarming van ketelvoedingswater, verbrandingslucht,  rookgascondensors  Warmterecuperatie op perslucht  Warme afvalwaters  Warme extractieluchten  WKK  Koelwater  Klimatisatie  Andere ideeën uit zaal?

7 Andere kant  Wat gaat men doen met die warmte?

8 Mogelijkheden om warmterecuperatie toe te passen  Warmterecuperatie in het ketelhuis en warmteverdelingsnetten: de warmte wordt gebruikt om de verbrandingslucht of suppletiewater voor te verwarmen.  Proceswater of –lucht voorverwarmen  Grondstoffen verwarmen  Lokalen verwarmen  Water voor douches  Zwembad van villa naast fabriek  …..

9 Voorwaarden voor zinvolle warmterecuperatie  Voldoende warmte op geschikte temperatuur: Warmteoverschot moet heter zijn dan warmtevraag (soms kan warmtepomp dit verhelpen)  Gelijktijdigheid van warmteoverschot en -tekort  Warme en koude stroom voldoende dicht bij mekaar  Niet te zware belading van de stromen (vooral aanzettingen en vaste deeltjes)  economische haalbaarheid  wetgeving (bvb over lozing van warm afvalwater)

10 Basisprincipes Als we warmteverliezen verwaarlozen Rendement = verhouding tussen hoeveelheid effectief gerecupereerde warmte tov wat men maximaal zou kunnen recupereren (als men één van beide fluïda maximaal afkoelt of opwarmt)

11 11 T-Q-diagramma Hoeveelheid uitgewisselde warmte Temperatuur warme stroom UIT koude stroom UIT IN

12 T-Q-diagramma T Q Recup T Maximale Q Recup  T approach T-Q  Temperaturen bij in- en uittrede van de warmtewisselaar  Recupereerbare warmtehoeveelheid  Brandstofbesparing Reële situatie Oneindig grote warmte- wisselaar

13 T-Q-diagramma T Q Recup T Voorbeelden waar men veel minder recupereert dan er langs warme kant inzit

14 Temperatuurniveaus  Opmerking: Bij verdamping/condensatie:  Warme en koude stromen in T-Q-grafiek zetten Beide stromen verschuiven tot minimaal temperatuurverschil optreedt:  T min  Richtwaarden:  Faseovergang  T min = 5 °C  Vloeistof-vloeistof:  T min = 10 °C  Vloeistof – gas:  T min = 15 °C  Gas-gas:  T min = 25 °C  Rookgassen  T min = 50 °C

15 Recupereren & Recycleren: warmte  Q = U * A *  T lm warmtetransfercoëfficiënt * uitwisselingsopp. *  T  Tlm = logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil  Tlm = (  T1 -  T2) / ln(  T1 /  T2)  --->turbulentie ­,  wanddikte,   T

16 warmterecuperatie   Tlm -tegenstroom >  Tlm -gelijkstroom  kleiner warmte-uitwisselingsoppervlak nodig bij tegenstroom TegenstroomGelijkstroom T1T1 T2T2 T1T1 T2T2

17 Warmterecuperatie  Algemene principes  Soorten warmtewisselaars  Mogelijkheden tot warmterecuperatie

18 Type warmtewisselaars  pijpenbundels (shell en tubes): groot volume, eenvoudige constructie  platen WW: kleiner volume, hogere drukval, hoge warmtetransfercoëfficiënt, gevoelig voor mechanische onzuiverheden  Roterende regenerator  …

19 Type warmtewisselaars  Vloeistof – vloeistof  Gas – gas  Vloeistof – gas  Met of zonder faseverandering  Gelijkstroom  Tegenstroom  crossflow  …

20 Keuze en soorten warmtewisselaars  Keuze warmtewisselaar is belangrijk  Hulpmiddel : zie  NExT_selection.xls NExT_selection.xls

21 Types Warmtewisselaars Vloeistof - Vloeistof

22

23

24

25

26 Types Warmtewisselaars Gas – Gas Recuperatie

27 Types Warmtewisselaars Gas – Gas Regeneratie

28

29 Lucht-Lucht – warmtewisselaars

30 Warmterecuperatie  Algemene principes  Soorten warmtewisselaars  Mogelijkheden tot warmterecuperatie

31 Mogelijkheden om warmterecuperatie toe te passen  de eenvoudigste manier om warmte te recupereren: een warme processtroom terug sturen naar het proces.  recycleren van verbrandingsgassen in de branderluchttoevoer  gecondenseerde verwarmingsstoom verder gebruiken als proceswarmte en terug naar de stoomketel i.p.v. vers ketelwater  op een wasmachine warm water naar een andere wasbak sturen

32 Voorbeelden warmterecuperatie  Vloeistof - vloeistof WW  koelwater van verfbad (70-80°C) wordt proceswater  koeling van warm afvalwater met vers koud proceswater  Gas - vloeistof WW  warmterecuperatie uit rookgassen van stookketels warmterecuperatie uit afgassen van spanramen  Gas - gas WW  voorverwarming van ketelverbrandingslucht met warmte uit rookgassen of uit afgassen vanspanramen  Verse lucht op droger voorverwarmen met warmte uit extractielucht

33 33 Warmterecuperatie op globaal afvalwater  Voldoende ingeburgerd, onder andere om milieuredenen.  Nochtans zijn er nog altijd bedrijven waar men koeling van afvalwater doet via natuurlijke afkoeling in grote buffertanks of waterreservoirs, bijmengen van koelwater...  Men moet wel beseffen dat warmterecuperatie op globaal afvalwater de mogelijkheid voor andere toepassingen waarbij warm water geproduceerd wordt beperkt.

34 34 Warmterecuperatie op globaal afvalwater  Keuze tussen centrale of gedecentraliseerde warmterecuperatie moet rekening houden met  plaats van lozingspunten (ligging van machines),  verloop van lozingen in functie van tijd tijdstippen; continu of discontinu ?  In het algemeen is gedecentraliseerde warmterecuperatie aan te raden bij continue installaties en gecentraliseerde lozing bij discontinue installaties (tenzij ze ver van mekaar liggen).

35 35 Warmterecuperatie op globaal afvalwater  Typisch wordt afvalwater van ° naar 35° afgekoeld en daarmee wordt vers water opgewarmd van 10 naar °.  In een aantal bedrijven zou men meer warm water kunnen produceren, doch dit vergt dan lozen van baden aan 130°; nu gebeurt dit door die baden eerst af te koelen tot 80° en die warmte wordt in koeltoren afgevoerd.  2 opties : ofwel HT-lozen in een tank die onder druk staat, ofwel HT-lozing mengen met een deel kouder afvalwater

36 Voorbeeld koelen van textiel  Textielproductie:25 m/min = 1500 m/h 2,2m breed 200g/m²  Weefsel moet afgekoeld worden van 60 °C naar 20°C  Constructeur stelt voor dit te doen met 10m³/h koelwater aan 15 °C  Commentaar?

37 Voorbeeld koelen van textiel Oplossing  Berekenen textielproductie: 2,2 m * 200 g/m² * 25 m/min * 60 min/h = 660 kg/h  Af te voeren warmte: 660 kg/h * 40° * 1,5 kJ/kg° = 39600kJ/h  Als men dit doet met 10 m³/h water, dan wordt dit water opgewarmd over 39600kJ/h / ( kg/h * 4,2 kJ/kg°) = 0,9 °...  Andersom kan men berekenen dat om water bvb met 10° op te warmen men maar 0,9 m³/h mag inzetten... (zie ook Afkoelen.xls)Afkoelen.xls

38 Energiebesparingen in ververij (TVI)

39

40 40

41 41 Warmterecuperatie op wasmachine  warmterecuperatie op uw wasmachine of gebruikt u warm water afkomstig van een centraal warmterecuperatiesysteem?  voordelen en nadelen van beide systemen?  functioneert de warmterecuperatie optimaal?

42 82 °C 8,5 m³/h 42 °C 14,7 m³/h 40 % van de warme afvalwaters gaan direct naar de riool (bij een temperatuur van 82 °C!) 25 °C 8,5 m³/h 12 °C 14,7 m³/h

43 Warmterecuperatie op ovens

44 Warmterecuperatie

45 Warmterecuperatie op oven

46  Fixatieprocessen bij hoge temperatuur (190°C), dus interessant  WRG-concept  Fase 1: opgewarmde lucht naar spanraam  Fase 2: warm water gaat naar ververij  Maar …  Fase 1: verse lucht hooguit 60% extractielucht  Fase 2: concurrent voor warmterecuperatie op afvalwater !

47 47

48 48 Drukdrogen

49 Drukdroger  Grootste deel van energie wordt gerecupereerd onder vorm van warm water  Maar wat doet men ermee als men al warmterecuperatie op afvalwater in ververij heeft?

50 50 Optimalisatie van koeling bij extruders  minstens koelwater niet naar riool sturen  Indien men meerdere extruders heeft, alle koelers samen op één circuit aansluiten  Hier ook interesse in absorptiekoeling

51 warmtebalans van een olie- geïnjecteerde schroefcompressor 51

52 52 Warmterecuperatie op perslucht  meestal beperkt tot gebruik van opgewarmde lucht voor het verwarmen van magazijnen en produktieruimten in de winter.  warmte die men afvoert via het koelwater, wordt meestal afgevoerd in koeltorens (in winter naar lokaalverwarming / klimatisatie)

53 Totaal elektrisch vermogen 100% Stralingswarmte = 2% Overblijvende warmte in de perslucht = 4% Stralingwarmte van de aandrijfmotor = 9% Warmterecuperatie van de oliekoeler = 72% Warmterecuperatie van de nakoeler = 13% Onder ideale omstandigheden kan 94% van de energie gerecupereerd worden. Warmterecuperatie op perslucht

54 54 Warmterecuperatie op perslucht  één bedrijf al meer dan 10 jaar een warmterecuperatie op watergekoelde olievrije schroefcompressor van Atlas Copco.  geen apart gesloten circuit maar rechtstreeks gevoed met koelwater van 10°  positief uitgevallen omdat bijkomende kosten waterbehandeling meevielen;  het bekomen warm water van ongeveer 90° wordt gebruikt als ketelvoedingswater

55 55 Afvalverwerking & luchtzuivering  Zuivering van afgassen uit proces (vb. spanramen): terugvoer naar ketel als verbrandingslucht ---> recuperatie van warmte en verbrandingswaarde ---> vermindering van absolute uitstoot van KWS, CO, CO2, NOX

56 56

57 Voorbeeld warmtekrachtkoppeling  3 gasmotoren (2 x 1000 kWel kWel)  Jenbacher 2 x 20 cyl + 1 x 16 cyl in V met turbo- intercooler  Rookgassen (520° – 160°) door 3-gangen recuperatieketel op bestaande stoomnet (1,6 bar)  Koelwater :  Cilinderwanden + 1ste trap intercooler : 90° - 60° (50 m³/uur)  2de trap intercooler + turbo : 45° - 40° (12 m³/uur)

58 Voorbeeld warmtekrachtkoppeling  Verbruik van de warmte  Stoom (continu 2,7 ton/uur) op het interne stoomnet van 1,6 bar  Warm water 90° :  Verwarming van buitenlucht voor drogers  Verwarming van rivierwater voor wasproces  Centrale verwarming burelen + werkplaatsen  Warm water 45° :  Verwarming van rivierwater voor bevochtiging lucht viscosespinnerij

59 Voorbeeld warmtekrachtkoppeling  Ander voorbeeld: bij loonveredelaar WKK maar geen warmterecuperatie op afvalwater !

60 Problemen met warmtewisselaars  Vervuiling in warmtewisselaars in de geïndustrialiseerde landen kost ca. 0.25% van hun BNP aan “extra” energiekosten. Voor Nederland met een BNP van € 490 miljard betekent dit een kostenpost van € 1 miljard op jaarbasis.  Door vervuiling vermindert warmteoverdracht en verhoogt drukval over warmtewisselaar !  Kloppen debieten – temperaturen na verloop van tijd met ontwerpgegevens?

61 Variabele kosten net zo belangrijk zijn als de initiële kosten.

62 Nog vragen ?  Suggesties altijd welkom bij of  Volgende sessie: DONDERDAG 16 FEBRUARI DROGEN van textielmaterialen (en andere thermische behandelingen)


Download ppt "Een gezamenlijk initiatief van:met steun van: Warmterecuperatie Centexbel Frank Van Overmeire."

Verwante presentaties


Ads door Google