Stoomproductie

Gedetailleerdere gegevens i.v.m. stoomproductie zijn terug te vinden in Remans et al. (2008).
Deze productiestap is niet van toepassing wanneer stoomloos gewassen wordt. 

Procesbeschrijving

Voor het op temperatuur brengen van het waswater, het verwarmen van drooglucht, de mangel, … wordt in een wasserij vaak stoom gebruikt. In een stoomketel wordt water verwarmd tot het verdampt en stoom vormt. De energie voor dit proces kan aangeleverd worden door gas of stookolie.

Het stoomsysteem kan opgedeeld worden in drie onderdelen:

• het ketelhuis waar de stoomopwekking plaatsvindt
• het leidingnet voor het transport van stoom en condenswater
• de procesapparatuur waar de stoom gebruikt wordt

Het ketelhuis

Het belangrijkste element in het ketelhuis is de stoomketel. Er zijn twee types stoomketel: de vlampijpketel en de waterpijpketel. De vlampijpketel bestaat uit één of meerdere buizen, waardoor hete verbrandingslucht wordt gestuurd. De buizen worden omspoeld door water dat de warmte van de verbrandingsgassen opneemt. Bij een waterpijpketel stroomt het te verhitten water in de pijpen, die omgeven worden door rookgassen. Een andere indeling van stoomketels zijn deze met en zonder stoomvoorraad. Deze laatste (stoomgeneratoren), hebben het voordeel zeer vlug stoom op druk te produceren, maar bij kortstondige uitval, valt het hele bedrijf zonder stoom.

Het voedingswater dat in de stoomketel wordt aangewend, bevat ook na ontharding nog een aantal onzuiverheden (onder andere opgeloste zouten). Doordat de opgewekte stoom zuiver is, blijven deze onzuiverheden achter in het ketelwater. Dit heeft tot gevolg dat de concentratie van deze verontreinigingen in het ketelwater geleidelijk toeneemt. Een te hoge concentratie van b.v. zouten, zal een schadelijke werking hebben, zoals corrosie van leidingen. Om te voorkomen dat het ketelwater te sterk vervuild geraakt, is het nodig te spuien, waarbij een gedeelte van het ketelwater vervangen wordt door voedingswater (= condensaat + suppletiewater). De snelheid waarmee de concentratie van de verontreinigingen toeneemt, is afhankelijk van de hoeveelheid toegediend suppletiewater en de vervuilingsgraad ervan. Het is dus van belang zoveel mogelijk condensaat (= gecondenseerde stoom) terug te winnen, om de hoeveelheid suppletiewater tot een minimum te beperken.

Door het spuien gaat er kostbare warmte verloren. Het spuien kan op twee manieren gebeuren:

• discontinu: wanneer de verontreiniging een bepaalde waarde overschrijdt, gaat de spuikraan tijdelijk open. Men kan ook per tijdseenheid spuien (bv. om de dag).
• continu: dit is het geval voor vrijwel alle moderne stoomketels.

Het leidingnet en procesapparatuur

De opgewekte stoom wordt via een leidingnet naar de procesapparatuur in de wasserij gevoerd, waar de warmte van de stoom rechtstreeks door stoominjectie of onrechtstreeks door warmteoverdracht wordt ingezet. Bij het stoomtransport zal in geringe mate condensatie optreden door warmteverlies. Bij een uitgebreid leidingsysteem zal dit condensaat tussentijds afgevoerd moeten worden. In de procesapparatuur vindt ook, onder afgifte van nuttige warmte, de condensatie plaats van de resterende stoom. Het terugvoeren van het condensaat gebeurt via condensaatpotten. Deze zorgen ervoor dat de stoomleiding gevrijwaard blijft van condens zodat de leiding op kritische punten niet geblokkeerd raakt. Het condenswater dat teruggevoerd wordt naar het ketelhuis wordt daar opnieuw ingezet bij de stoomproductie.

De stoomgenerator

Een stoomgenerator is een alternatief voor de klassieke stoomketel. Een stoomgenerator bestaat uit een verwarmingsspiraal, een brander, een voedingspomp, een stoom/waterafscheider en een elektrische stuurkast. De pomp stuwt het water door het verwarmingsspiraal, waar het omgevormd wordt tot stoom.

De stoomgenerator heeft een aantal voordelen ten opzichte van het klassieke ketelhuis:

• laag energieverbruik
• compacte bouw, waardoor de stralingsverliezen beperkt zijn
• een snelle reactietijd: door de kleine waterinhoud wordt na een drietal minuten stoom geproduceerd en draait de installatie twee minuten later op vollast. Bij groter modellen bereikt de generator na 20 minuten zijn volle vermogen.
• een stoomgenerator wordt samen met de brander en pomp gemoduleerd. Bij een stijgende vraag naar stoom wordt de brander, pomp en generator onmiddellijk naar een hoger regime gebracht. Dat resulteert in een stabiele druk bij sterk schommelende beladingen.

De stoomgenerator wordt in aparte units geleverd, welke eenvoudig uit te breiden zijn (Glässer, 2009).

Milieuaspecten

De milieuaspecten bij het produceren van stoom situeren zich op drie vlakken:

• De energie nodig voor het opwekken van de stoom
• Water: niet alleen het verbruik van voedingswater, ook het ontstaan van verontreinigd afvalwater bij het spuien
• Lucht: emissies gekoppeld aan het verbrandingsproces (CO₂, SO_x, NO_x, CO, stof, ...)

Referenties

Remans, K., Maes, D., Hooyberghs, E. en Vrancken, K. (2008). Energiebesparing in Stoomnetwerken. Gent, Academia Press, ix + 65 pp.

Glässer B. (2009). Energy efficient steam supply in laundries. 44th International Detergency Conference, 12 - 14 mei 2009, Düsseldorf.