Presentatie Tata Steel - Deltalinqs Energy Forum

17 april 2013 / Frans Bol
Bron: Hans Kiesewetter
Tour Restenergie Tata Steel

Van Tata Group naar Tata Steel in IJmuiden
Informatie,
Technologie
Communicatie
Tata Steel
India
Tata Group
Engineering Diensten Materialen Energie Consumentenproducten
Strip Products UK
Tata Steel
Thailand
Tata Steel Group
Strip Products
Mainland Europe
Tata Steel in IJmuiden
Tata Steel
Europa
Long Products
Europe
NatSteel
Asia
Chemicaliën
2

Tata Steel is overal op de wereld
Manufacturing
Service Centres
Sales offices

Tata Steel in IJmuiden is in veel markten actief
Het staal uit IJmuiden wordt vooral verwerkt in de bouw, in
grond-, mijnbouw- & hijsmachines, in consumentengoederen
zoals witgoed (koelkasten en fornuizen) en in de automobielen
de verpakkingsindustrie.
65%
20%
15%
4

Tour de Temperatuur
terugwinning op Stroom of Stoom

Col de Kooksoven
1000°C
Col de Col hoogoven de Hoogoven
2200°C 2200°C
Col de Staalfabriek
1500°C
Col de Warmband
1200°C
Toevoer grondstoffen Afvoer beklede plaat
9

Temperature [ °C ]
Staalproductie vereist diverse opwarm en afkoel fasen
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Coke plant #1 & #2
Temperature peaks
Sinter & Pellet plant
Blast furnace #6 and #7
Heating and cooling steps Corus Tata Steel IJmuiden IJmuiden
BOS plant #2
Con. Cast. #21 #22 & DSP
DSP rolling
Hot Strip Mill #2 (HSM #2)
Pickling line #12 #21 #22
Cold mill #11 #12 #21 #22
Annealing & temp.rol.
HDGL #1 #2 #3
coke
ore/sinter/pellet
BF slag
scrap
BOS slag
iron/steel
steel to HSM #2
Org Coating Line
Tinning lines 11/12/13/14
10

Tata vindt het belangrijk om aan duurzaamheid te
werken
• Tata Steel wil een consistente lijn vasthouden van continu verbeteren
ook ten behoeve van de samenleving en bijdragen aan oplossingen.
• Grote vraagstukken:
• Klimaatvraagstuk
• Eindigheid grondstoffen
• Biodiversiteit
Improve the quality of life of the
communities we serve through leadership
in sectors of national economic
significance
Jamsetji Tata,
Founder,
Tata Group
11

Aanpak Restwarmte onderzoek
• Over de gehele site worden (rest)warmte-”bronnen” en (rest)warmte-
“vragers” geïnventariseerd.
• Door middel van interviews met kennisdragers
• Eigen kennis
• Historische kennis
• Resultaten worden uiteindelijk in Warmte Atlas ingebracht om totaal
overzicht te krijgen.
• Aanpak gebaseerd op de aanpak van “Energy Waves” in IJmuiden.
• Gegevens uit eerdere onderzoeken worden meegenomen.
• Toekomst verwachtingen worden ook meegenomen
12

Restwarmte wordt onderdeel van de organisatie
Stuurgroep
Management
IJmuiden
4 Serviceeenheden
Tata Steel
IJmuiden
Go or no go
Opdracht
9 Werkeenheden
Site facilities Energiebedrijf
Energie
EfficientieTeam
WHR
Projectgroep
Idee >
Studie ,
Onderzoek
Group
Environment
13

Werken volgens de trias energetica is de beste weg
1. Terugdringen van onnodig energieverbruik, niet
gebruiken en bijvoorbeeld energiebesparing in de
vorm van goede warmte isolatie;
2. Voor de resterende behoefte zoveel mogelijk
duurzame energie inzetten, bijvoorbeeld wind, zon,
biomassa of aardwarmte;
3. Zuinig en efficiënt gebruik maken van fossiele
bronnen, als duurzame energie niet volstaan,
bijvoorbeeld door optimaal gebruik te maken van de
CO 2 -arme elektriciteit van een
afvalverbrandingsinstallatie.
14

0
Bezig met ontwikkelen van nieuwe toepassingen van WHR
Data gathering
•Gather data on
• Energy consumption and
waste heat per works
• Processes data in Tata
format
• Contribution works 3
interviews
1 2
Analysis
•Analyze waste heat
resources
• Waste heat carrier
• Specification: T, P , V
• Geographical location
• Assessment
•Measure
development
• Classification WHR
• Connecting WHR with
possible WH user
Measure
evaluation
and planning
Jan - april Feb - may May - June July
13 PJ
T e m p e r a t u r e [ °C ]
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Coke plant #1 & #2
Sinter & Pellet plant
Heating and cooling steps Corus IJmuiden
Blast furnace #6 and #7
BOS plant #2
Con. Cast. #21 #22 DSP & D SP rolling
coke
ore/sinter/pellet
BF slag
scrap
BOS slag
iron/steel
steel to HSM #2
Tinning lines 11/12/13/14
Hot Strip Mill #2 (H SM #2)
P ickling line #12 #21 #22
Cold m ill #11 #12 #21 #22
Annealing & tem p.rol.
HDG L #1 #2 #3
Org Coating Line
3 4
• Current
• A
• B
• C
• D
• Aimed
• €
€
• -X%
• 2010 • 2011
• A
• B
• C
• D
• Scenarios of future
waste heat configuration
Plan implementation
• Approval of next steps
Implementation
• Develop Road map
15

Uitgangspunten van een eventueel volledig geïntegreerd
warmwater systeem voor TS IJmuiden
• Het systeem moet een
temperatuur hebben van 90 °C
• Eerste stap is een intern
systeem
• Alle restwarmte bronnen met
een T>160°C voeden in op het
systeem
• Alle aardgas gestookte
verwarmingsinstallaties worden
aangesloten op het systeem
• All stoomverwarming installaties
worden aangesloten
• Toekomstige (mogelijke)
gebruikers worden
meegenomen
16

Specificatie van restwarmte
• Selectie van significante restwarmte stromen
• Specificatie
• Volume
• Temperatuur: in en uit
• Medium (rookgas, water , of producten ...)
• Classificatie
• Laag: warm water, max 100 o C
• Medium: Lage druk stroom, rookgassen tot 500°C
• Hoog: hoge drukstoom (voor elektriciteitsproductie), rookgas > 500°C
• Geografische locatie rest warmte bronnen/vragers
• Beoordelingscheck
• Cross reference Data met ISE (database)
• Cross reference met PFD ( process flow diagram)
• Analyse data verschillen
17

Restwarmte bronnen zijn in kaart gebracht
18

Vijf scenarios zijn beoordeeld
Map
Text
Users
S
W
O
T
N+2
Hot water grid 90°C
Users: same as N
Add with new (external)
users
Flue gasses to heat
Develop new industrial
estate.
Less Capex
Other facilities could
connect to the system
Third party access to TS
site
N+1
Hot water grid 90°C
Users: same as N
Flue gasses + product
heat to heat
++ Surplus of heat
Proven technology
More benefits
Higher availability
Conversion losses
Higher capex
Surplus into power
Capex availability
Base case
N
Hot water grid 90°C
Users: Tata Steel,
contracter park,
Business park IJmond,
PWN, ….
Flue gases to Heat
Surplus of heat
Proven technology
No conversion losses
Modulated developing
Dismantle BH3
Corporate citizenship
Green image
Obligation to users
N-1
Hot water grid 90°C
Users: Tata Steel,
contracter park,
Business park IJmond,
PWN, ….Exclude heat
for processes
Flue gasses to heat
Hot water grid 90°C.
Users: Tata Steel,
contracter park,
Business park IJmond,
PWN,
Flue gases to Heat
Disconnection North &
South terrain
Surplus of heat
Less capex
N-2
Interchangeable
19

Het doel van het Energie Efficiëntie programma is om de
energiekosten te reduceren van Tata Steel Europa
Besparingspotentieel op de site
IJmuiden is in eerste instantie
geschat op xx m€ per jaar
Nieuwe inzichten komen tot
hogere bedragen
Van de doelstelling is momenteel
een aanzienlijk deel gerealiseerd
Identificeerde energie besparing
potentieel IJmuiden
• HSM2
• CGP1
• BF
• BOS2
• RMA
Trostre
CSM
Total Wave
Hot connect
Total
1
• DSP
ENB
Packaging I
SOURCE: EE team
20

Energie efficiëntie resultaten in bijna 25 jaar
100
95
90
85
80
75
70
0
1989
eigen doelstelling
-29,6 %
MJA1 Benchmark MEE
1994
werkelijk
1999
Wereldtop
Als gevolg van energiebesparende maatregelen (met name in DSP en WB2) is in 2012 in totaal
1,6 % aan energie bespaard. De totale energiebesparing in eerste EEP-periode (2009 – 2012)
komt hiermee op 7,9 % (prognose in EEP: 6,1 %).
Voor 2013 wordt door o.a. de vele energieprojecten (EE-team) een besparing van ca. 3 % verwacht.
1 % energiebesparing = ca. € 30 mln/jaar.
2004
2009
2012
21

Resultaten [2] uitgevoerde restenergieprojecten
• KF1: Benutting van restwarmte in het proces van zwavelreiniging kooksgas door omzetting in stoom.
• KF2: Benutting van restwarmte in het proces van zwavelreiniging kooksgas door omzetting in stoom.
• Sifa: Herbenutting hete rookgassen in EOS.
• Sifa: Benutting restwarmte sinterkoeler in stoomketel.
• PEFA: Herbenutting rookgassen in voorwarmzone pellet banderij
• PEFA: Herbenutting restwarmte pelletkoeler in drogerij/malerij
• HO7: Benutting restwarmte in rookgassen windverhitters voor voorverwarming van verbrandingslucht
• HO7: Omzetting topgasdruk en temperatuur in elektriciteit,
• HO6: Omzetting topgasdruk en temperatuur in elektriciteit.
• OX2: Benutting gaskoeling converters voor stoomproductie
• WB2: Benutting restwarmte ovenkoelwater voor elektriciteitsproductie met de Aardgasexpansieturbine.
• WB2: Alle ovens: Benutting restwarmte in rookgassen voor voorverwarming verbrandingslucht.
• WB2: Benutting ovenkoelwater WB2 voor interne verwarming.
• Verflijn:Benutting warme drooglucht voor stoomproductie.
• CEN1: Steg 11; benutting restwarmte in afgassen gasturbine voor stoomopwekking.
• CEN1: Benutting tegendrukstoom turbine/generator voor diverse verwarmingsdoeleinden
• CEN2: Benutting tegendrukstoom uit stoomturbine/persluchtcompressor voor verwarmingsdoeleinden.
• Bodemopslag voor koeling/verwarming. Dudokhuis
• Benutting van compressiewarmte bij perslucht productie voor drogen van perslucht.
Lijst niet volledig. Er zijn meer toepassingen.
22

Back-up op USB
24

Einddoel: inventarisatie in Warmte atlas
Afstand meten
Aardwarmte aanvraag
in behandeling
Coördinaten CA12
25

10 ton cokes per
kamer van 1000°C
26

afzuigkap
bluswagon
27

50m 3 water per
minuut over de lading
van 10 ton cokes
28

Koellucht 350°C van de sinterkoeler voor stoomketel 41
29

elektrofilter
cycloon
Ventilator
stoomketel 41
30

Aanzuigventilatoren LUVO Hoogoven 7
31

Stoom van centrale 2 naar OSF2
Stoomproductie met 2 schachtketels in OSF2
32

Stoomproductie met 2 schachtketels in OSF2
OSF2
Levering 15 bar net
33

Warmte in onze producten
• In de warmbandwalserij worden
continu gegoten plakken verwalst
tot strip.
• De strip wordt met ca 500-600 °C
opgerold en koelt af naar de
omgeving tot 80°C
• 5,5 mton op jaarbasis, ca.8000
bedrijfsuren.
• Veel, heel veel warmte maar
lastig te benutten!
34

Stoom/gas lay-out Noordterrein
Gebied
4 * 3,5 km
35

Verbruik reductiemiddel en energie in IJmuiden vraagt
circa 4 % van de Nederlandse behoefte
Kolen als
reductiemiddel, 41 PJ
Kolen als energie, 84
PJ
Olie, 0 PJ
Aardgas, 11 PJ
Stoom, 0 PJ
Elektriciteit, 14 PJ
Elektr, via ZUFA, 7 PJ
Reductie, 41 PJ
Bries/kooks export, 0 PJ
Teer/BTX etc., 5 PJ
Productiegas export, 27
PJ
Productiegas intern
gebruik, 27 PJ
Bries als energie, 5 PJ
Kolen als energie, 20 PJ
Overig energie, 32 PJ
36