Współpraca na rzecz wydajności i zrównoważonego rozwoju

Oszczędność energii, zmniejszenie emisji, wyższa wydajność produkcji, większa niezawodność, niższe nakłady inwestycyjne oraz dłuższe okresy między przeglądami to tylko kilka przykładów spośród wielu korzyści, jakie przyniosła ścisła współpraca między producentem chemikaliów Dow a firmą Alfa Laval. To, co zaczęło się od umowy ramowej dotyczącej zamówień, z biegiem lat przekształciło się we współpracę ukierunkowaną na optymalizację zakładów i procesów w firmie Dow.

A wyniki są naprawdę zaskakujące.

DOW, Holandia

Rozwijająca się współpraca

Współpraca między Dow i Alfa Laval rozpoczęła się w 1999 roku od ujednolicenia zakresu dostaw, sprzętu i dokumentacji, co znacznie przyspieszyło proces zakupowy i zwiększyło jego opłacalność.

W 2008 roku zespół sprzedaży firmy Alfa Laval w Holandii skontaktował się z międzynarodowymi ekspertami ds. technologii termicznych z firmy Dow i zaproponował zacieśnienie współpracy w celu opracowania ustrukturyzowanego procesu optymalizacji procesów produkcyjnych poprzez poprawę efektywności energetycznej.

Ron Faber, kierownik ds. sprzedaży w firmie Alfa Laval Benelux, wspomina:

„Chcieliśmy nawiązać bliższe relacje, aby w pełni wykorzystać zalety technologii płytowych wymienników ciepła. Dlatego wspólnie z firmą Dow rozpoczęliśmy projekt transformacji technologicznej, w ramach którego wraz z inżynierami z Dow aktywnie poszukujemy obszarów, w których zastąpienie istniejących wymienników ciepła wymiennikami płytowymi przyniesie znaczną poprawę. Może to na przykład oznaczać większy odzysk energii, zmniejszenie emisji, zwiększenie wydajności, ograniczenie nakładów na konserwację lub wyższą niezawodność.”

Współpraca z zespołem profesjonalistów i ekspertów z firmy Alfa Laval dała nam możliwość wzmocnienia przewagi konkurencyjnej firmy Dow. Nasza współpraca zapewnia firmie Dow korzyści finansowe oraz wiele korzyści w zakresie zrównoważonego rozwoju, takich jak oszczędności energii i niższy poziom emisji.

Mee Geok Liau
Kierownik ds. zaopatrzenia, Dow

Wielokrotnie nagradzana aktualizacja

Projekt modernizacji technologicznej okazał się wielkim sukcesem. Każdego roku analizowano i modernizowano szereg stanowisk wymienników ciepła w różnych zakładach na całym świecie, co przyniosło znaczące korzyści zarówno z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju, jak i rentowności.

Jedna z modernizacji w firmie Dow w Terneuzen w Holandii zdobyła nawet wewnętrzną nagrodę jako jeden z najlepszych projektów w zakresie efektywności energetycznej i redukcji odpadów w całej firmie w tamtym roku. Chodziło o stanowisko odzysku ciepła w zakładzie produkcji tlenku etylenu.

Dzięki zastąpieniu dotychczasowego wymiennika rurowo-płaszczowego dwoma wymiennikami ciepła Alfa Laval Compabloc udało się osiągnąć szereg korzyści:

• Znaczne oszczędności energii
• Zmniejszenie emisji
• Zmniejszenie zapotrzebowania na wodę uzupełniającą w wieży chłodniczej
• Zwiększenie wydajności produkcji
• Mniejsze ilości produktów ubocznych i niższe koszty utylizacji odpadów
• Ograniczenie poważnych problemów związanych z zanieczyszczeniem
• Wydłużenie czasu sprawności

Wymiana istniejącej instalacji rurowanej w systemie odzyskiwania ciepła na dwa płytowe wymienniki ciepła Compabloc przyniosła znaczne oszczędności energii i zmniejszyła emisję CO2.

Zmniejszenie emisji z zakresu 3

Współpraca ta zwróciła również uwagę na możliwości ograniczenia emisji z zakresu 3. Zastąpienie wymienników płaszczowo-rurowych wymiennikami płytowymi to prosty sposób na zwiększenie odzysku ciepła i zmniejszenie zużycia energii, co ma bezpośredni wpływ na emisje z zakresu 1. Dodatkową, często pomijaną korzyścią jest jednak fakt, że wymienniki płytowe generują również znacznie mniej emisji z zakresu 3 niż wymienniki płaszczowo-rurowe.

Emisje z zakresu 3 to emisje pośrednie występujące w łańcuchu wartości przedsiębiorstwa, np. łączna emisja związana z produkcją wymiennika ciepła. Emisje z zakresu 3 stanowią 70% całkowitej emisji gazów cieplarnianych firmy Dow i są kluczowym obszarem działań firmy w zakresie zrównoważonego rozwoju.

Istnieją trzy główne przyczyny spadku emisji:

• Płytowy wymiennik ciepła jest znacznie mniejszy niż odpowiadający mu wymiennik rurowy, co oznacza, że do jego produkcji potrzeba znacznie mniej stali.
• Zastosowanie bardziej kompaktowych wymienników ciepła oznacza, że wystarczą mniejsze konstrukcje nośne, wykonane z mniejszej ilości stali i betonu.
• Zmniejsza się również przyszły poziom emisji w zakresie 3, ponieważ do produkcji płytowych wymienników ciepła często wybiera się materiały wyższej jakości, co wydłuża ich żywotność.

Z szacunków opartych na istniejącej instalacji rurowocylindrowej w zakładzie Dow wynika, że zastąpienie jej płytowym wymiennikiem ciepła pozwoliłoby zmniejszyć emisje z zakresu 3 o około 50%. W obliczeniach tych uwzględniono jedynie emisje związane ze stalą wykorzystaną do produkcji wymiennika ciepła oraz konstrukcji nośnych.

Przejście od jednostek do zakładów

Dzięki dobrym wynikom współpraca między firmami Dow i Alfa Laval nadal się rozwija. Ron Faber wyjaśnia, że jej zakres stale się poszerza.

„Do tej pory skupialiśmy się na poszczególnych elementach, starając się zwiększać efektywność energetyczną zakładów, zajmując się jednym wymiennikiem ciepła na raz. Teraz jednak zaczynamy przyglądać się większym sekcjom, a nawet całym zakładom wyposażonym w dziesiątki wymienników ciepła. Na przykład niedawno rozpoczęliśmy projekt, w ramach którego zbadamy możliwości całego zakładu produkcji poliuretanu w Terneuzen” – mówi Ron Faber

Wspólnie z inżynierami z firmy Dow zespół Alfa Laval Benelux przeanalizuje rozmieszczenie wszystkich wymienników ciepła w zakładzie i określi, gdzie przejście na płytowe wymienniki ciepła przyniesie największe korzyści pod względem zrównoważonego rozwoju, kosztów operacyjnych (OPEX), nakładów inwestycyjnych (CAPEX), niezawodności działania, zdolności produkcyjnej, wydajności itp.

Zastąpienie dwóch wymienników ciepła typu płaszczowo-rurowego dwoma urządzeniami Compabloc pozwoliło zmniejszyć zużycie energii i emisję CO₂, obniżyć koszty sprzętu, skrócić czas dostawy, zmniejszyć powierzchnię zajmowaną przez instalację oraz ograniczyć emisje z zakresu 3. Zespół firmy Dow był również pod wrażeniem krótkiego okresu zwrotu z inwestycji w ramach tego projektu.

Sjaco Kloos
Kierownik ds. inżynierii procesowej, Dow

„To doskonały przykład korzyści płynących ze ścisłej współpracy. Silne wzajemne zaufanie pozwala nam prowadzić całkowicie otwarty dialog i ściśle współpracować na rzecz naszego wspólnego celu: maksymalnego usprawnienia procesów w firmie Dow. Widzimy, że taki sposób pracy naprawdę przynosi wymierne efekty” – mówi Ron Faber.

Termowizja była jedną z technik wykorzystanych podczas oceny ośmiu wymienników ciepła firmy Alfa Laval w zakładzie produkcji poliuretanu w Terneuzen. Nierównomierny rozkład temperatury stanowi wyraźną oznakę zanieczyszczenia i wskazuje na konieczność przeprowadzenia czyszczenia.

Serwis

Współpraca między firmami Dow i Alfa Laval objęła również obszar usług serwisowych. W 2023 roku przeprowadzono wstępne badanie w zakładzie produkcji poliuretanu w Terneuzen, aby zbadać potencjalne korzyści płynące z bardziej usystematyzowanego podejścia do konserwacji i serwisu.

Remco Harmse pełni funkcję kierownika ds. sprzedaży usług w firmie Alfa Laval Benelux i nadzorował realizację badania ze strony Alfa Laval

„Wspólnie z inżynierami z firmy Dow przeprowadziliśmy najpierw przegląd wszystkich 38 wymienników ciepła Alfa Laval zainstalowanych w zakładzie i wybraliśmy osiem z nich do bardziej szczegółowej analizy. Obejmowała ona fizyczną kontrolę urządzeń oraz porównanie aktualnych parametrów procesowych z pierwotnymi specyfikacjami projektowymi” – wyjaśnia Remco Harmse.

Badanie wykazało, że na przestrzeni lat warunki pracy większości wymienników ciepła uległy zmianie, co oznaczało, że nie były one już dostosowane do pełnionych zadań. W wielu przypadkach powodowało to nadmierne zanieczyszczenie wynikające z niższych natężenia przepływu; problem ten rozwiązano poprzez ponowne dostosowanie wymienników ciepła do nowych warunków pracy.

Rozszerzenie działalności poza sam sprzęt o usługi przyniosło korzyści biznesowe, skutkując większą niezawodnością operacyjną, niższym zużyciem energii i zmniejszeniem emisji.

Mee Geok Liau
Kierownik ds. zaopatrzenia, Dow

Kolejnym istotnym odkryciem była usterka w oprogramowaniu sterującym pompami, która powodowała skoki podciśnienia. Skoki te były niemożliwe do wykrycia w standardowym systemie sterowania i prowadziły do pękania płyt wymiany ciepła. Problem ten stwierdzono w kilku miejscach w zakładzie, ale na szczęście udało się go łatwo rozwiązać poprzez poprawkę oprogramowania pomp.

„Badanie serwisowe zwiększyło świadomość inżynierów firmy Dow na temat korzyści płynących z regularnej konserwacji. Dowiedzieli się oni, że dość proste działania, takie jak czyszczenie i audyty, mogą mieć znaczący pozytywny wpływ na wydajność wymienników ciepła, prowadząc do zmniejszenia zarówno zużycia energii, jak i emisji CO2. Jednak największe korzyści wynikają z planowania i prognozowania konserwacji dla całego zakładu, co skutkuje dłuższymi cyklami produkcyjnymi między przeglądami konserwacyjnymi oraz niższymi kosztami części zamiennych” – mówi Remco Harmse.

Współpraca oparta na kompleksowym podejściu

Ron Faber wyjaśnia, że wszystkie pozytywne efekty projektów optymalizacyjnych wynikają z jednego wspólnego czynnika: ścisłej współpracy między firmami Dow i Alfa Laval.

„Kluczem do sukcesu jest silna sieć kontaktów i powiązania między firmami. Dzięki naszej ścisłej współpracy możemy działać w sposób bardziej przejrzysty i dzielić się informacjami w sposób, który nie byłby możliwy w warunkach konkurencji. Prowadzimy całkowicie otwarty dialog, w ramach którego można zadawać wszelkiego rodzaju pytania. Oznacza to, że możemy wykorzystać wiedzę obu firm, aby znaleźć najlepsze rozwiązania i w pełni zoptymalizować procesy. To właśnie jest głównym powodem, dla którego nasza współpraca odnosi tak wielki sukces” – podsumowuje Ron Faber.