Engineering Steel Belgium (ESB) bespaart 45.000 euro per jaar op de drie koelpompen van één van haar staalovens sinds drie hoogefficiënte WEG IE2 motoren zijn geïnstalleerd. Deze W22 132 kW motoren worden aangestuurd door CFW-09 frequentieregelaars, geleverd door distributeur Leclercq Energy. Het hele energie besparingspakket inclusief besturing en in bedrijfstelling werd verzord door Process Automation.
ESB uit het Belgische Seraing produceert staal en aanverwante producten voor de transportsector, energieopwekking en luchtvaartindustrie in België. Het productgamma bestaat uit koolstofstaal en licht gelegeerd staal in de vorm van doorlopend gegoten blokken en van onderaf gegoten blokken voor de fabrikanten van vrijvorm- en matrijssmeedwerk, naadloos gewalste ringen, treinwielen, naadloze buizen, geëxtrudeerde onderdelen en staafwalserijen.
Het maken van staal vergt erg veel energie, zodat zelfs een lichte rendementsverbetering een aanzienlijke energiebesparing en dus een forse vermindering van de bedrijfskosten kan opleveren. ESB was zich hiervan bewust en moest het energieverbruik ook verminderen om haar ecologische voetafdruk te verkleinen. Eén van de belangrijkste aandachtspunten in het energiebesparingsprogramma waren de elektrische UHP (85 MVA) vlamboogovens. Deze hebben een gesloten koelsysteem met drie zware pompen, aangedreven door 132 kW motoren.
IE2 motoren
ESB besefte heel goed dat de totale bedrijfskosten van een pomp voor 90% uit energieverbruik bestaan en besloot daarom de bestaande standaardmotoren te vervangen door drie nieuwe, hoogefficiëntie motoren. Deze WEG W22-motoren verbruiken minder dan de recente IEC60034-30-norm voor energie-efficiëntie voorschrijft, waardoor de verliezen 10% tot 40% minder zijn dan bij standaard motoren.
Ofschoon de W22-motoren op zichzelf al een aanzienlijke besparing aan de energieopname van de drie pompen leverden, werd een verdere besparing verhinderd door het aanwezige motorbesturing met magneetschakelaars. Hierdoor draaiden de pompen meestal op volle snelheid, ongeacht de variaties in de gevraagde capaciteit.
Energiebesparing variabele toerentalregelingen
Op dit punt gaf ESB aan Process Automation in Melsele (B), een specialist op het gebied van energiebesparende systemen, opdracht om het oven-koelproces helemaal door te lichten met als doel de maximale energiebesparing uit het systeem te halen.
Process Automation begon met een onderzoek naar de bedrijfsuren van het pompsysteem. Er waren drie perioden: normale werkdagen voor twee pompen (de derde staat standby)voor 94 uur per week, weekendwerk dat zes maal per jaar voorkwam als vorstbescherming en werken in de kerstvakantie voor in totaal 16 dagen. In al deze periodes draaiden de pompen op volle snelheid, zelfs tijdens de vorst, toen een onderbroken bedrijf beter was geweest.
Op basis van deze bedrijfsuren berekende Process Automation de jaarlijkse bedrijfskosten van de koelpompen op 117.000 euro, gebaseerd op een stroomprijs van € 0,09/KWh. Hieruit werd geconcludeerd dat aanzienlijk meer energie bespaard kon worden door de pompmotoren met variabele toerentalregelingen aan te sturen, in combinatie met een procesautomatisering op PLC-basis.
De gekozen WEG CFW-09 132 kW frequentieregelaars werden voor de aansturing aan de W22-motoren gekoppeld, wat de optimale bedrijfskarakteristieken voor een hoog rendement opleverde. Het voornaamste kenmerk van de CFW09 is in dit opzicht de zelftuning-functie, waardoor de aansturing automatisch op de motor en de belasting wordt afgestemd en de gebruiker geen motorkenveld hoeft in te voeren.
De CFW-09-aansturingen en een SSW-06 softstarter werden door WEG-distributeur Leclercq Energy in Barchon (B) geleverd, die deze in een bedieningskast inbouwde. Het energie-besparingspakket omvatte ook een PLC en de procescommunicatie via een Profibus-DP. Vervolgens werd het geïntegreerde pakket door Process Automation geïnstalleerd en in bedrijf gesteld.
Flexibele aansturing
De voordelen van de installatie bleken meteen. Op een normale werkdag tussen 15.00 en 20.00 uur hoeft nu maar één pomp te draaien op 70% van het maximumtoerental, dankzij de variabele toerentalregeling (VSD) van de WEG CFW-09-aansturing. Van 8.00 tot 11.00 uur zijn twee pompen in bedrijf op 89,2% van het maximumtoerental, eveneens dankzij de VSD-aansturing.
Tijdens de weekends en de kerstvakantie, waarin het kan vriezen, zijn nog steeds twee pompen nodig, draaiend op 89,2% van het maximumtoerental. Maar dankzij de flexibele aansturing door de WEG-VSD hoeven de pompen slechts om het half uur 5 minuten te draaien, wat een aanzienlijke energiebesparing betekent.
Deze besparing plus de grote besparingen op de normale werkdagen houden in dat de jaarlijkse energiekosten van de koelpompen nu is teruggebracht tot 72.000 euro, uitgaande van een stroomprijs van € 0,09/KWh. Deze jaarlijkse besparing van 45.000 euro, ofwel 38,5%, draagt aanzienlijk bij aan de winst van ESB, maar helpt tevens de investering in het energie-besparingssysteem zelf snel terug te verdienen.
