„Na sterilizáciu 148 nádrží určených na skladovanie, sterilizáciu a zretie masla sa para vstrekuje počas dlhšieho časového obdobia,“ hovorí Florian Lexhaller, vedúci technického oddelenia v mliekarni. Veľké množstvo pary trvale využívajú aj samotné prevádzkové technológie. V priemere mliekareň spotrebuje 7 až 8 ton pary za hodinu a v špičkách až 10 ton. Nakoľko sa pri výrobe pary spotrebováva veľké množstvo energie a vzhľadom na to, že dovtedy používané parné kotly boli už zastarané, manažment videl značný potenciál úspor v oblasti spotreby energie a emisií CO2.
Plynová turbína na výrobu energie a pary
Hlavnou myšlienkou vedenia závodu bolo, aby si namiesto čerpania energie z verejnej siete pre prevádzkové technológie a na výrobu pary mliekareň vyrábala vlastnú elektrinu a paru zo zvyškového tepla. Výhodou tohto riešenia je, že výrobu energie možno navrhnúť efektívnejšie. Keďže závod využíva elektrinu aj paru, toto riešenie vedie k spoľahlivejšiemu systému zásobovania energiou a zároveň výrazne znižuje riziko prestojov. Mliekareň spolupracovala s dodávateľom riešenia na vykonaní rekonštrukcie počas chodu prevádzky závodu. Plynová turbína Kawasaki s výkonom 1,6 MW, ktorá bola pripojená k sieti mliekarne v roku 2016, produkuje približne polovicu spotreby elektrickej energie závodu. Zvyškové teplo z turbíny sa potom odvádza do regeneračného kotla, ktorý generuje 5 ton pary za hodinu. Výrobu pary dopĺňajú dva špičkové kotly Bosch, z ktorých každý dokáže vyrobiť 10 ton pary za hodinu pri tlaku 10 barov.
Nízkoteplotné vykurovanie s ohľadom na ďalšie zlepšenie účinnosti
To však stále nie je všetko. Zvyškové teplo z procesu výroby pary sa potom využíva na ohrev teplovodného systému s 200 000-litrovým vyrovnávacím zásobníkom. Tento takzvaný nízkoteplotný vykurovací systém sa nakoniec použije pre všetky budovy, aby bolo možné odinštalovať vykurovacie systémy. Systémom nízkoteplotného ohrevu budú tiež napájané systémy CIP a systém ohrevu mlieka pre tvaroh. Pomocou tejto kaskády výmenníkov tepla sa výstup z turbíny s teplotou 530 °C ochladí na 50 °C ešte skôr, ako opustí výfukové potrubie.
Spoľahlivejšia dodávka energie a pary
So špičkovou kapacitou 25 ton pary za hodinu dokáže mliekareň vyprodukovať dvojnásobné množstvo pary, než v súčasnosti potrebuje. Cieľom bolo pripraviť sa na zvýšenie kapacity v budúcnosti a zároveň zabezpečiť stálu dodávku. Ak vypadne parný kotol alebo dokonca plynová turbína, prevádzka je naďalej zásobovaná parou. V takomto prípade sa môže elektrina odoberať krátky čas z verejnej siete, aby sa prevádzka udržala v chode. Pretože mliekareň je od pary doslova závislá, je nevyhnutné zabezpečiť jej nepretržitú dodávku. Bez pary sa výroba zastaví. Aj keď dôjde k výpadku vo verejnej rozvodnej sieti, plynová turbína stále generuje dostatok elektriny na udržanie dôležitých systémov na chladenie mlieka a výrobkov v prevádzke, čím poskytuje ďalší spôsob, ako výrazne znížiť riziko prestojov vo výrobe.
Výhodné podmienky
Lokalita v Pidingu ponúkala veľmi priaznivé podmienky na realizáciu energetického centra s plynovou turbínou. Len kúsok od mliekarne Berchtesgadener Land Dairy sa nachádza vysokotlakové plynové potrubie, ktoré prepravuje zemný plyn pod tlakom 70 barov. Regulačná stanica zníži tlak na 16 bar, ktorý sa privádza na vstup do turbíny. Dodávateľom zemného plynu je bavorská spoločnosť Erdgas Südbayern. Lokalita ponúkala ideálne podmienky na výstavbu energocentra aj z priestorového hľadiska. Keďže sa spoločnosti podarilo dostatočne dimenzovať výrobné haly, stále je dostatok priestoru na rozšírenie plynovej elektrárne. Do úvahy prichádza aj inštalácia druhej turbíny, ktorá by spoločnosti pomohla urobiť ďalší krok smerom k energetickej sebestačnosti.
Technológia merania poskytuje dodatočnú ochranu proti prestojom
Florian Lexhaller chápe dôležitosť výberu správnej meracej technológie, pokiaľ ide o zabezpečenie hladkého fungovania systému riadenia procesu výroby mlieka, čistiacich systémov, energetického centra a distribučnej energetickej siete mliekarne.
Dôkladne sa preto oboznámil s meracími prístrojmi používanými v závode. Nové meracie prístroje sú pravidelne kontrolované testovacími aplikáciami. Okrem toho sú v špecifikáciách zariadenia uvedené štandardné typy, čo znamená, že zásoby náhradných prístrojov stačí udržiavať na minime. „Keď inštalujeme novú prevádzku, poskytujeme našim partnerom presné špecifikácie, ktoré popisujú, ako by prístrojové vybavenie malo vyzerať,“ uvádza F. Lexhaller. „Sme spokojní s kvalitou a spoľahlivosťou zariadení od Endress+Hauser,“ hovorí hlavný technik a dodáva, že „zariadenia sa osvedčili, najmä pokiaľ ide o spoľahlivosť a bezpečnosť“. Keď bolo energetické centrum postavené, boli nainštalované prevádzkové meracie prístroje, ktoré sa v závode nikdy predtým nepoužívali, ako napríklad vírivé prietokomery a počítače na meranie pary. F. Lexhaller sa opäť spoľahol na poradenstvo a návrh prístrojového vybavenia od prevádzkového technika spoločnosti Endress+Hauser, ktorý je zodpovedný za mliekareň Berchtesgadener Land Dairy už viac ako 10 rokov. Po štyroch rokoch prevádzky energetického centra žmurknutím oka zhrnul svoje skúsenosti a povedal: „Veci jednoducho fungujú.“
Vysoký stupeň automatizácie v energetickom centre
Pri optimalizácii efektívnosti zdrojov energetického centra zohráva dôležitú úlohu automatizačná technika v závode. Systém dokáže rýchlo reagovať na zmeny prevádzkových podmienok a automaticky prispôsobuje svoj výkon. Prostredníctvom prepojenia systémov sa namerané hodnoty a kľúčové energetické ukazovatele priebežne analyzujú a využíva ich aj systém manažmentu energií. Jedným z kľúčových komponentov je kalorimetrický počítač na meranie pary a tepla od Endress+Hauser, ktorý je vybavený rozhraním Modbus TCP/IP. F. Lexhaller zdôrazňuje, že „Endress+Hauser je jedným z mála výrobcov, ktorí ponúkajú tento typ prenosového spojenia, čo nám umožňuje posielať energetické hodnoty priamo do centrálneho PLC a analyzovať ich bez rozsiahlej kabeláže“.
Dobre zladený systém s vysokým stupňom účinnosti
Energetické centrum je dôležitým stavebným kameňom stratégie udržateľnosti v mliekarni Berchtesgadener Land Dairy. Aby systém fungoval stabilne a hladko a aby bolo možné dosiahnuť účinnosť vyššiu ako 90 %, musia byť jednotlivé komponenty navzájom prepojené a dobre zosúladené. Prístrojové vybavenie od Endress+Hauser hrá dôležitú úlohu pri zabezpečovaní kvality mliečnych výrobkov a spoľahlivosti systémov. Inštaláciou plynovej turbíny preberá mliekareň aj úlohu priekopníka v oblasti decentralizovaného zásobovania energiou. Vzhľadom na to, že systém sa dá efektívne prevádzkovať a dostupnosť je zabezpečená prostredníctvom redundantného usporiadania, tieto argumenty určite povedú mnohé ďalšie spoločnosti k tomu, že jedného dňa budú nasledovať príklad mliekarne Berchtesgadener Land Dairy.
Zdroj: Decentralized Production of Electricity and Steam – Berchtesgadener Land Dairy are doing it by themselves. Endress+Hauser, perspectives energy 2020, s. 20 – 23.
