|
| |
|
Главная страница -> Переработка мусора
Тепловая интеграция и энергосбер. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов. СтроительствоН. Жукова Госдума ратифицировала Киотский протокол, семь лет пролежавший под сукном у чиновников. Все это время ученые и зеленые , политики и экономисты спорили, выгодно ли России к нему присоединяться. Согласия нет и сейчас. Хочется чистого воздуха, а сверхдержавы дышать не дают. В 2001 году США шокировали цивилизованную Европу, объявив о выходе из Киотских соглашений, в то время как именно на Штаты приходится 30% выбросов парниковых газов в атмосферу. К 2003 году стало ясно, что Киотский протокол не заработает без России. Потому что для того, чтобы документ вступил в силу, необходимо не только чтобы он был ратифицирован половиной из 120 подписавших его стран; нужно еще, чтобы эта самая половина обеспечивала не меньше 55% парниковых загрязнений в мире. Вот тут-то и не хватало 17%, лежащих на совести РФ. Без России тоже можно Российское правительство подписало Киотский протокол в 1997 году. Теоретически его можно было внести на ратификацию в парламент немедленно, но так не бывает, а у нас - особенно. Не прекращались сугубо научные споры: так ли уж сильно влияет техногенный фактор на глобальное потепление? Не влияет , - говорили маститый академик Юрий Израель, глава Росгидромета Александр Бедрицкий и вообще подавляющее большинство ученых. А если нет, зачем брать на себя весьма дорогостоящие обязательства? - яростно протестовал советник президента Андрей Илларионов. По совету ли Илларионова или сам по себе, но Владимир Путин тоже не раз высказывался по Киотскому протоколу в духе на это пойти не могу - не станем, мол, ограничивать экономическое развитие страны в пользу неоднозначного экологического проекта. Действительно, у нас на повестке дня - удвоение ВВП и социальные программы, а в наличии - сырьевой перекос экономики и хроническая нехватка оборотных средств у предприятий. Три месяца назад Минпромэнерго, Минприроды, МИД и Росгидромет подготовили очередной доклад с анализом Киотского протокола. Снова негативный. И вдруг сразу после этого Владимир Путин по представлению правительства вносит в Госдуму предложение о ратификации Киотского протокола, а Александра Бедрицкого назначает к депутатам своим представителем по вопросу ратификации. Спрашивается: что изменилось и отчего так долго тянули? С оценкой антропогенного воздействия не изменилось ровным счетом ничего. И противники, и сторонники Киото согласны, что даже полная реализация соглашений позволит снизить мировую концентрацию парниковых газов, по разным оценкам, на 0,8-1,5%. Мало? Ну и что? Альтернатива снижению - повышать, а это, если вдуматься, сродни самоубийству: ни один академик не предскажет момент, когда какая-нибудь сотая доля процента окажется критической и подтолкнет гибельную для человечества экологическую катастрофу. Зато внешнеполитическая ситуация поменялась. Россия, сколько могла, разыгрывала киотскую карту в переговорном процессе с Евросоюзом, прежде всего, в вопросе вступления в ВТО. Ряд иностранных дипломатов заявил, что следует, пожалуй, сделать русским уступки в обмен на ратификацию Киотского протокола. Итоговый компромисс был достигнут на майской встрече Россия-Евросоюз. Они нам - минимизацию торгово-экономических последствий расширения ЕС и, как следствие, сохранение наших традиционных экспортных потоков в страны десятки плюс в перспективе соглашение по калининградскому транзиту. Мы им - позитивное отношение к киотскому процессу . Путин не мог подвести европейских партнеров. Кроме того, близок 2005 год, когда в соответствии с директивами ЕС европейцы открывают внутренний рынок продаж квот на выбросы - опционы заключаются уже сейчас. Торговля же квотами на более узких - национальных - рынках предусмотрена законодательством в США, Австралии и ряде европейских стран; в Америке открылась первая в мире биржа по торговле квотами, где зарегистрировались свыше 20 компаний. Не ратифицируй Россия сегодня Киотский протокол, путь на международный рынок ей был бы закрыт. Все товары разложу Между тем на этом рынке нам есть что продать. Пока. За точку отсчета в киотском процессе принят 1990 год: именно до уровня выбросов 1990 года участникам соглашения предстоит к 2012 году снизить объем загрязнений. Оказалось, что нам пока ничего снижать не нужно: ВВП далек от удвоения, дымим мы даже на старом своем промышленном оборудовании меньше развитых стран и вполне вписываемся в заданные рамки. А вот Евросоюзу предстоит ужать выхлопы на 8%. В индустриальных странах стоимость мероприятий для снижения выбросов на 1 тонну эквивалента СО2 (углерод - 90% всех парниковых газов, еще 7% - метан, на остальные 4 газа приходится 3%) составляет от $50 до $100. Покупать российские квоты будут ориентировочно по $10 за тонну на старте и до $30 - по мере развития рынка. Российский запас до 2012 года оценивается в 300-500 млн. эквивалента СО2. Назывались запредельные суммы, которые может получить Россия, - до $20 млрд. Реально цена вопроса, конечно, куда скромнее. Гендиректор Национального углеродного соглашения (NCU) Степан Дударев оценивает объем мирового спроса в $3,5 млрд., и Россия, понятно, может претендовать в нем на значительную часть. Начальник отдела экономики охраны природной среды МЭРТ Олег Плужников назвал Профилю цифры от $1 млрд. до $5 млрд. Разброс в прогнозе велик, потому что углеродный рынок только начинает формироваться. Но, по свидетельству экспертов, когда Россия определилась в принципе, даже без ратификации цены опционных сделок начали расти и в ближайшем будущем подскочат примерно на 20%. А количество сделок нарастает лавинообразно. По информации Олега Плужникова, их число только за сентябрь 2004 года превысило уровень 2003 года в целом. Сами по себе Пока чиновники раздумывали, отечественные компании, заинтересованные в продаже квот, не сидели сложа руки. В июле 2003 года РАО ЕЭС, РусАл , Евразхолдинг , Группа МДМ, АФК Система и другие крупные компании, ответственные за ежегодную эмиссию более 650 млн. тонн СО2 (более трети общероссийского объема), учредили некоммерческое партнерство Национальное углеродное соглашение . Бизнес готов был выйти на рынок самостоятельно, без господдержки. Как сказал Профилю Степан Дударев, уже ведутся переговоры о двусторонних сделках, когда зарубежные компании покупают квоты у российских и отчитываются ими перед своими правительствами. Механизм прост: атмосфера-то общая, без границ, здесь убыло, там прибыло - общий баланс соблюден. Глава NCU считает, что коммерция вне Киото не утратит актуальности. В европейской системе торговли предусмотрена схема, где субъектами рынка выступают не государства, а сами предприятия. Наш отечественный проект базируется на аналогичных принципах. Немереный российский парниковый фонд дает возможность именно оптовых закупок и тем удобен закордонным промышленным гигантам, вынужденным приобретать квоты на стороне. Наконец, возможность самодеятельности российских предприятий - это страховка от государственной бесхозяйственности, поскольку факт ратификации протокола, конечно, не гарантирует, что власти наладят торговлю квотами быстро и эффективно. Илларионов не всегда не прав Однако Россия может постепенно утратить свое преимущество и, развивая промышленность в русле президентской программы, превысить лимиты парниковых выбросов (наш потолок - 30%). Оппоненты Киото считают, что это может произойти уже в 2010-2012 годах. Но в NCU, где провели скрупулезную ревизию, поясняют: чтобы превысить лимит, нужно почти в полтора раза увеличить количество вредителей - заводов и электростанций, средний срок строительства которых составляет около восьми лет. При этом известно, что основные эмитенты парниковых газов не планируют строить новые крупные производства, которые могут кардинально повлиять на ситуацию. В любом случае, степень риска зависит от того, как тратить вырученные деньги. Если на экологические инновации и технологии энергосбережения, на исследование и развитие альтернативных источников энергии - запас прочности можно сохранить. Киотский протокол также предусматривает так называемые проекты совместного осуществления. Индустриальные страны, которым бороться с выбросами накладно (большие вложения в технологии или структурное переустройство промышленности), инвестируют в энергетику менее развитых стран, где сокращение выбросов электроэнергии обходится пока еще малой кровью. Часть сэкономленных объемов выбросов передается стране-инвестору в качестве платы. Наше участие в подобных проектах - вопрос грамотной внешней политики. В киотском поле по-прежнему много работы для дипломатического ведомства. Зампред думского комитета по экологии профессор Александр Косариков видит, скажем, неплохие перспективы в проектах совместного осуществления с зачетом внешнего госдолга (см. комментарий). Но самое главное - не допустить дискриминации России как крупнейшего экологического донора. Тот факт, что на территории РФ сконцентрирована четверть мировых запасов леса (ведь это основной поглотитель парниковых газов), а в целом около 12 млн. кв. км, или 8% мировой суши, находится вне зоны интенсивного хозяйственного освоения, дает нам основания настаивать, например, на последующей корректировке норм выбросов для РФ. Содержание лесов, вод, болот, обеспечивающих сохранение глобальной экосистемы, требует немалых бюджетных средств. Средства наши, а пользуются все. Кроме того, Россия добровольно примкнула к группе государств, взявших на себя обязательства по снижению выбросов. А таких - меньшинство. Большинство ограничилось совместным осуществлением , то есть приемом инвестиций - так тоже можно. Когда речь идет об экономических аутсайдерах, спорить трудно. Но когда в роли реципиентов выступают совсем экономически не слабые Китай (12% мировых парниковых загрязнений) или Южная Корея - все это сильно смахивает на благотворительность. В минувшую среду добро на полное присоединение к Киото дал и Совет Федерации. И как ни убаюкивай самих себя благоприятными расчетами, риск для России остается. Невыполнение киотских обязательств чревато миллиардными штрафами - такую страшилку озвучивали и на думском заседании. Для этого немного нужно: например, быстренько распродать свободные квоты, а деньги вложить не в экологию, а в... ну вы сами знаете.
Л.Л. Товажнянский, д-p. тех. наук, П.А. Капустенко, канд. тех. наук, Л.М. Ульев, канд. тех. наук, С.А. Болдырев. У роботі проведено обстеження цукрового заводу потужністю 3000 тон переробки буряка на добу. За допомогою застосування до одержаних даних методів пінч-аналізу виявлено вузькі місця у тепловій мережі заводу та розроблено проект до її реконструкції. При реалізації цього проекту питоме споживання теплової енергії може буде знижено на 16%. Строк окупності запропонованої модернізації не перевищує тривалості кампанії переробки цукрових буряку. Намічені шляхи подальшого скорочення енергоспоживання у розмірі ~ 30%. Производство сахара из сахарной свеклы является сложным процессом, который состоит из тесно взаимосвязанных тепловых процессов, таких, как нагревание, многокорпусная выпарка, варка, кристаллизация и сушка, а также таких процессов, как отбелка, дефекация, сатурация, фильтрация, центрифугирование и т.д. Тепловая система сахарного завода представляет собой очень сложный комплекс, состоящий из много корпусной выпарной установки, а также системы теплообменников, греющим агентом в которых является вторичный пар из корпусов выпарной установки. В данной работе анализируется эффект, который возможно получить на сахарных заводах стран СНГ, которые были спроектированы и построены во время относительно дешевых энергоносителей и сейчас работают, как правило, в режиме далеком от оптимального. Объектом исследования является тепловая схема сахарного завода производительностью 3 000 тонн сахарной свеклы в сутки. Технологическая схема производства является типичной для заводов стран СНГ и включает в себя непрерывный диффузионный процесс с возвратом жомопрессовой воды, известково-углекислую очистку диффузионного сока (состоящую из прогрессивной преддефекации, холодно-горячей основной дефекации, первой сатурации, фильтрования, дефекации перед второй сатурацией, вторую сатурацию и сульфитацию), сгущение сока выпариванием и три ступени кристаллизации с аффинацией сахара третьей кристаллизации. Обследование работы предприятия, его технологической схемы и рабочего регламента позволило определить холодные и горячие потоки процесса, их особенности и теплофизические характеристики (табл. 1). В данной работе мы будем проводить тепловую интеграцию свеклоперерабатывающего и сокоочистительного отделения, поэтому в таблице представлены потоки только этих двух отделений за исключением одного потока – потока сахарного сиропа в вакуум аппаратах продуктового отделения. Технологическая схема системы теплообмена производства сахара из сахарной свеклы представлена на рис. 2 и включает все потоки из таблицы. Заметим, что поток конденсата ретурного пара возвращается в котельную и в интеграцию включаться не будет. Таблица. Потоковые данные для существующей теплообменной сети сахарного завода № тип поток Тн Тк С, кДж/(кг К) W, кг/с СР, кВт/К H, кВт a, Вт/м2 К 1 гор вторичный пар K 1 124,5 124,5 *r=2191,6кДж/кг 19,28 41040,00 5000,00 2 гор вторичный пар K 2 115 115 *r=2216,8кДж/кг 15,67 34730,70 5000,00 3 гор вторичный пар K 3 105 105 *r=2254,6кДж/кг 5,97 13456,40 5000,00 4 гор вторичный пар K 4 95 95 *r=2298,7кДж/кг 1,49 2298,70 5000,00 5 гор конденсат вторичного пара К1 120 15 4,19 19,28 80,78 8482,20 4000,00 6 гор конденсат вторичного пара К2 103 15 4,19 15,70 65,71 5782,00 4000,00 7 гор конденсат вторичного пара К3 93 15 4,18 6,00 25,09 1956,71 4000,00 8 гор конденсат вторичного пара К4 82 15 4,18 1,50 6,27 419,99 4000,00 9 гор конденсат рет. пара 130 104 4,19 22,42 93,95 2442,60 4000,00 10.1 гор вторичный пар 1-го ВА 76 76 *r=2318,9кДж/кг 1,83 4243,59 5000,00 10.2 гор конденсат пара 1-го ВА 76 42 4,19 1,83 7,67 260,70 4000,00 11 хол барометрическая вода 42 68 4,19 41,64 174,47 4536,26 8700,00 12 хол дифузионный сок 45 66 4,00 76,34 305,36 6412,56 8700,00 13 хол преддефекованый сок 51 85 4,00 78,77 315,08 10712,60 1600,00 14 хол сок 1 сатур. перед ДФ 80 90 4,00 78,77 315,08 3150,76 8700,00 15 хол промой после ДФ 80 95 3,80 28,45 108,13 1621,88 8700,00 16 хол сок перед 2 сатур. 80 95 3,90 50,32 196,23 2943,43 8700,00 17.1 хол сок перед ВУ 80 126 3,90 50,32 196,23 9026,51 8700,00 17.2 хол сок в 1 корпусе ВУ 125,5 125,5 *r=2191,6 кДж/кг 19,36 42440,00 3000,00 18 хол сок во 2 корпусе ВУ 116 116 *r=2211,2 кДж/кг 15,67 34643,00 2500,00 19 хол сок в 3 корпусе ВУ 106 106 *r=2245 кДж/кг 5,97 13399,10 1500,00 20 хол сок в 4 корпусе ВУ 96 96 *r=2286 кДж/кг 1,49 3410,94 900,00 21 хол сок в 5 корпусе ВУ 84 84 *r=2337 кДж/кг 0,17 405,47 750,00 22 хол сироп перед фильтром 68,5 82 3,00 9,86 29,56 399,12 310,00 23 хол упаривание утфеля 75 75 *r=2321 кДж/кг 2,67 6201,48 5000,00 24 хол чистая вода 15 42 4,19 39,80 166,76 4502,57 8700,00 *) обозначает поток с фазовым изменением. СР для него не определяется, а определяется скрытая теплота фазового перехода – r. Простой анализ этих данных потоков показывает одно из узких мест в существующей тепловой схеме предприятия, а именно значительный недогрев очищенного сока перед выпаркой (рис. 1). Очищенный сок должен подаваться в первый корпус выпарной установки с температурой 126°С. Сейчас его температура равна 110°С. Из данных также следует, что минимальная разность температур на теплообменном оборудовании между холодными и горячими потоками равна Тmin = 8,5°C и локализуется она на втором корпусе выпарной установки. Построим горячие и холодные составные кривые для системы технологических потоков, представленных в таблице, но без потока № 9, для Тmin = 8,5°C (рис. 2). Структура составных кривых достаточно просто позволяет идентифицировать на них потоки в выпарных аппаратах. Для разности Тmin = 8,5°C пинч локализуется на температуре горячих потоков 124,5°C (рис. 2). Если мы отложим температуры пинча на сеточной диаграмме, построенной для реальной схемы, то мы сразу увидим, что два теплообменных аппарата переносят теплоту через пинч (рис. 3), т.е. нарушают основные принципы пинч-проектирования. Более того, этими теплообменниками являются в данном случае – утилитные теплообменные аппараты, т.е. аппараты, в которые поступают внешние горячие утилиты. Это теплообменный аппарат Н и теплообменник первого корпуса выпарной установки К1. На сеточной диаграмме показаны десять горячих потоков, направленных слева направо и 14 холодных, направленных справа налево. Показаны 4 корпуса выпарной установки К1-К4, концентратор К5, подогреватель перед выпаркой Н и восемь рекуперативных теплообменников Т1-Т4, Т5-Т9. Общая площадь поверхности теплообмена в выпарных аппаратах равна 11 740 м2, а в теплообменниках Н и Т1-Т4, Т5-Т9 – 1 050 м2. Рис. 1. Существующая тепловая схема производства сахара. АФ – аффинатор; БС – барабанная сушилка; ВА1-ВА3 – выпарные вакуум-аппараты; Д – основной дефекатор; ДА – диффузионный аппарат; К1-К4 – корпуса выпарной установки; К5 – концентратор выпарной установки; КР1-КР3 – кристаллизаторы; ПФ – пресс-фильтр; ПД – преддефекатор; СК1-СК6 – сборники конденсата; СФ – сульфитатор; Ф – патронный фильтр; Н – утилитный теплообменный аппарат. Один из основных принципов пинч-анализа запрещает использовать горячие утилиты ниже пинча. Такое применение горячих утилит означает прямой перенос энергии через пинч [1], что увеличивает минимально необходимую для осуществления процесса потребляемую тепловую мощность на величину горячих утилит, используемых ниже пинча. Рис. 2. Составные кривые, построенные для потоковых данных из таблицы 1 при Tmin = 8,5°C; 1 – составная кривая горячих технологических потоков; 2 – составная кривая холодных технологических потоков; 3 – тепловая мощность, потребляемая процессом производства сахара – горячие утилиты. Температура пинча горячих потоков равна 124,5°C, а холодных – 116°C, что означает, что пинч находится на потоках с фазовым изменением. Такое расположение пинча не даёт возможности однозначного определения энергопотребления с помощью составных кривых. Действительно, мы можем сдвигать кривые относительно друг друга в пределах энтальпийного перекрытия отрезков [b a] и [ ] (рис. 3). Очевидно, при этом будут изменяться необходимые значения горячих утилит QHmin, а значение Tmin будет оставаться постоянным. Для определения QHmin в системе потоков, представленных в таблице, воспользуемся сеточной диаграммой существующей схемы (рис. 3). Два утилитных нагревателя подогревают поток № 17 с потоковой теплоёмкостью СР17 = 196 кВт/К от температуры TS17 = 80°C до TCpinch= 116°C ниже пинча, т.е. ниже пинча к процессу подводится мощность равная, HНП = СР17(TCpinch – TS17) = 7,056 кВт. Далее мы строим составные кривые, сдвигая составную кривую горячих потоков в крайне левое положение, при котором выполняется критерий Tmin. Затем раздвигаем кривые по энтальпийной оси на величину QНП (рис. 4). В результате мы получили составные кривые для рассматриваемой системы потоков, которые характеризуют реальный процесс. Рис. 3. Сеточная диаграмма существующей на заводе системы теплообмена с указанием пинч-температур: ТI – рекуперативные теплообменные аппараты; Н – утилитный теплообменник; К1-К4 – корпуса выпарной установки; К5 – концентратор выпарной установки; ДА – диффузионный аппарат; БК – барометрический конденсатор; С – указывает на теплоту, отводимую от процесса производства сахара; № – условный номер технологического потока; СР – потоковая теплоёмкость; Н – изменение потоковой энтальпии; Цифры под размещениями оборудования показывают тепловую нагрузку Величина мощности, потребляемая производством с ретурным паром равна QHmin = 51,5 МВт, что соответствует использованию 68,4 кг ретурного пара на 100 кг перерабатываемой свеклы. Данное значение сильно превосходит среднеевропейский показатель – 40 кг пара на 100 кг свеклы [2] и ещё больше превосходит показатель для заводов, использующих пластинчатые выпарные аппараты – 25 кг/100 кг свеклы [3]. Целью настоящего исследования является разработка мероприятий, выполнение которых приведет к снижению потребления ретурного пара в процессе производства сахара. Для этого сначала определим Tmin для корневого пинч-проекта [1], используя потоковые данные, приведенные в таблице. Tmin определяется минимизацией приведенной стоимости проекта, т.е. из нахождения компромисса между конкурирующими стоимостями капитальных затрат и потребляемой энергии с помощью построения стоимостных кривых. Стоимость энергии для обследуемого предприятия принимается равной 28 USD за 1 кВт год. Оценивать капитальные вложения будем по следующему закону стоимости для трубчатых теплообменных аппаратов [1]: Кап. Вложения = В + А (S)0,87 USD, (1) где В – стоимость установки аппарата, равная 15 000 USD для выпарных аппаратов и 2 000 USD для подогревателей сока, А – коэффициент стоимости теплообменной поверхности, равный 2 000 USD для выпарных аппаратов и 150 USD для подогревателей, S – площадь поверхности теплообмена. Для определения общей площади поверхности теплообмена в теплообменных аппаратах используются результаты, получаемые при построении составных кривых, что приводит к соотношению [1]: , (2) где М – число энтальпийных интервалов, на которые делят полный интервал изменения потоковой энтальпии в процессе, координаты излома составных кривых; N – количество технологических потоков; TLn i – логарифмическая разность температур в i-ом энтальпийном интервале; qij – изменение потокового теплосодержания j-го потока в i-ом энтальпийном интервале; j – коэффициент теплоотдачи для j-го потока. Рис. 4. Составные технологические кривые для существующей системы теплообмена. 1 – горячая составная кривая; 2 – холодная составная кривая; Tmin – минимальный температурный напор на теплообменном оборудовании; QHmin – значения горячих утилит; QСmin – тепловая мощность отводится от процесса. Приведенные капитальные затраты будем определять для условия пятилетнего кредита с фиксированной кредитной ставкой в 10%. Заметим также, что при определении приведенных капитальных затрат, количество теплообменных аппаратов вычисляем по минимальному значению N – 1 [1] без разделения на пинч, где N – общее количество интегрируемых потоков. Построение стоимостных кривых для данных таблицы (рис. 5) показывает, что Tmin орt = 2,5°С, т.е. меньше чем Tmin в настоящее время. Это говорит о том, что существует возможность снижения потребления тепловой энергии в рассматриваемом производстве сахара не только за счет устранения переноса тепловой энергии через пинч, но и за счет уменьшения Tmin в теплообменной сети предприятия. Построим составные кривые для Тmin = 2,5°C. Структура составных кривых показывает, что локализация пинча находится, как и прежде, на потоках № 1 и № 17 (рис. 6). Целевое значение горячих утилит в этом случае составляет ~ 43 220 кВт, что эквивалентно потреблению 57,4 кг ретурного пара на 100 кг перерабатываемой свеклы, и это на 16% меньше, чем мощность, потребляемая в настоящее время. Сеточная диаграмма теплообменной сети для Тmin = 2,5°C представлена на рис. 7. Мощность, потребляемая от ретурного пара тепловой системой, приведенной на рис. 7, будет равна QHmin = 43 224 кВт, что совпадает с установленным ранее целевым значением. Реконструкция, выполненная по схеме на рис. 7, позволит за счёт снижения энергопотребления экономить 77 240 USD за одну свекловичную кампанию. Установка теплообменных аппаратов Т6 и Т11 так же, как и в предыдущих случаях, потребует капитальных затрат в размере ~ 8000 USD, а стоимость утилитного пластинчатого теплообменника – Н и пластинчатых теплообменников Т1 и Т10 общей площадью поверхности теплообмена 237 м2 составит ~ 59 300 USD, т.е. реконструкция потребует капвложений в размере ~ 68 000 USD и следовательно окупится за одну кампанию переработки сахарной свеклы. Рис. 5. Стоимостные кривые для технологических потоков, интегрируемых в тепловую систему сахарного производства. 1 – приведенные капитальные затраты; 2 – приведенная стоимость энергии; 3 – общая приведенная стоимость тепловой сети; П – приведенная стоимость; Tmin – минимальный температурный напор на теплообменном оборудовании. Рис. 6. Составные кривые, построенные для потоковых данных таблицы для Tmin = 2,5°C без учета теплоты конденсата ретурного пара. 1 – горячая составная кривая; 2 – холодная составная кривая; QHmin – целевое значение горячих утилит Реализация предлагаемых проектов реконструкции теплообменной сети сахарного завода позволит снизить потребление ретурного пара с 68 кг на 100 кг перерабатываемой свеклы до 57 кг на 100 кг свеклы, что еще значительно выше уровня потребления ретурного пара в промышленно развитых европейских странах на заводах с выпарными аппаратами Робертса, который равен 40—45 кг ретурного пара на 100 кг перерабатываемой свеклы. Простой анализ тепловой сети производства сахара (рис.1) и ее сеточной диаграммы показывает, что температура холодного потока № 13 – преддефекованного сока (табл. 1) при прохождении через дефекатор и сатуратор уменьшается с 85°С до 80°С. Потоковая теплоемкость потока № 13 ~ 315 кВт/К, т.е. мощность тепловых потерь на данной позиции равна 1 575 кВт. При прохождении потока № 14 – сока первой сатурации через дисковый фильтр теряется 10°С температуры потока, т.к. температура сока первой сатурации перед дисковым фильтром равна 90°С, а температура промоя после патронного фильтра и температура сока перед второй сатурацией равна 80°С. Учитывая потоковые теплоемкости последних двух потоков, вычисляем мощность тепловых потерь в районе дискового фильтра. Она равна 3 040 кВт. При прохождении холодного потока № 16 – сока перед второй сатурацией через сульфитатор второй ступени и патронный фильтр его температура уменьшается на 15°С, т.е. мощность тепловых потерь составляет величину 2 940 кВт. Суммарная мощность указанных тепловых потерь равна ~ 7,6 МВт, что приводит к потреблению лишних 10,1 кг ретурного пара на 100 кг перерабатываемой свеклы. Рис. 7. Сеточная диаграмма проекта теплообменной сети для системы потоков из таблицы 1. Диаграмма построена для Tmin = 2,5°C. На расщеплениях потоков № 1, 2, 3 и 4 показаны процентные соотношения теплоёмкостей. Остальные обозначения те же, что и на рис. 3 Если устранить названные тепловые потери и для полученных при этом потоковых данных синтезировать с помощью пинч-анализа теплообменную сеть процесса производства сахара, то мы снизим потребление энергии на переработку 100 кг свеклы до среднего европейского уровня или даже еще ниже. Но для этого необходимо тщательное обследование предприятия во время переработки сахарной свеклы с целью выяснения причин, обуславливающих столь большие тепловые потери. Обозначения: CP – потоковая теплоёмкость, кВт/К; QHmin – целевое значение горячих утилит, кВт; gij – изменение потоковой энтальпии j-го технологического потока в i-м энтальпийном интервале, кВт; r – скрытая теплота фазового перехода, Дж/кг; S – площадь поверхности теплообмена, м2; Тн – начальная температура технологического потока, °С; Тк – конечная температура технологического потока, °С; W – массовый расход, кг/с; H – утилитный теплообменный; – коэффициент теплоотдачи, кВт/м2К; H – изменения потоковой энтальпии, кВт; Tmin – минимальная разность температур теплоносителей при их теплообмене в теплообменном оборудовании, °С; Tln – логарифмическая разность температур; П – приведенные затраты, USD. Благодарности Работа выполнена при финансовой поддержке Европейской Комиссии (программа SYNERGY, контракт № 4.1041.D/99-028) Список литературы: Смит Р., Клемеш Й., Товажнянский Л.Л., Капустенко П.А., Ульев Л.М. Основы интеграции тепловых процессов. Харьков: ХГПУ. 2000. С. 457. Урбанец К., Залевски П., Клемеш Й. Проект реконструкции для польских сахарных заводов с применением методов интеграции процессов и современного теплообменного оборудования // Ітегровані технології те енергозбереження. 2001. №1. С.3-12. Licha H., Valentin P., Wersel M., Witte G. The Plate Evaporator – A New Methodic Evaporation Technology // Zuckering. 1989. Vol. 114. No 10. S. 785-798. Вывоз строительного мусора грузовиками. Вывоз строительного мусора ежедневно масштабах. Вдосконалення політики ефективного використання енергоресурсів. Концепция снижения издержек п. Идеи. Инвестиционное предложение. Измерение и управление расходом. Главная страница -> Переработка мусора  |
