פרסום בירחון תעשיה ואנרגיה

מחולל קסמים
התייעלות מהותית בצריכת האנרגיה באמצעות מחולל קיטור חשמלי
זיו חבה
במפעלי תעשיה ומוסדות רבים (בתי חולים, קיבוצים) נעשה שימוש בקיטור לצורך הפעלת מערכי הייצור. במרבית המקרים ייצור הקיטור נעשה ע"י חימום דוד הקיטור בעזרת מבער המוזן בדלק (מזוט, סולר, גז). המאמר שלפניכם יציג את היתרונות שבשימוש במחולל קיטור חשמלי, ואת יכולתו להביא להתייעלות מהותית בצריכת האנרגיה של הארגון.
בשנים האחרונות אנו עדים לעלייה מתמשכת במחירי הדלקים. משבר האנרגיה ביפן אף האיץ מגמה זו. תעריפי החשמל גם הם במגמת עליה אך מגמה זו בדרך כלל מתונה יותר. בנוסף, תעריף התעו"ז טומן בחובו הזדמנות מהותית להתייעלות בצריכת האנרגיה לצרכנים שיידעו לנצלו כיאות. ניטור צריכת החשמל של מחולל קיטור מתבצע על ידי מונה פשוט. מרבית הארגונים נמנעים מהתקנת מונים על מבערי הגז/סולר/מזוט עקב עלותם הגבוהה, ובכך מאבדים את יכולת הבקרה של עלויות ייצור הקיטור.
יעילותם של מתקנים המופעלים בדלקים נמוכה משמעותית מיעילותם של מתקנים המופעלים בחשמל. במערכות קיטור המוזנות בדלקים הנצילות עומדת על 70-80% והולכת ופוחת לאורך השנים, בעוד שנצילותה של מערכת חשמלית עומד על 95.5% לאורך כל ימי פעילותה.
השימוש בדודי קיטור המופעלים בחשמל הפועלים בשעות השפל, הגבע והפסגה בעונות המעבר, בהתאם לתעריפי התעו"ז, יובילו לחסכון כלכלי משמעותי של 20-40%. המערכות החשמליות משתלבות באופן אופטימאלי במקביל למערכות הקיימות, הדודים מופעלים בשעות המוזלות ומשמשים כגיבוי מיידי בשאר שעות היום, בכך ניתן לחסוך בעלויות דודי גיבוי הנשמרים חמים במשך כל היום באופן רצוף.

יתרונות השימוש במחולל קיטור חשמלי
1. חיסכון כספי משמעותי בהשוואה לשימוש בדלקים, והחזר השקעה מהיר.
2. אינו מזהם. פוטר את הארגון מהתמודדות עם זיהומים הנגרמים עקב השימוש בדלקים.
3. איכות החשמל קבועה בניגוד לאיכות הדלקים המשתנה, שיכולה לגרום לירידה משמעותית בנצילות מערך הקיטור.
4. אינו דורש נוכחות מסיק דוודים מורשה.
5. המחולל החשמלי יכול לייצר עד 10 טון קיטור בשעה בלחצים גבוהים.
6. מאפשר לייצר מים חמים וקיטור תוך דקות ספורות
7. דורש שטח ריצפה קטן, מאפשר התקנה קרוב לצרכן הסופי ובכך חוסך אובדני חום בצנרת.
8. ניתן לבקרה מרחוק.
9. פחות מרעיש.
10. מהווה גיבוי למערכת קיימת.

יישום השיטה במפעל אלובין
מפעל אלובין הינו יצרן מוביל של פרופילי אלומיניום לתעשייה ולענף הבניה. המפעל משתמש בקיטור לחימום מי בריכות האלגון (אנודייז).
מהנדס המפעל, יורם רמי, פועל רבות לייעול צריכת האנרגיה של המפעל. במסגרת פרויקט התייעלות בצריכת האנרגיה שהתבצע במפעל על ידי חברת נידן, נבחן לעומקו תהליך ייצור הקיטור באמצעות גז. נתוני הבסיס (נכון לנובמבר 2010) היו כדלהלן:
• תפוקת המערכת – 1 טון קיטור.
• מים חוזרים בטמפ' °80.
• נצילות מערכת 70%.
• דוד הקיטור פועל 70% מהזמן.
• עלות ק"ג גז 4 ש"ח.
בשלב זה ביקש המפעל מחברת גרינטק הנדסה הצעה להתקנת מחולל קיטור חשמלי המבוססת על תחשיב כלכלי. להלן עיקרי התחשיב כפי שהוכן על ידי גרינטק הנדסה:
• עלות KW חשמל בשפל (ממוצע) –24.8 א"ג
• עלות KW חשמל בגבע (ממוצע) – 37 א"ג
• עלות KW חשמל בפסגה עונת מעבר (ממוצע) – 39 א"ג
• אנטלפיה: 660
• עלות ייצור 1000 ק"ג קיטור בגז: 0.0739 =( 11200*0.7)/(660-80) 0.0739*4,000=295 ש"ח
• עלות ייצור 1000 ק"ג קיטור בחשמל בשעות השפל: 149 ש"ח
• עלות יצור 1000 ק"ג קיטור בחשמל בשעות הגבע: 222 ש"ח
• עלות יצור 1000 ק"ג קיטור בחשמל בשעות ספגה: 234 ש"ח
סה"כ חסכון לשעת שפל בייצור 1000 ק"ג קיטור: 146 ש"ח
חיסכון לשעת גבע: 73 ש"ח
חיסכון לשעת פסגה במעבר: 61 ש"ח
שעות עבודה במפעל:
• ימים א- ה חימום 24 שעות
• יום ו – עד 12:00 בצהרים
• מוצ"ש משעה: 21:00

שעות חימום
אותן שעות במקביל לעבודת המפעל ובנוסף שעות שמירת הקווים חמים והאמבטיות בסופי שבוע וחגים. אי לכך סה"כ שעות החימום בשנה בחלוקה לתעו"ז,
• שעות שפל בשנה: 3,500 שעות – מתוך 4600 שעות בשנה
• שעות גבע בשנה: 1200 שעות – מתוך 1450 שעות גבע בשנה
• שעות פסגה בעונת מעבר: 960 שעות – מתוך 2660 שעות פסגה בשנה

חיסכון שנתי במעבר לחשמל מגז:
עבור שעות השפל: 146* 3,500 = 511,000 ש"ח
עבור שעות גבע: 73*1200= 87,800,000 ש"ח
עבור שעות פסגה: 49*960= 58,000 ש"ח
סה"כ חיסכון שנתי ל 1 טון קיטור : 656,000 ש"ח ב 100% תפוקה.
הנחנו כי יצור הקיטור בפועל הוא % 70 מהזמן ולכן החיסכון מצטמצם ל- 459,000 ש"ח לשנה.

עלות המערכת הערכה בשלב זה:
סה"כ השקעה: כ- 405,000 ש"ח
החזר השקעה (ROI): כ-10 חודשים.
על סמך תחשיב זה ולאחר בדיקה קפדנית של ההנחות העומדות בבסיסו, החליט המפעל לרכוש מחולל קיטור חשמלי. במהלך האביב נעשו הכנות פיזיות להתקנת המערכת שכללו הוצאת דוד הקיטור הגדול והכנת חיבורי חשמל נדרשים.
בקיץ 2011 נקלטה המערכת. עתה מיוצר הקיטור בחשמל בשעות השפל, הגבע, והפסגה בעונות מעבר. בשעות הפסגה מיוצר החשמל בגז. צורת הפעלה זו אפשרה למפעל לגרוט את דוד הקיטור הגדול ולהשתמש בדוד הקטן בלבד. כמו כן, קיים למערכת גיבוי מלא.

המערכת הופעלה ידנית (הרצה) למשך כחודש ימים. לאחר מכן הותקן על המערכת בקר חשמלי שתוכנת ע"י מהנדס המפעל, יורם רמי, המסיט את הייצור מחשמל לגז באופן אוטומטי בהתאם למחירי החשמל והגז. בנוסף, מחשב הבקר את החיסכון המצטבר מהפעלה באמצעות חשמל.
התוצאה: במהלך הסתיו דיווח המפעל על חיסכון יומי של 1,800 ש"ח.

* הכותב הנו מנהל תחום תעשייה בנידן מערכות שליטה ובקרה בע"מ

נגישות