Peningkatan Burner Simplot Mengurangi Penggunaan Energi dan Biaya di Pabrik Idaho
Dalam upaya strategis untuk mengurangi konsumsi energi dan mengurangi biaya operasional, Perusahaan J.R. Simplot mengupgrade sistem uap di pabrik pengolahan kentangnya di Caldwell, Idaho. Memanfaatkan Alat Penilaian Sistem Uap (SSAT) yang dikembangkan DOE dan keahlian Bill Moir, Spesialis Terkualifikasi dari Steam Engineering Inc., proyek ini memberikan penghematan yang terukur dan meningkatkan keandalan.
Latar Belakang Perusahaan/Pabrik
Perusahaan J.R. Simplot, perusahaan pangan dan agnisnis berbasis Boise dengan penjualan tahunan sekitar $3 miliar dan tenaga kerja lebih dari 12.000 di Amerika Serikat, Kanada, China, Meksiko, dan Australia, mengoperasikan portofolio yang luas yang mencakup produksi pangan, pupuk, produk tur dan hortikultura, ternakan sapi, dan lainnya. Program efisiensi energi Simplot berfokus pada pelatihan karyawan dan peningkatan berkelanjutan. Direktur David Hawk (Energi & Sumber Daya Alam) dan Alan Christie (Manajer Teknik Grup Makanan) bekerjasama dengan DOE, Program Energi Washington State University, dan Divisi Energi Departemen Sumber Daya Air Idaho untuk menunjukkan keuntungan produktivitas dan keuangan yang nyata dari efisiensi energi industri yang ditingkatkan.
Fasilitas Caldwell adalah salah satu pabrik terbesar Simplot, menghasilkan sekitar 270 juta pon kentang beku tahunan. Ia memiliki tiga boiler uap air-tube yang dibakar gas alam—dua berrating 70.000 lb/hr dan satu berrating 60.000 lb/hr—menghasilkan uap jenuh pada 275 psig. Uap adalah bagian integral dari pelupukan, pemaritan, dan penggorengan kentang.
Ringkasan Proyek
Pada 2000, Simplot menyewa Steam Engineering Inc. untuk memeriksa sistem uapnya. Penilaian Caldwell mengungkapkan beban uap rata-rata 90.000 lb/hr, dengan udara berlebih pembakaran pada 50 persen dan tingkat oksigen gas buang mencapai 7,5 persen. Semua tiga boiler beroperasi beban parsial untuk memenuhi permintaan puncak yang fluktuatif sebesar 140.000 lb/hr, menghasilkan penggunaan kembali kondensat yang terbatas dan biaya operasional yang tinggi. Analisis mengidentifikasi peluang yang jelas: memasang burner modern dengan kontrol positioning paralel dan menambahkan sistem trim oksigen gas buang untuk mengurangi udara berlebih dan meningkatkan efisiensi pembakaran.
Ketika perangkat lunak SSAT diluncurkan pada 2002, Moir menggunakannya untuk memodelkan sistem uap pabrik. Model memproyeksikan penghematan gas alam tahunan lebih dari 25.000 MMBtu dengan mempertahankan oksigen gas buang pada 3 persen melalui upgrade burner dan sistem trim oksigen. Model juga menunjukkan bahwa pemulihan kondensat dapat ditingkatkan, udara berlebih dapat difokuskan hingga 10 persen, dan hanya dua boiler yang diperlukan untuk memenuhi permintaan puncak.
Implementasi Proyek
Pemimpin Simplot menyetujui rekomendasi yang didorong SSAT. Untuk meminimalkan waktu henti, burner baru, kontrol, kincir udara pembakaran, saluran sirkulasi gas buang, analisis oksigen, dan sistem trim kincir draft dipasang pada dua boiler selama pemadaman terjadwal. Upgrade memungkinkan pabrik memenuhi beban uap dengan bahan bakar lebih sedikit tanpa mengkompromi produksi.
Hasil Proyek
Upgrade telah meningkatkan efisiensi secara dramatis: rata-rata oksigen gas buang sekarang tetap pada 3 persen atau di bawahnya, beban uap puncak turun menjadi 110.000 lb/hr, dan hanya dua boiler yang diperlukan pada tingkat udara berlebih 10 persen. Pemulihan kondensat naik menjadi 50 persen, memungkinkan deaktivasi lima pompa kondensat. Penghematan tahunan meliputi 52.000 MMBtu (7,5 persen dari konsumsi sebelumnya) senilai $279.000, 526.000 kWh senilai $20.000, dan $30.000 pemeliharaan—totaling $329.000 per tahun. Dengan biaya proyek $373.000, periode pengembalian investasi di bawah 14 bulan. Keandalan produksi telah meningkat, tanpa ada pemadaman boiler yang dilaporkan sejak selesai.
Sejak itu, Simplot telah menerapkan metodologi SSAT di delapan fasilitas tambahan, mencapai 176.000 MMBtu penghematan gas alam tahunan. Partisipasi perusahaan dalam Inisiatif Efisiensi Pengolahan Makanan Barat AS lebih meluaskan praktik terbaik ini ke pengolahan pangan regional lainnya.
Gambar 1. Assembly Udara Masuk
Pelajaran yang Didapat
Pendekatan standar, berbasis data—terwujud oleh SSAT—mengungkapkan kinerja signifikan dan penghematan biaya dalam sistem uap industri. Pengalaman Simplot memvalidasi bahwa teknik optimasi konvensional, saat dimodelkan dengan ketat, dapat menghasilkan manfaat yang diharapkan dan tambahan. Akibatnya, perusahaan telah mengadopsi SSAT sebagai standar korporat untuk semua fasilitas yang berdaya uap, memastikan perbaikan berkelanjutan dan dapat diulang.
Gambar 2. Burner dan Perumahan Burner
Mendefinisikan Efisiensi Pembakaran
Efisiensi pembakaran mengukur seberapa efektifnya konten panas bahan bakar berubah menjadi panas yang dapat digunakan. Indikator utama adalah suhu stack dan oksigen gas buang. Mengoperasikan boiler dengan udara berlebih optimal—biasanya 10 persen untuk boiler gas alam—meminimalkan kehilangan panas dan memaksimalkan efisiensi. Saat komposisi bahan bakar atau permintaan uap bervariasi, sistem trim oksigen online dapat secara otomatis menyesuaikan kontrol burner untuk mempertahankan kondisi pembakaran ideal.
Alat Penilaian Sistem Uap BestPractices DOE ITP
BestPractices menawarkan serangkaian alat untuk mengevaluasi dan mengoptimalkan sistem uap. SSAT adalah paket perangkat lunak utama, memungkinkan pengguna untuk memodelkan skenario perbaikan dan mengestimasi penghematan energi dan biaya yang tepat. Alat ini, dan perangkat lunak terkait lainnya, tersedia melalui situs web EERE (https://www.oit.doe.gov/bestpractices/software_tools.shtml) atau dengan memesan dari Pusat Informasi EERE di 877‑337‑3463.
Untuk lebih lanjut tentang Program Teknologi Industri Departemen Energi AS, kunjungi https://www1.eere.energy.gov.
