Nieuwe technologie niet altijd duurder in aanschaf

Welke soort warmtewisselaar past het beste bij een bepaalde gegeven situatie in een productieproces? Waarom zegt de aanschafprijs daarbij niet alles? En wat zijn de laatste ontwikkelingen op het gebied van warmteoverdracht? De leden van NLAHX wisselen zulke kennis uit en passen die toe. Ze ontwikkelden bijvoorbeeld een Quick Scan om praktijkproblemen met warmtewisselaars snel in kaart te brengen.

Hans Harlé

Het kennisnetwerk NLAHX (Netherlands Advanced Heat Exchangers) omvat tegen de 80 leden uit de procesindustrie en van kennisinstituten, adviesbureaus en leveranciers. NLAHX wil bevorderen dat processen efficiënter verlopen door een betere warmteoverdracht, waardoor onder meer energie bespaard wordt. Het netwerk streeft dit na door gezamenlijk met alle marktpartijen kennis over warmtewisselaars te verzamelen, te delen en uit te dragen. NLAHX wordt financieel ondersteund door SenterNovem, dat begin 2010 is opgegaan in de overheidsorganisatie Agentschap NL. Vanaf 1999 is de voorzittershamer in handen van Bert Boxma. Met zijn uitgebreide achtergrond in warmtewisselaars, apparatenbouw en engineering van procesinstallaties geldt hij als autoriteit in de warmteoverdracht.

"De naam NLAHX is misschien niet zo snel te onthouden", weet hij. "Maar hij is wel uniek, en dat is een groot voordeel bij zoekacties op internet. Tot onze leden behoren zowel kleine als grotere bedrijven en multinationals. Veel bekende namen uit het Botlekgebied, de offshore en de advieswereld vind je bij ons aan tafel." Bert Boxma kwam als afstudeerder in aanraking met warmteoverdracht. Daarna volgden enkele werkgevers waaronder Badger, GEA, Fluor Daniel en ABB Lummus, in specialistische technische posities van engineering tot business development. Sinds 2003 werkt Bert Boxma zelfstandig onder de bedrijfsnaam Heat Transfer ABC. Naast zijn werk als voorzitter is hij via het bedrijf actief in trainingen geven, managementondersteuning en operationele advisering.

Activiteiten
 

In zijn 11 jaar voorzitterschap heeft Bert Boxma het kennisnetwerk NLAHX flink zien groeien. "Het netwerk is ongeveer 20 jaar geleden opgericht. Toen ik begon, waren er maar 6 leden en weinig activiteiten. We zijn toen veel meer gaan organiseren, zoals bedrijfsbezoeken bij fabrikanten en gebruikers, en lezingen over nieuwe technologie en praktijkkwesties zoals onderhoud. Daar kwamen steeds meer belangstellenden op af, zelfs vanuit het buitenland. Zo hebben we nieuwe technologieën onder de aandacht gebracht, die vanuit ons kennisnetwerk daarna internationaal verspreid zijn. Van de Helixchanger®-technologie met de schuin opgestelde tussenschotten ofwel baffles hadden we bijvoorbeeld indertijd een mooie primeur. En zo zijn er nog veel meer technische aspecten die we onder de loep nemen en waar we onze leden vertrouwd mee maken."

Verder werden gaandeweg meer soorten leden toegelaten: "In het begin was het uitgangspunt dat alleen eindgebruikers van warmtewisselaars lid konden zijn. Men wilde graag in klein comité over vertrouwelijke zaken praten en eventuele problemen niet te veel aan de grote klok hangen. Want wie over zijn warmtewisselaars praat, heeft het vaak over het hart van zijn proces. Toch heb ik toen voorgesteld om er veel meer partijen bij te halen, om de kennisbasis te verbreden. Denk bijvoorbeeld aan ECN, TNO en universiteiten, maar ook aan ingenieursbureaus en fabrikanten van warmtewisselaars. Later zag iedereen toch wel de voordelen van die veel bredere uitwisseling. Het is een kapitaalintensieve markt met veel spelers en belangen, en je kunt zo in een ontspannen sfeer netwerken en elkaar leren kennen zonder dat het meteen een marktplaats wordt. In zo'n informele situatie komen vaak ook oplossingen voor praktijkproblemen soepel tot stand. Ons ledental is sindsdien geleidelijk gestegen tot de bijna 80 leden van dit moment."
 

De onderlinge uitwisseling leidde onder meer tot het ontwikkelen van een Quick Scan voor warmtewisselaars. "De Quick Scan is een methodiek om een probleem aan te pakken dat een eindgebruiker heeft met een warmtewisselaar. Via SenterNovem is inmiddels een pilot hiermee uitgevoerd, die onder andere aantoonde dat er een levendige belangstelling voor zo'n scan bestaat. Een deskundige brengt met de Quick Scan het probleem in kaart, en het resultaat is een initiële oplossing die wordt voorgesteld. Het kan te maken hebben met vervuiling of trillingen, maar ook over iets heel anders gaan. Binnenkort gaat SenterNovem de Quick Scan op zijn website introduceren en aanbieden. Dankzij overheidssteun zijn de kosten van de scan beperkt. "

Verder leidt Bert Boxma sinds 2008 de vertegenwoordiging van HTRI in Nederland. HTRI (Heat Transfer Research Incorporated) is een Amerikaanse organisatie die onderzoek doet op het gebied van warmteoverdracht. In 1994 startte hij het eerste Communication Committee binnen HTRI: "Het onderzoek van HTRI heeft veel software opgeleverd waarmee je warmtewisselaars kunt doorrekenen. Het Communication Committee bespreekt die software vanuit gebruikersperspectief. We begonnen met vijf mensen, maar intussen is er in 14 landen een Communication Committee opgericht, waarin bij elkaar 250 gebruikers meepraten. Dat levert HTRI prima feedback over hun software. Wereldwijd telt HTRI rond de 1000 leden, waarvan 25 in Nederland. Het is een heel ander netwerk dan NLAHX, want bij HTRI gaat het vooral over onderzoek en rekensoftware, terwijl NLAHX veel breder is."

Nieuwe technologieën
 

Tijdens zijn voorzitterschap heeft Bert Boxma diverse nieuwe technologieën voor warmtewisselaars zien doorbreken. Zoals het Helixchanger®-systeem met zijn schuin opgestelde baffles, zodat het koelende medium spiraalvormig en zonder dode hoeken stroomt. De inwendige vervuiling is daardoor beperkt, waardoor minder onderhoud nodig is. "Het principe is al in de jaren '80 ontdekt door de Tsjechische uitvinder Jan Ninchanski. Later ben ik met hem in contact gekomen, en hij heeft me de originele aantekeningen over zijn vinding gestuurd; dat zijn unieke documenten. In 1994 heeft ABB Lummus de technologie aangekocht, verder uitontwikkeld en op de markt gebracht. Dat was een langdurig proces, omdat er in het begin weinig operationele referenties waren die belangstellenden konden overtuigen. In mijn tijd bij ABB ben ik daar veel aan bezig geweest, en lukte het om het aantal referenties in West-Europa op te voeren van 13 in het begin tot ruim 1500 toen ik wegging. Het geldt nu als een algemeen erkend en gewaardeerd principe, dat veel toegepast wordt."

Verder verscheen de EM-Baffle®, waarin EM staat voor Expanded Metal. Om deze ondersteuning voor de buizen binnen een warmtewisselaar te maken, worden in een plaat staal sleuven gestanst, waarna aan de plaat getrokken wordt. Hierdoor worden de gestanste sleuven opgerekt tot grotere openingen, waar de buizen van de warmtewisselaar doorheen gelegd worden. Dit principe is ontwikkeld en geïntroduceerd door Shell. Dan is er nog het Klaren-systeem, dat vrij nieuw is en momenteel geleidelijk op de internationale markt geïntroduceerd wordt. "In de vloeistof die door de buis gaat van de verticaal geplaatste warmtewisselaar worden metaaldeeltjes meegesleurd als een soort fluid bed. Deze deeltjes komen tegen de binnenkant van de buis aan en schrapen de vervuiling los die zich heeft afgezet. De deeltjes worden meegevoerd naar boven, afgescheiden van de vloeistof, en later weer toegevoegd aan de ingaande vloeistofstroom. Zo krijgt vervuiling dus geen kans om zich in de buis af te zetten. In Rotterdam staat een proefinstallatie met doorzichtige kunststof buizen, zodat je goed de beweging van de metaaldeeltjes kunt volgen."

Bij het invoeren van een nieuwe technologie spelen allerlei partijen een rol, zo legt Bert Boxma uit: "De licentiehouder, de fabrikanten die het product volgens die licentie maken, de adviseurs, de engineers die ontwerpen en de eindgebruiker die een betrouwbaar, betaalbaar en effectief proces wil. Al die partijen moeten van de voordelen overtuigd zijn om zo'n technologie breed ingevoerd te krijgen, en dat verloopt niet altijd snel. De eerste toepassingen zijn vaak in parallelle opstellingen: een minder goed werkende unit in een aantal parallelle warmtewisselaars wordt dan vervangen door een nieuwe met een andere technologie. Zo blijft het risico beperkt, en is prima te vergelijken hoe de nieuwe unit het doet in vergelijking met de bestaande."

Total life cycle costs
 

Bij de selectie van een warmtewisselaar is het belangrijk om te kijken naar de total life cycle costs, benadrukt Bert Boxma: "Het gaat niet alleen om de eerste investering, maar ook om wat het kost of oplevert wanneer die eerste investering eenmaal gedaan is. Een warmtewisselaar die minder snel vervuilt, werkt efficiënter en heeft minder onderhoud nodig. Mogelijk is de eerste aanschaf iets duurder, maar dat verdien je al snel terug. Een probleem kan ontstaan wanneer het inkoopbudget helemaal los staat van de onderhoudsbudgets. In dat geval heeft een inkoper niet altijd een boodschap aan moderne technologie en latere besparingen, en probeert hij vooral om voor de laagste prijs in te kopen. Het is aan het hoogste management bij de eindgebruiker om erop te letten dat investeringen in installaties ook op langere termijn bekeken worden en niet alleen op het aanschafmoment. Een warmtewisselaar selecteren is natuurlijk ook een technisch verhaal, want hij moet geschikt zijn voor wat je hem in het proces wilt laten doen. Maar vervolgens kun je de total life cycle costs van een aantal alternatieven gewoon uitrekenen en de laagste daarvan kiezen.

Nieuwe technologie hoeft trouwens in aanschaf lang niet altijd duurder te zijn. Een Helixchanger®-warmtewisselaar kan door zijn betere efficiëntie vaak toe met een geringere diameter en dus met minder buizen, wat hem juist goedkoper maakt in aanschaf. Als NLAHX hebben we de belangrijke taak om de gebruikers van warmtewisselaars te laten weten wat er te koop is aan technologie en ze daarmee vertrouwd te maken, zodat ze een optimale keuze kunnen maken. Iedereen kiest uiteraard zelf, maar het is aan ons om aan te reiken welke technologie voor welke processen geschikt is. In de offshore komt bijvoorbeeld Twisted Tube® goed tot zijn recht, bij gas voldoet EM-Baffle® heel goed, bij veel vervuiling ligt Helixchanger® voor de hand, en ook conventioneel kan in een aantal gevallen prima voldoen.

In de loop van 2011 gaat Bert Boxma stoppen als voorzitter van NLAHX. Een opvolger wordt op dit moment gezocht. "Misschien zouden we in de toekomst als netwerk op eigen benen moeten gaan staan en financieel onafhankelijk moeten worden. Maar dan zouden de leden moeten bijdragen om de kosten te dekken, en daarover verschillen de meningen. Ga je bijvoorbeeld een reservepotje opbouwen om collectieve projecten te financieren of word je daarmee te veel een bank van lening? Het lijkt me een mooi onderwerp voor mijn opvolger om hiervoor de juiste koers voor de toekomst uit te zetten."