|
| |
|
Главная страница -> Переработка мусора
Энергетический анализ - основа ц. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов. СтроительствоТоважнянский Л.Л., Капустенко П.А., Ульев Л.М., Болдырев С.А. Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» 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 1 представлены потоки только этих двух отделений за исключением одного потока – потока сахарного сиропа в вакуум аппаратах продуктового отделения. Таблица 1. 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. 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°С и локализуется она на втором корпусе выпарной установки. Построим горячие и холодные составные кривые для системы технологических потоков, представленных в таблице № 1, но без потока № 9, для Тmin = 8,5°С (рис. 1). Структура составных кривых достаточно просто позволяет идентифицировать на них потоки в выпарных аппаратах, а также определить мощность потребляемую процессом от ретурного пара [1]. Для разности Тmin= 8,5°С пинч локализуется на температуре горячих потоков 124,5°С (рис. 1). Составные кривые показывают, что два теплообменных аппарата переносят теплоту через пинч, 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. 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. 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 1. 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. Рис. 1. Представление существующих теплообменных связей между технологическими потоками на составных кривых. 1 – горячая составная кривая; 2 – холодная составная кривая; ВВ – вакуумные выпарные аппараты; К1-К5 – корпуса выпарной установки; Т1-Т4, Т6-Т9 – рекуперативные теплообменные аппараты; ДА – диффузионный аппарат; БК – барометрический конденсатор; Н – горячие утилиты Приведенные капитальные затраты будем определять для условия пятилетнего кредита с фиксированной кредитной ставкой в 10%. Количество теплообменных аппаратов определяем по значению N–1 [1] и без разделения на пинче, где N – общее количество интегрируемых потоков. Построение стоимостных кривых для данных таблицы 1 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. Составные кривые, построенные для Тmin = 2,5°C показывают, что локализация пинча находится, как и прежд,е на потоках № 1 и № 17. Целевое значение горячих утилит в этом случае составляет ~ 43220 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. Рис. 2. Сеточная диаграмма проекта теплообменной сети для системы потоков из таблицы Диаграмма построена для Tmin = 2,5°C. 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. На расщеплениях потоков № 1, 2, 3 и 4 показаны процентные соотношения теплоёмкостей Сеточная диаграмма теплообменной сети для Тmin = 2,5°C представлена на рис. 2. Мощность, потребляемая от ретурного пара тепловой системой, приведенной на рис. 2, равна QHmin = 43 224 кВт, что совпадает с установленным ранее целевым значением. Реконструкция, выполненная по схеме на рис. 2, 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 ~ 8 000 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. 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 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. 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; 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 аппарат; АФ – аффинатор; БК – барометрический конденсатор; БС – барабанная сушилка; БСК – большая составная кривая; ВА – выпарной вакуум-аппарат; Д – основной дефекатор; ДА – диффузионный аппарат; К1-К4 – корпуса выпарной установки; K5 – концентратор; КР – кристаллизатор; ПД – преддефекатор; ПФ – пресс-фильтр; С – сатуратор; СК – сборник конденсата; СФ – сульфитатор; Тi – рекуперативные теплообменные аппараты; Ф – патронный фильтр; Ц – центрифуга; a – 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) Литература 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 та 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. УДК 621.1.016: 579 Товажнянський Л.Л., Капустенко П.О., Ульєв Л.М., Болдирев С.А. ПОЛІПШЕННЯ ТЕПЛОВОЇ ШНТЕГРАЦІЇ НА ЦУКРОВИХ ЗАВОДАХ 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 буте знижено на 16%. Строк окупності запропонованої модернізації не перевищує тривалості кампанії переробки цукрових буряку. Намічені шляхи подальшого скорочення енергоспоживання у розмірі ~ 30%. TovazhnianskyL.L., KapustenkoP.A., UlyevL.M., BoldyryevS.A. IMPROVEMENT THE HEAT INTEGRATION AT THE SUGAR PLANT The case study for sugar plant with the productivity equal 3000 ton sugar beet per day was carried out. The bottlenecks in heat network of plant were found. The retrofit design for heat exchanger network is proposed and the methods for debotlenecking were shown. the realization of this project allows to decrease the specific energy consumption on 16%. Pay back period for retrofit do not exceed 4 months. The ways of energy consumption reduction on velue ~ 30% were outlined.
Никифоров Г.В., к.т.н., Копцев Л. А., к.т.н, ОАО ММК Эффективность использования энергоресурсов является одним из важнейших показателей эффективности предприятия в целом, а для металлургических предприятий, с характерной для них большой энергоемкостью, -еще и одним из оснований для выживания. Конечным итогом деятельности в области энергосбережения является уменьшение энергозатрат, т.е. затрат на приобретение энергоресурсов, а при изменяющихся объемах производства - уменьшение доли энергозатрат в суммарных затратах на производство продукции. Этот результат может быть достигнут различными методами, и существуют известные классификации методов энергосбережения по их затратности, технической оснащенности и сложности, срокам окупаемости, наукоемкости и другие. К наиболее важным направлениям энергосберегающей деятельности, по нашему мнению, относятся выбор тарифов и поставщиков энергоресурсов, использование собственных вторичных энергоресурсов и вытеснение за счет этого покупных, применение более современных (менее энергоемких) технологий и оборудования, снижение потребления энергоресурсов за счет совершенствования существующих технологических процессов и режимов работы оборудования, оптимизация энергобаланса предприятия и его подразделений, снижение расходов на выработку производимых на предприятии энергоресурсов, совместная выработка электрической и тепловой энергии, снижение потребления энергоресурсов подразделениями предприятия за счет повышения эффективности использования энергоносителей, нормирование и прогнозирование потребления энергоресурсов на основе математических моделей и другие. ОАО Магнитогорский металлургический комбинат является предприятием с законченным металлургическим циклом и включает в себя горно-обогатительное производство (ГОП) с тремя агломерационными фабриками (часть рудного сырья - привозная), известково-доломитовое производство (ИДИ), коксохимическое производство (ЮТ), огнеупорное производство (ОУП), доменный цех, конвертерный цех с непрерывной разливкой стали в блоке со станом 2000 горячей прокатки (ЛПЦ-10), мартеновский, обжимный и сортопрокатный цехи, цехи холодной прокатки и другие цехи более глубокой переработки металла, а также комплекс энергетических цехов; три собственные электростанции (ТЭЦ, ЦЭС и ПВЭС), кислородно-компрессорное производство, цех электросетей и подстанций, паросиловой цех, цех водоснабжения и энергоцех. Все перечисленные производства очень энергоемки и взаимно связаны технологическими потоками и энергетическими коммуникациями и сетями. На Магнитогорском металлургическом комбинате всегда уделялось значительное внимание эффективности использования энергоресурсов, в том числе вовлечению в оборот вторичных энергоресурсов: пара от систем испарительного охлаждения металлургических агрегатов, тепла отходящих дымовых газов за мартеновскими и нагревательными печами, горючих коксового и доменного газов. Маловодность региона определила необходимость использования оборотных циклов для снабжения цехов предприятия технической водой (через оборотные циклы обеспечивается 95 % потребностей комбината в технической воде). После 1992 года всеобъемлющая рационализация энергоиспользования и снижение энергозатрат стали жизненной необходимостью. К этому времени в ОАО ММК был построен и введен в эксплуатацию конвертерный цех с машинами непрерывной разливки стали, а через два года, в продолжение технологической линии, - стан 2000 горячей прокатки (ЛПЦ-10). По мере их освоения были остановлены и демонтированы образующие более энергозатратную технологическую цепочку два мартеновских цеха и два обжимных (слябинг и блюминг). К примеру, на слябинге уходило в виде обрези в повторную переплавку до 20 % прокатанного металла. Одновременно в ОАО ММК была развернута работа по снижению потерь и нерациональных расходов энергоресурсов, повышению эффективности использования оборудования. Была разработана и приведена в действие система контроля коммуникаций и обнаружения утечек, предписаний по устранению потерь и контроля за исполнением предписаний. Спад производства привел к снижению степени загрузки технологических агрегатов и заставил искать наиболее эффективные пути использования оборудования. Часть основного оборудования, имеющего как бы параллельно работающие агрегаты в технологической цепи, была выведена из эксплуатации в консервацию: несколько доменных печей и коксовых батарей, аглофабрика № 4 (наиболее энергоемкая), стан 2500 горячей прокатки (ЛПЦ-4). Для находящегося в эксплуатации оборудования была проведена паспортизация, на основе которой систематизированы основные характеристики энергопотребления и сформированы различные варианты возможных графиков работы цехов и агрегатов в зависимости от предполагаемых объемов производства на месяц. Для прокатных цехов с учетом различных факторов была принята в основном система режимных смен , в пределах которых технологическое оборудование цеха в плановом порядке простаивает с соответствующей глубокой разборкой схем питания электрооборудования и прекращением подачи других энергоресурсов. Также на основе паспортизации в цехах выделены несколько групп механизмов с электроприводом, которые должны быть отключены персоналом цеха при остановке технологической линии, если предполагаемая длительность простоя превышает заданную для данной группы величину. Определены также вспомогательные, обеспечивающие основную технологию механизмы, относящиеся в основном к энергохозяйству цехов, которые можно и необходимо отключить при снижении интенсивности работы цеха (основного агрегата) ниже определенной величины. Эти мероприятия и рекомендации применялись и действуют в основном по отношению к прокатным цехам. Для агломерационного производства, с учетом его особенностей (несколько агломерационных машин, наличие бункеров агломерата в доменном цехе, тяжелые условия пуска электродвигателей эксгаустеров), предложены другие мероприятия. Здесь было проведено обследование и на основе статистических материалов с использованием математического аппарата пошагового регрессионного анализа получены зависимости электропотребления (удельных расходов электроэнергии) от производственных и технологических факторов, определены наиболее значимые из них. Анализ материалов указал на необходимость повышать часовую производительность агломашин и за счет этого останавливать оказывающуюся лишней агломашину, останавливать не менее чем на двое суток. Оживление производства определило необходимость расконсервации и ввода в эксплуатацию аглофабрики № 4 и стана 2500 горячей прокатки (ЛПЦ-4). На начальном этапе после запуска указанных объектов произошло значительное нарастание потребления энергоресурсов при относительно небольшом приросте производства. Возникла задача наиболее эффективного распределения объемов производства между агло-фабрикой № 4, с одной стороны, и аглофабриками № 2 и 3, с другой, а также между ЛПЦ-10 и ЛПЦ-4. Для более новых АФ-4 и ЛПЦ-10 характерна большая электровооруженность, большая мощность агрегатов. Анализ зависимостей электропотребления от объемов производства для сравниваемых цехов показал, что увеличение производства в новых цехах определяет значительно менее интенсивное нарастание потребления электроэнергии (характеристики W = f (П) более пологие) и позволил рекомендовать загружать ЛПЦ-10 и АФ-4 на максимум, а ЛПЦ-4 и АФ-2,3 - по остаточному принципу. При этом суммарный расход электроэнергии при производстве горячего проката и агломерата оказывается наименьшим. Вполне очевидный энергосберегающий эффект создает вовлечение в энергобаланс предприятия вторичных горючих газов - коксового и доменного. Сравнительно низкая теплотворная способность определяет и более узкую область применимости вторичных газов. Наиболее целесообразно использование низкокалорийных газов в виде топлива на объектах энергетики, поэтому часть котлов ЦЭС и ПВЭС давно приспособлены для сжигания доменного газа. Традиционно доменный газ используется в самом доменном цехе для обогрева воздухонагревателей и для нагрева слитков в обжимном цехе. С увеличением объемов производства, вводом в действие ранее остановленных доменных печей и соответствующим увеличением выхода вторичного газа в ОАО ММК на обогрев доменным газом переоборудуются дополнительные потребители - коксовые батареи, для которых этот газ является более технологичным топливом. Для полного вовлечения в энергобаланс вторичных топливных газов необходимо обеспечить достаточное количество тепловых и энергетических агрегатов, способных их использовать. В настоящее время на ЦЭС и ПВЭС все котлы дооборудованы для использования доменного газа и на ЦЭС строится еще один (станционный № 7) с подобной возможностью. Коксовый газ вчетверо калорийней доменного и его область применения значительно шире. Коксовый газ традиционно используется для обогрева коксовых батарей, для сжигания его дооборудованы котлы на ПВЭС, переоборудованы нагревательные печи сортопрокатного цеха, реконструированы две методические печи ЛПЦ-4, это топливо подается и на ряд других объектов. В результате последние полтора года потери коксового и доменного газов (т.е. сжигание их на свече) практически равны нулю. Стабильный рост тарифов на электроэнергию от региональной энергосистемы все последние годы, повышение их после каждого существенного снижения объемов электропотребления вынуждают ОАО ММК всемерно развивать и совершенствовать собственную энергетическую базу. К этому подталкивает более чем двукратное превышение тарифов на покупную электроэнергию по отношению к себестоимости электроэнергии, производимой на предприятии, а также возможность (и необходимость по экологическим причинам) использовать в качестве топлива вторичные газы. Последовательно решая эти задачи, ОАО ММК провел реконструкцию ПВЭС, позволившую без увеличения объемов потребления природного газа увеличить мощности по выработке электроэнергии с 40 до 100 МВт, проводит реконструкцию ЦЭС, которая позволит повысить мощность станции на 15 МВт. Вовлечение вторичных топливных газов в энергобаланс предприятия снижает объем потребления внешних, покупных энергоресурсов. Аналогичный результат может быть достигнут за счет повышения эффективности использования имеющихся энергоресуров, совершенствования структуры энергобаланса. Часть мероприятий, направленных на повышение эффективности использования электроэнергии в ОАО ММК , упомянута выше. На комбинате реализуется программа внедрения тиристорных регуляторов скорости электродвигателей вместо дроссельного регулирования на механизмах, в том числе с использованием демонтированных из закрытых цехов полупроводниковых регуляторов и преобразователей после их реконструкции. Проводится совершенствование схем сетей передачи вырабатываемых энергоносителей (технической воды, сжатого воздуха, теплофикационной воды) для снижения расхода электроэнергии на выработку энергоресурсов и обеспечение ими потребителей. Реализуется программа по повышению эффективности использования сжатого воздуха и пара у потребителей, за счет чего достигается снижение потребности на эти энергоресурсы и уменьшаются затраты на их производство. В частности, в настоящее время в ОАО ММК реализуется программа перевода части потребителей, для которых это экономически оправданно, на снабжение сжатым воздухом от локальных компрессорных. В ОАО ММК постоянно и целенаправленно проводится разносторонняя работа по повышению эффективности использования топлива на электростанциях и в нагревательных печах прокатных цехов. Большой экономический и энергосберегающий эффект дает и собственно совершенствование энергобаланса цехов и, в конечном итоге, предприятия в целом. В кислородном производстве (кислородная станция № 4) имеются три компрессора для подачи воздуха в блоки разделения с паровым приводом. До недавнего времени использование их было далеко не полным. Последние два года все три компрессора целенаправленно загружаются полностью. В результате достигается снижение суммарной потребляемой мощности комбинатом (около 2 МВт) и существенное повышение полного КПД ТЭЦ. В настоящее время в ОАО ММК прорабатываются варианты использования низкопотенциального пара, получаемого от нескольких источников, для выработки электроэнергии и получения сжатого воздуха (с высвобождением компрессоров с электроприводом). Пути совершенствования энергобаланса для различных цехов и энергоресурсов разнообразны. Один из вариантов реализуется на стане 2000 горячей прокатки (ЛГТЦ-10). На основе проведенного обследования с применением упоминавшегося выше математического аппарата пошаговой регрессии были получены зависимости энергопотребления цеха от нескольких производственных и технологических факторов. Анализ зависимостей с учетом действующих тарифов на природный газ и электроэнергию привел к выводу о целесообразности экономить природный газ (недогреватъ металл в пределах технологических допусков) и расходовать больше электроэнергии на обжатие металла в клетях - суммарные затраты на покупку энергоресурсов для цеха при этом снижаются. Другой вариант совершенствования энергобаланса может быть реализован для топлива. Идея состоит в том, что одно и то же топливо при сжигании на разных объектах дает различный эффект. При анализе результатов обследования электростанций ОАО ММК было установлено, что сжигание доменного газа на ЦЭС более эффективно, нежели на ПВЭС. Вместе с тем, на ПВЭС наиболее значительный энергосберегающий эффект может быть достигнут за счет повышения доли коксового газа до определенных пределов. За счет такого перераспределения вторичных топливных газов может быть высвобождено до 12 тыс. м3час природного газа. Сжигание же природного газа наиболее эффективно на ТЭЦ. Этот проект в настоящее время находится в стадии реализации в ОАО ММК . Следует обратить внимание на то, что некоторое время назад в ОАО ММК положено начало работе по изучению зависимости энергопотребления (и в частности, электропотребления) цехов от производственных и технологических факторов [1]. Конечной целью этой работы является создание математической модели энергопотребления ОАО ММК , что облегчит решение многих задач энергосбережения. Основу для этой работы создает совершенствование системы учета всех видов энергоресурсов: развитие ее структуры, повышение точности, надежности и оперативности. Как высшая ступень этого процесса, в ОАО ММК реализуются автоматизированные системы учета всех видов энергоресурсов [2]. В настоящее время в ОАО ММК создана модель электропотребления предприятия в целом в зависимости от объемов производства [3]. Основанная на математической обработке ежемесячно добавляющихся отчетных данных по фактическим объемам производства и удельным расходам электроэнергии для каждого подразделения, модель позволяет (на основе единой информационной базы) проводить нормирование, анализ эффективности использования и прогнозирование объемов потребления электроэнергии для каждого из цехов и предприятия в целом. Модель эксплуатируется с начала 1996 года и показывает стабильно повышающуюся точность прогноза. За 4 года (с 1996 по 1999 гг.) среднее отклонение фактического объема электропотребления ОАО ММК от прогнозируемого значения составило 4,60, 2,56, 1,75 и 1,5 % без учета отклонений фактических объемов производства от плановых [4]. Одним из важнейших назначений математической модели энергопотребления предприятия является предоставление возможности сравнения и анализа результатов энергосберегающей деятельности. При отсутствии модели практически чрезвычайно важным этапом развития энергетического анализа является сквозной энергетический анализ [5]. Другим важнейшим назначением метода является предоставление механизма сравнения энергоемкости продукции различных предприятий, использующих разнообразные энергоресурсы. Для реализации этих целей метод предлагает выражать все энергоресурсы в одних единицах измерения эквивалента энергии, например, в Гкал или МДж, и относить на единицу продукции, например, на тонну стали. Кроме того, следует различать и учитывать с противоположными знаками потребляемые и вырабатываемые (реализуемые) энергоресурсы. В ОАО ММК сквозной энергетический анализ введен в практику текущей работы в 1996 году [6]. Динамика энергоемкости продукции ОАО ММК приведена на рис.1. Необходимо отметить для сравнения, что в 1989 году при выплавке стали 16 млн. т в год (самый высокий уровень за всю историю предприятия) показатель энергоемкости продукции составлял 6,0 Гкал/тс. В 1996 году в январе при уровне производства около 6,6 млн. т в год мы начали с показателя 9,0 Гкал/тс, июль 2000 года при уровне производства около 10 млн. т в год характеризуется показателем 6,35 Гкал/тс, или 907 кг у.т./тс. При этом доля энергетики в себестоимости продукции ОАО ММК по годам составляла 53 (1996 г.), 35 (1997 г.), 29 (1998 г.) и 21 % (1999 г.). Надеемся, что нам удалось показать не только общие подходы к энергосбережению и некоторые примеры реализации энергосберегающих мероприятий, но и привести убедительнее свидетельство того, что существенный эффект достижим только при целенаправленной и систематической работе по энергосбережению. А успешная энергосберегающая деятельность является одним из оснований для устойчивого развития любого производства, а тем более такого энергоемкого, как металлургия. Список литературы 1. Олейников В.К., Никифоров Г.В. Анализ и управление электропотреблением на металлургических предприятиях: Учеб. пособие. - Магнитогорск, 1999. - 219 с. 2. Славгородский В.Б., Прудаев В.П., Коваленко Ю.П. и др. // Сб. Энергосбережение на промышленных предприятиях. - Магнитогорск, 1997. - С. 30-37. 3. Копцев Л. А. Нормирование и прогнозирование потребления электроэнергии в зависимости от объемов производства. - Промышленная энергетика, 1996, №3. - С. 5-7. 4. Гунин В.М., Копцев Л.А., Никифоров Г.В. Опыт нормирования и прогнозирования электропотребления предприятия на основе математической обработки статистической отчетности. - Промышленная энергетика, 2000, №2. - С. 2-5. 5. Лисненко В.Г., Щелоков Я.М. Энергетический анализ -методология энергосбережения в металлургии. -Энергетика региона, 2000, №1. - С. 21-23. 6. Никифоров Г.В., Заславец Б.И. Энергосбережение на металлургических предприятиях. - Магнитогорск, МГТУ, 2000. - 283 с. Вывоз строительного мусора контейнерами и газелями: ознакомиться, быстро и качественно Газовый перекос – есть ли выход. Париж пропонує нову енергетичну. Комплексный энергетический план. Анотована бібліографія звітів. Оплата жилья и коммунальных услуг в российской федерации по состоянию на 1 июля 2001 г. Главная страница -> Переработка мусора  |
