Sjaak Betjes 18 Januari 2010

Energie zuinig aandrijven van de primaire ontstoffingsventilatoren.

Haalbaarheidsonderzoek voor het toepassen van

frequentie sturing.

Oxystaalfabriek 2Gashouder

Hoogovens

De oxystaalfabriek

De primaire afzuiging

Venturi

Drall

Water sproeiers

De primaire ventilator

Probleemstelling

Haalbaarheidsonderzoek naar toepassing van frequentiesturing.

• Energie besparing

• Waarborgen veiligheid

• installatiebeschikbaarheid

Onderzoek haalbaarheid• Opbrengsten frequentiesturing

• Energie besparing.

• Vervangen van softstart installatie.

• Vervallen van drall+aandrijving.

• Milieu aspecten.

• Mogelijke verbetering van de rookgasregeling.

• De technische configuraties.

• Randvoorwaarden

– Veiligheidsaspecten• Ventilator uitval, kans en effect .

• ESD emergency shut down.

• Waaier schade door vermoeiingsbreuken.

• Heeft de ventilator een kritisch toerental.

– Onderhoud/storingen/betrouwbaarheid.

• Kosten van aanschaf, installeren en aanpassingen.

• Return of investment.

• Toekomst mogelijkheden

Achtergronden

• Historie.• In 2000 uitgevoerd kort haalbaarheidsonderzoek.

• Vervanging van de ventilatoren in 2001/2002.

• Ventilator is geschikt voor frequentiesturing.

Opbrengsten frequentiesturing

• Wat levert het op• Energie besparing door vermindering verliezen over de drall.

€343.816/jaar

• Besparing op conditioneringvloeistoffen (Milieu).

€47.500

• Besparing op vervallen van drall en aandrijving (onderhoud en storing).

€77.500

Totaal opbrengsten €468.816/jaar

• Niet vervangen van softstart installatie.

€89.771 (eenmalig)

De technische configuraties

• Variant 1: Midden spannings frequentiedrive met huidige motor.

Is afgekeurd door Corus specialist en ABB, leeftijd en geschiktheid van de motor.

• Variant 2: Midden spannings frequentiedrive met nieuwe motor.

• Relatief eenvoudig• nieuwe motor • past op beschikbare ruimte • kan als geheel bij een firma worden aangeschaft• uniformiteit mogelijk met Converter 23.

Oude 6KV Motor6KV frequentieregelaar

Nieuwe 6KV Motor6KV frequentieregelaar

De technische configuraties• Variant 3: Laag spannings frequentiedrive met nieuwe motor.

Complex neemt veel ruimte in.

• Variant 4: Laag spannings frequentiedrive met step-down en step-up transformator met huidige motor.

Complex, oude motor en neemt veel ruimte in.

�Advies: Variant 2

Nieuwe 690V Motor690V frequentieregelaarTransformator

6KV/690V

Oude 6KV Motor690V frequentieregelaarTransformator 6KV/690V Transformator

690V/6KV

Randvoorwaarden

• Veiligheidsaspecten.� Ventilator uitval.

� Advies, versneld sluiten van zuurstof regelklep.

� ESD emergency shut down.

� Waaier schade door vermoeiingsbreuken (maximaal 10 jaar).

� Advies, uitvoeren NDO onderzoek.

� Heeft de ventilator een kritisch toerental?

• Onderhouds/storingen/betrouwbaarheids-

aspecten. Mean Time Between Failures• MTBF softstart 8.760 uur.

• MTBF drall motor 8.760 uur.

• MTBF frequentiedrive min 56.000 uur

• MTBF elektromotor huidig 52.560 nieuw 262.800 uur.

Kosten van frequentiesturing

• Kosten van• Aanschaf

• Installeren

• aanpassingen.

• Totaalkosten variant 2 €535.293

• Kosten van onderhoudscontract €9.028/jaar

• Productie verstoring voor aansluiten en inregelen is hier niet in meegenomen.

Return of investmentRentabiliteit 67,6% Frequentieregelaars op primaire ventilatoren converterafzuiging

Terugverdientijd in jaren 1,7

Vennootschapsbelasting 25,5% bedragen in M €

Looptijd project 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Jaar 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 totaal

Investering 535.293 0 0 535.293

Voorkomen investering Softstart 89.771

Afschrijvingen

EIA of MIA op investering 11% 58.882 0 0 0 58.882

VAMIL op investering 0% 0 0 0 0 0

Standaard afschrijving 32.300 59.917 51.229 43.801 37.450 32.020 27.377 23.407 20.013 118.008 445.522

Geinvesteerd vermogen ultimo 445.522 413.222 353.305 302.075 258.274 220.825 188.805 161.428 138.021 118.008 0

Standaard afschrijvingspercentage 7,25% 14,5% 14,5% 14,5% 14,5% 14,5% 14,5% 14,5% 14,5% 100%

Exploitatie

Baten

Energie+condition+drall storing-OH contract 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 4.597.880

Exploitatie voor belasting 0 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 459.788 4.597.880

Exploitatie na belastingen 0 342.542 342.542 342.542 342.542 342.542 342.542 342.542 342.542 342.542 342.542 3.425.421

Belastingvoordeel afschrijvingen 15.015 8.237 15.279 13.063 11.169 9.550 8.165 6.981 5.969 5.103 30.092 128.623

Expl. na belasting incl. afschrijvingen. 15.015 350.779 357.821 355.605 353.711 352.092 350.707 349.523 348.511 347.645 372.634 3.554.044

Cash flow na belasting -520.278 350.779 357.821 355.605 353.711 352.092 350.707 349.523 348.511 347.645 372.634 3.018.751

Contante cash flow na belasting -520.278 320.346 298.427 270.848 246.032 223.658 203.451 185.173 168.618 153.606 150.363

Cumm. cont. casf fl. na belasting -520.278 -199.932 98.494 369.343 615.375 839.034 1.042.485 1.227.657 1.396.275 1.549.882 1.700.245

Terugverdientijd 0,0 1,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,7

Opmerkingen:

De terugverdientijd begint te tellen bij de eerste cash-out en eindigt op het moment dat de tegen 9,5 % contant gemaakte cash-flow

na belastingen voor het eerst op 0 uitkomt. In bovenstaand voorbeeld is er van uitgegaan dat alle investeringsbetalingen in het jaar 0

ultimo jaar 0 hebben plaats gevonden. Is dit niet het geval dan dient de in dit model berekende terugverdientijd handmatig te worden.

gecorrigeerd.

De werking van de energie-investerings-aftrek (EIA), de milieu-investerings-aftrek (MIA) en de vervroegde-afschrijving-milieu-

investeringen (VAMIL) staan elders op het intranet van F&C.De vennootschapsbelasting bedraagt 25,5 %

Kosten: €535.000

Opbrengsten: €459.788/jaar

Niet vervangen van softstart €89.771

Subsidie 11%

ROI 1,7j <2 jaar

ConclusieFrequentiesturing is haalbaar.

Omdat

Onderhoud/storingen/

betrouwbaarheid is in orde omdat

Technische configuratie

Kosten

€535.293,--aanschaf €420.000 ,-

-E/C/W aanpassingen €105.793 ,-

-bouw aanpassingen € 9500,-

Jaarlijks opbrengsten

€458.316,-opbrengsten

-energiebesparing € 343.816

-vervangen van softstart € 89.771

-vervallen van drall € 77.500,-

-milieu € 47.500,-

Subsidie €58.882,-

Kosten

Onderhoudscontract €9.028,-

Veiligheid Is gewaarborgd omdat:

Return of investment

Variant 2 met ABB frequentie

drive

1,7 < 2 jaar

Toekomst mogelijkheden

Geen

Kritisch toerental

Geen waaierschade

door vermoeiing

ESD (emergency shut

down)

blijft gegarandeerd

Ventilator uitval

Afzuigvolume blijft voldoende

Waaier levensduur

10 jaar

MTBF oude installatie max 8.760uur

MTBF nieuwe installatie min 70080uur

Variant 2

MV frequentiedrive met MV nieuwe

motor

-Studie naar mogelijkheden tot betere

gaswassing, directere rookgasregeling,

-minder uitstoot CO onverbrand en

mogelijk hogere CO opbrengst.

-meer afzuig vermogen

-Onderhouds- en storingscontract.

-maintaincepagina in operator HMI

-aanschaf recommended spar parts

Aanbeveling

• .. tot onderzoek naar hergebruik oude kabel.

• .. tot direct sluiten van de zuurstof regelklep bij ventilator uitval.

• .. tot herberekening waaier levensduur en uitvoeren van NDO onderzoek.

• .. tot verder onderzoek voor mogelijkheden tot verbetering van de rookgasregeling.

• .. tot onderzoek van vervanging ventilator 23• Variant 2

• ROI 2,4 jaar

Afsluiting en dankwoord

Rendement OV21 met drall

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

Wac

ht O

p S

TNL

STA

RT S

CH

RO

T IN

ZET

STA

RT

SC

HR

OT

INZE

T

WA

CH

T O

P B

LAZE

N

STA

RT

BLA

ZEN

WA

CH

T N

A S

TAR

T BLA

ZEN

INE

RTE

PLU

G V

OR

MIN

G

INE

RTE

PLU

G V

OR

MIN

GS

TAR

T OV

STA

RT O

V

WA

CH

T O

P G

TW

WA

CH

T O

P G

TW

STA

RT

GTW

STA

RT

GTW

GTW

1E

FA

SE

STO

P B

LAZE

N E

N G

TW

STO

P B

LAZE

N E

N G

TW

STA

RT

TAP

PE

NTA

PP

EN

STO

P T

AP

PE

NS

inte

ren

WA

CH

T O

P M

INI S

LAK

SP

ATT

EN

STA

RT

MIN

I SLA

KS

PA

TTEN

STO

P M

INI S

LAK

SP

ATT

EN

Sin

tere

n

Wac

ht O

p S

TNL

Proces fase

Rendem

ent in

%

Rendement met drall

Het gemiddeld rendement

van deze toepassing is 34%

Rendement OV21 met frequentiedrive

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

Wac

ht O

p S

TNL

STA

RT S

CH

RO

T IN

ZET

STA

RT S

CH

RO

T IN

ZET

WA

CH

T O

P B

LAZE

N

STA

RT B

LAZE

N

WA

CH

T N

A S

TAR

T B

LAZE

N

INE

RTE

PLU

G V

OR

MIN

G

INE

RTE

PLU

G V

OR

MIN

GS

TAR

T OV

STA

RT O

V

WA

CH

T O

P G

TW

WA

CH

T O

P G

TW

STA

RT

GTW

STA

RT G

TW

GTW

1E

FA

SE

STO

P B

LAZE

N E

N G

TW

STO

P B

LAZE

N E

N G

TW

STA

RT T

AP

PE

NTA

PP

EN

STO

P T

AP

PE

NS

inte

ren

WA

CH

T O

P M

INI S

LAK

SP

ATTE

N

STA

RT

MIN

I SLA

KS

PA

TTEN

STO

P M

INI S

LAK

SP

ATT

EN

Sin

tere

n

Wac

ht O

p S

TNL

Proces fase

Ren

dem

en

t in

%

Rendement met frequentiedrive

Het gemiddeld rendement

van deze toepassing is 62%

Opstelplan variant 1 en 2

Opstelplan variant 3

Opstelplan variant 4

Ventilatoruitval tijdens simulatie

Rookgasflow tijdens nood-uit

Ventilatoruitval tijdens lading