En 2009, les recherches d'Unilever sur l'efficacité de la chaufferie existante ont montré qu'il était possible de réduire de 25 % les émissions de CO² en adoptant une approche innovante pour la rénovation de la chaufferie.
Figurant parmi les plus grandes usines de margarine au monde, Unilever (Rotterdam) fabrique plus de 200 000 tonnes par an, avec les fameux produits de la marque Calvé. Toutefois, les process adoptés se révèlent énergivores et nécessitent des systèmes de production de chaleur (vapeur et eau chaude), d'air comprimé et de réfrigération, ce qui consomme énormément d'électricité. Si une chaufferie permet de répondre en grande partie aux besoins énergétiques du site, en 2009, les recherches d'Unilever sur l'efficacité de la chaufferie existante ont montré qu'il était possible de réduire de 25 % les émissions de CO² en adoptant une approche innovante pour la rénovation de la chaufferie. Le projet E-mission a été lancé début 2010 pour se clôturer en septembre. La nouvelle chaufferie est en service depuis plusieurs mois.
Aujourd'hui, 1,6 MW d'énergie électrique et 2 MW d'énergie thermique sont produits par une centrale de cogénération Caterpillar. La chaleur est utilisée pour fournir la chaleur industrielle de 90 °C de l'usine, bien qu'une chaudière soit encore nécessaire pour produire 6,5 tonnes de vapeur par heure à 12 bar pour de nombreux process de production. Trois compresseurs d'air à commande intelligente, d'une puissance installée totale de 500 kW, ont été mis en place.
Six compresseurs de réfrigération ont également été installés et la chaleur perdue est récupérée par une pompe à chaleur adaptée pour alimenter le chauffage central du bâtiment et le système d'eau chaude.
Système SCADA
Hellebrekers Technieken a conçu et installé un tout nouveau système de supervision ViSpro SCADA pour le contrôle, la surveillance et le fonctionnement de l'ensemble de la chaufferie.
En plus des fonctions habituelles fournies par un tel système, le spécialiste a rédigé des fiches énergétiques sur mesure pour surveiller et enregistrer la consommation d'énergie. En un coup d'œil, les valeurs énergétiques peuvent être comparées aux valeurs d'une période précédente ou de la même période de l'année passée. Ces taux peuvent être activement contrôlés en vue de réduire encore davantage la consommation d'énergie et les émissions de CO².
Distribution d'eau chaude
L'eau chaude est utilisée pour distribuer la chaleur produite. L'eau est chauffée à différents niveaux dans la chaufferie et stockée dans des tampons, tandis que des pompes centrifuges doubles ou triples pompent l'eau.
Pour ce système, trois points essentiels ont dû être pris en compte, à savoir :
Un variateur Danfoss VLT® AQUA Drive avec contrôleur de cascade VLT® Extended Cascade Controller MCO 101 a été sélectionné pour un contrôle efficace des pompes. Une alimentation externe 24 V garantit qu'en cas de défaillance du réseau 400 V, les circuits de commande resteront sous tension et la communication Profibus a été choisie pour permettre au système SCADA de surveiller toutes les données du système.
Contrôle décentralisé
Le choix d'un système décentralisé offre de nombreux avantages. En effet, il permet à certains sous-process de fonctionner indépendamment et de rendre seulement accessibles les données nécessaires à d'autres process à des fins d'importation et d'exportation.
L'ensemble du process peut être divisé en sous-process plus petits et est rendu beaucoup plus facile. Si vous choisissez également un système déjà entièrement développé pour contrôler toutes les fonctions standard disponibles, vous gagnez un temps considérable sur le développement logiciel, l'ingénierie et le débogage.
Contrôleur en cascade de pompes
Trois pompes sont disposées en parallèle afin d'assurer un débit suffisant pour la circulation de l'eau chaude. Les pompes sont commandées en pression par l'intermédiaire d'un transmetteur de pression connecté directement au contrôleur en cascade installé dans l'un des onduleurs. Le contrôleur en cascade assure une pression correcte. L'installation Unilever dispose de configurations à deux et à trois pompes, bien que le contrôle en cascade des pompes éprouvé de Danfoss puisse être étendu jusqu'à huit unités.
Mise en réserve d'une capacité de 50 %
Les trois pompes de ce système sont dimensionnées pour répondre à 150 % de la capacité calculée de sorte que la pleine capacité soit atteinte avec deux pompes en marche. Cependant, pour assurer la fiabilité, une réserve de 50 % a été prévue, de sorte qu'en cas de défaillance de l'une des trois pompes, la capacité demeure maintenue à 100 %.
Répartition uniforme des heures de fonctionnement
Grâce à l'intelligence intégrée du système en cascade, les heures de fonctionnement des trois pompes sont réparties uniformément. En fonction d'un changement de capacité ou d'un calendrier intégré, le contrôleur règle les pompes individuelles selon un schéma maître-suiveur, de manière à répartir les heures de fonctionnement et l'usure uniformément sur les trois pompes.
Pendant le fonctionnement, l'opérateur peut débrancher une pompe simplement en l'arrêtant. Dans ce scénario, le système de commande de la pompe identifie cette perte de charge et passe automatiquement à une autre pompe.
Données de process
Toutes les données de process telles que la pression mesurée, le point de consigne, le débit, les heures de fonctionnement, etc. sont transmises via le Profibus au système SCADA depuis lequel elles peuvent être utilisées pour la commande et la surveillance.
Compensation du débit
Le variateur Danfoss VLT® AQUA Drive offre un certain nombre de fonctions logicielles internes pour optimiser les économies d'énergie. La compensation de débit intégrée permet d'effectuer des réglages même en cas de faibles réductions de pression. Par exemple, un fonctionnement à une pression de 3 bar peut être acceptable, mais un seuil de 2,8 bar conviendrait tout autant, avec une consommation d'énergie moindre. Ces valeurs sont contrôlées indépendamment.
Mise en service avec VLT® Software Tool MCT10
L'utilisation du logiciel de configuration VLT® Software Tool MCT10 a rendu extrêmement simple la mise en service des variateurs avec les valeurs souhaitées par le client. L'installation était opérationnelle en moins d'une heure et après quelques ajustements mineurs au cours de la semaine suivante, le contrôle a été optimisé.
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