Maximising Utility Savings Through Appropriate Implementation of Combined Heat and Power Scheme

Abstract

Skema gabungan haba–kuasa yang juga dikenali sebagai kogenerasi telah diterima secara meluas sebagai salah satu daripada kaedah penjimatan tenaga yang amat berkesan, khususnya bagi loji proses kimia dari kategori industri sederhana dan besar. Terdapat dua kebaikan utama daripada skema gabungan haba–kuasa bagi sesebuah loji kimia: (i) bagi mengurangkan bil elektrik secara mendadak melalui penjanaan kuasa di dalam loji (ii) bagi menjimatkan bil bahan api melalui perolehan semula tenaga haba berkualiti yang terbazir daripada penjanaan kuasa untuk tujuan pemanasan proses. Untuk memastikan keberkesanannya, skema gabungan haba–kuasa perlu diintegrasi pada tahap suhu yang bersesuaian dalam konteks keseluruhan sistem proses. Kegagalan berbuat demikian akan menghasilkan skema gabungan haba–kuasa yang tidak akan mendatangkan sebarang manfaat. Kertas kerja ini menghuraikan kaedah implementasi yang berkesan untuk sebuah skema gabungan haba–kuasa berdasarkan satu kajian kes ke atas proses etil benzena. Sebuah teknik gambaran yang penting daripada kaedah analisis Pinch yang dikenali sebagai lengkuk rencam perdana telah digunakan sebagai panduan utama untuk integrasi optimum skema gabungan haba–kuasa dengan proses. Kajian ini menunjukkan bahawa integrasi bersesuaian di bahagian atas Pinch bagi skema gabungan haba–kuasa dengan proses etil benzena berpotensi menghasilkan penjimatan maksimum sebanyak 87% kos elektrik. Kata kunci: Analisis Pinch, lengkuk rencam, lengkuk rencam perdana, kogenerasi Combined Heat and Power (CHP) scheme, also known as cogeneration is widely accepted as a highly efficient energy saving measure, particularly in medium to large scale chemical process plants. The advantages of a CHP scheme for a chemical plant are two–fold: (i) to drastically reduce electricity bill from on–site power generation (ii) to save on fuel bills through recovery of the quality waste heat from power generation for process heating. In order to be effective, a CHP scheme must be placed at the right temperature level, in the context of an overall process system. Failure to do so might render a CHP venture worthless. This paper describes the procedure for an effective implementation of a CHP scheme using an ethyl benzene process as a case study. A key visualisation tool in Pinch Analysis technique known as the grand composite curve is used to guide CHP integration, and allows it to be optimally placed within the overall process scenario. The study shows that appropriate CHP integration with the ethyl benzene process above the pinch can potentially result in significant savings on electricity cost of up to 87%. Key words: Pinch analysis, composite curves, grand composite curves, cogeneration