De gemeente Aarhus is één stap dichter bij haar doel; een CO2-neutrale warmtevoorziening. Twee nieuwe energiebesparende frequentieregelaars van Danfoss hebben de efficiëntie van twee stadsverwarmingspompen aanzienlijk vergroot. Deze zijn geplaatst in het nabij gelegen stadje Skejby en versturen warmte van de afvalverbrandingsinstallatie in Lisbjerg naar het stadsverwarmingsnetwerk in Aarhus.
Hierdoor is Aarhus dichter bij haar doel: een CO2-neutrale gemeente.
Dankzij de nieuwe frequentieregelaars functioneren de motoren in de installatie ook veel efficiënter dan voorheen en tegelijkertijd zorgen ze voor een betere stabiliteit omdat ze beter samenwerken met de motoren. Zo wordt er tot wel 50.000 KWh per jaar bespaard. Danfoss heeft een uitgebreide oplossing bedacht, die behalve frequentieregelaars ook een extra kast, voor de aansluiting van bestaande kabels en een filter dat de motoren beschermt, omvat.
Klimaatvriendelijke warmte
Sinds de pompinstallatie in Skejby in1993 is gebouwd, heeft het goedkope en klimaatvriendelijke warmte van de verbrandingsinstallatie in Lisbjerg naar het stadsverwarmingsnetwerk voor consumenten in de omgeving van Aarhus verpompt. Restwarmte ontstaat t.g.v. de hoge temperatuur bij verbranding van huiselijk en commercieel afval, dat anders op een minder duurzame manier verwijderd zou worden. In plaats van deze warmte simpelweg in de lucht te laten oplossen wordt het gebruikt om woningen te verwarmen, ook al is de installatie toe aan vernieuwing. Het is te duur geworden om het 15 jaar oude systeem te onderhouden en de oude frequentieregelaars dienden vervangen te worden. De twee grote 500 kW primaire pompen werden voorheen snelheidgeregeld d.m.v. oude en inefficiënte frequentieregelaars, welke nu vervangen zijn door twee uiterst efficiënte Danfoss VLT® frequentieregelaars. Het motor flux besturingsprincipe van de nieuwe VLT® drives zorgt er ook voor dat de bestaande motoren efficiënter werken dan voorheen, wat zorgt voor een dubbel voordeel. Een pomp is continu in gebruik terwijl de ander stand-by blijft, zodat deze in geval van een onderbreking in slechts enkele seconden kan draaien.
"Beide stadsverwarmingspompen zijn in prima conditie dankzij regelmatig onderhoud. Ze hoeven niet vanwege de energiebesparing vervangen te worden. Aan de andere kant hebben we aanzienlijk op energieverbruik bespaard door het optimaliseren van de pompen”, aldus operating assistent Martin Jensen, verantwoordelijk voor de motorbedieningssystemen van AffaldVarmes Arhus en het Skejby Pumpestation.
Grote voordelen van EnergyBox2
De warmtewisselaars voor het transmissienet zijn ook verwijderd in het optimalisatieproces, zodat het leidingssysteem van de verbrandingsinstallatie nu direct aangesloten is op het stadsverwarmingsnetwerk. Dit resulteert in extra energiebesparingen en verhoogt de output overdracht met 8 MW. Een nieuwe PLC besturing met proces beeldweergave en de installatie van verbeterde stuurprogramma's hebben tevens bijgedragen aan de energie optimalisatie van de verbrandingsinstallatie. De SRO installatie is aangesloten op het Profibus netwerk en alle operationele gegevens worden opafstand 24 uur per dag bijgehouden. Aandrijftechniek is de afgelopen 15 jaar sterk verbeterd. De nieuwe frequentieregelaars hebben een efficiëntie van 98% en zorgen voor een aanzienlijke vermindering van warmteverlies dan de voorgaande frequentieregelaars. Dit zorgt voor lagere bedrijfskosten. “Dankzij de nieuwe frequentieregelaars en de bedrijfsgeschiedenis die automatisch opgeslagen wordt in de frequentieregelaar, hebben we m.b.v. het Danfoss EnergyBox2 calculatieprogramma kunnen berekenen dat we zo'n 50.000 KWh per jaar besparen”, verklaart Martin Jensen. De nieuwe frequentieregelaars zijn geleverd met motorfilters en opties die ervoor zorgden dat ze in de huidige installatie ingebouwd konden worden met hergebruik van bestaande kabels.
Back channel koeling
De regelaars worden gekoeld m.b.v. directe afvoer van koellucht via een apart back channel koelsysteem, wat ervoor zorgt dat er geen onzuiverheden worden meegezogen in de electronica. "De optimalisatie is een sterke verbetering van de installatie en maakt het voor ons eenvoudiger om onze klanten een stabiele stadsverwarming te kunnen garanderen", aldus Martin Jensen.
Back channel koeling minimaliseert warmteverlies en verhoogt energie efficiëntie wat een aanzienlijk voordeel oplevert bij grote vermogens. 85% van het warmteverlies in de regelaar wordt via de koelventilator van de regelaar rechtstreeks naar het ventilatiesysteem afgevoerd. De overgbeleven 15% warmte van de regelaar wordt via temperatuurgeregelde ventilatoren in de deuren aan de voorzijde van de regelaar afgevoerd.
Feiten
De Lisbjerg Verbrandingsinstallatie levert tot wel 76 MW aan warmte aan het voedingsnet in Aarhus en samen met een kleinere installatie, Reno Syd, behaalt het een capaciteit van bijna 100 MW. Dit vertegenwoordigt een zeer aanzienlijk deel van het totale energieverbruik voor de verwarming van Denemarkens tweede stad.
De twee 500 kW primaire pompen zijn uitgerust met twee nieuwe Danfoss VLT ® AQUA Drive FC 202 frequentieregelaars.
AffaldVarme levert warmte aan Aarhus en omgeving, van Hornslet tot aan Odder en Skanderborg. De productie wordt geleverd door CO2-vriendelijke warmte van afvalverbranders, fabrieken voor verwarming van stro, houtsnippers en biogas en restwarmte uit de industrie. De warmte uit deze bronnen wordt zonodig aangevuld met warmte van de Studstrup fabriek, de grootste leverancier van warmte uit de regio.
Aanzienlijke brandstofbesparingen worden gecreëerd door gebruik te maken van restwarmte van afvalverbranding voor stadsverwarming en van de Studstrup Energiecentrale. Tijdens de normale electriciteitsproductie wordt slechts +/- 40% van de brandstof gebruikt, terwijl +/- 85% gebruikt kan worden bij een gecombineerde productie van electriciteit en stadsverwarming. Bij een gecombineerde verwarmings- en electriciteitscentrale en verbrandingsinstallaties wordt het rookgas van het merendeel van het NOX-gehalte en nagenoeg alle zwavel ontdaan. 25% van de warmteproductie is gebaseerd op CO2-neutrale brandstoffen zoals stro en afval.