Аква терм
A-T mos18
HP17conf

Энергосбережение в промышленности

 В. Поликарпов

Вопросам энерго- и ресурсосбережения в нашей стране длительное время не уделялось должного внимания. Поэтому доля энергетической составляющей в себестоимости отечественной продукции в 1,5–2 раза выше, чем в западноевропейской. Сегодня энергосбережение стало одним из главных направлений промышленной политики. Его потенциал в России оценивается в 421,15 млн т условного топлива (примерно столько ежегодно потребляется во Франции). 
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

 Энергоаудит – необходимая составляющая экономии. При отсутствии учета ресурсов невозможно минимизировать их использование, зато экономическая эффективность даже самых простых мероприятий по энергоаудиту весьма велика. 

Порядок проведения энергоаудита установил Федеральный закон «Об энергосбережении» (ФЗ РФ № 261-ФЗ от 23.11.2009 г.), определивший также категории организаций, которые обязаны его проходить. В частности, это потребители ТЭР на сумму более 10 млн руб. в год и все организации с участием государства, муниципалитетов, а также сами органы государственной власти и местного самоуправления. Отметим, что некоторые коммерческие компании уже давно проводят такие обследования по собственной инициативе: ведь энергоаудит дает возможность снизить расход энергоресурсов и денежные вложения в него достаточно быстро окупаются. Даже на высокоэффективном современном производстве, где налажен строгий учет потребления энергии, аудит позволяет получить экономию до 10–15 % энергоресурсов. Часто же экономия исчисляется десятками процентов. 
Обычно специалисты рекомендуют такую последовательность действий: организация учета расхода энергоносителей – организация сервиса – проведение энергоаудита – разработка и реализация программы энергосбережения. Впрочем, это верно лишь для предприятий с современной технологией, где аудитор выявляет возможность сэкономить несколько процентов электроэнергии и топлива на каждом этапе производства. Если же оборудование изношено, предпочтительнее провести предварительный аудит и лишь после выполнения его рекомендаций и устранения неоправданных потерь приступать к установке приборов учета и комплексному аудиту. При таком подходе работа займет больше времени, но обойдется в конечном итоге дешевле и эффект даст гораздо больший. Конечным результатом энергоаудита становится разработка энергетического паспорта предприятия и программы энергосбережения. Законы «О саморегулируемых организациях» и «Об энергосбережении» дают право на проведение энергоаудита только членам саморегулируемых организаций в области энергетических обследований, имеющим соответствующее свидетельство, приборное и методическое обеспечение и аттестованный персонал.
Однако аудит лишь первый этап работы по энергосбережению. Окупятся ли расходы на его проведение, зависит от выполнения рекомендаций аудиторов, а это потребует финансовых вложений и усилий всего коллектива предприятия. В программу энергосбережения включают не только сами энергосберегающие мероприятия, но и принципы их финансирования, документирования всего процесса работы, контроля и оценки результатов, обучения персонала, его мотивации и многие другие моменты.
Основной способ сократить расход ресурсов – это применение современных энергосберегающих технологий, направленных на снижение потребления электроэнергии и уменьшение непроизводительных расходов тепла. 
Снижение потребления электричества
Мероприятия по снижению потребления электричества специфичны в разных отраслях промышленности, однако почти всегда включают в себя и ряд общих способов. Для электроприводов различного оборудования – это установка двигателей повышенной экономичности, применение контроллеров мягкого пуска, частотно-регулируемого привода. Для распределительных пунктов и трансформаторов – выравнивание графика нагрузки, установка фильтров, стабилизаторов и компенсаторов реактивной мощности.
Организация экономичного освещения включает в себя замену ламп накаливания на энергосберегающие, применение светодиодных светильников. Например, компактные люминесцентные лампы во многих случаях могут напрямую заменять лампы накаливания. Они имеют в 8–10 раз больший срок службы и в 5 раз большую световую отдачу. 
Уменьшение непроизводительных расходов тепла
Свою специфику имеет организация отопления промышленных зданий. Их огромные площади и, особенно, значительная высота, при которой рабочая зона составляет всего 20–30 % общего объема цеха, требуют значительных затрат тепловой энергии на отопление. Ведь при этом нагрев 70–80 % воздуха, находящегося над рабочей зоной, относится к прямым потерям. Показатели термометра от пола к потолку возрастают и при нормальной температуре в рабочей зоне воздух под крышей оказывается нагретым до 30 °С и более. Это приводит к резкому возрастанию тепловых потерь через крышу и стены. Выходом может стать применение электрического инфракрасного отопления вместо распространенного сегодня воздушного. В этом случае температура вверху будет лишь ненамного выше, чем в рабочей зоне (рост составляет всего 0,3 градуса на метр), что приведет к снижению тепловых потерь через кровлю и стены, и как итог – к существенному снижению расхода энергии на отопление.
Наиболее значительная возможность уменьшить энергопотребление предприятия – модернизация промышленного оборудования. Автоматизация процессов нагрева, например, в печах различного назначения, позволяет получить экономию топлива до 15 % при одновременном повышении качества термообработки. А утилизация тепла отходящих газов даст еще 15–25 % экономии. Возможно как использование этого тепла для общезаводских нужд отопления и ГВС, так и применение дымовых газов одной печи в качестве энергоносителя для другой, температура в рабочем пространстве которой ниже. Наконец, можно использовать отходящие газы для нагрева воздуха горения через рекуператор. В таблице 1 приведены примеры мероприятий, которые практикуются при реконструкции промышленных печей в различных отраслях промышленности:

Таблица 1 

Мероприятие

Эффект экономии топлива, % от исходного

Срок окупаемости

Использование современных газогорелочных устройств (рекуперативных, импульсных горелок)

до 10–15 %

6–9 месяцев

Переход на эффективные схемы движения теплоносителя (противоток, принудительная конвекция, рециркуляция продуктов сгорания и т.п.)

до 40 %

5–8 месяцев

Применение регенераторных устройств

10–20 %

6–8 месяцев

Разумеется, задача теплоизоляции помещений и оборудования также исключительно важна. Без этого все другие меры не дадут должного эффекта. Рассмотрим более подробно специфику теплоизоляции технологического оборудования и трубопроводов. 
Теплоизоляция как инструмент экономии
Необходимо отметить, что теплоизоляция в промышленности дает эффект не только в виде снижения расхода энергоносителей, но и в виде экономии сырья, повышения срока службы оборудования, возможности оптимизации параметров технологического процесса. Так, тепловая изоляция оголовка дымовых труб с газоотводящими стволами из металла снижает скорость коррозии металла в 4–6 раз, а это означает соответствующее увеличение срока службы. Тепло все равно выбрасывается в атмосферу, но такая теплоизоляция снижает тепловые потоки через стенки трубы и предотвращает выпадение конденсата из химически агрессивных веществ на внутренней поверхности металлических стволов.
Другим случаем, когда требуется теплоизоляция, является защита от нагревания различных емкостей. Например, за счет разогрева солнцем стандартного резервуара РВС-5000 с нефтью в течение года происходит выброс через дыхательный клапан более 200 т нефтепродуктов различных фракций, что означает потери, выражающиеся в миллионах рублей. Кроме того, загрязняется атмосфера и повышается пожароопасность. Поэтому теплоизоляция резервуаров (разумеется, не только с нефтепродуктами) является обязательным мероприятием и дает большой экономический эффект. 
Следует упомянуть и еще одну область, где применяются теплоизоляционные материалы – это футеровка (внутренняя огнеупорная облицовка), с качеством которой тесно связаны теплопотери, к примеру, промышленных печей. Применение для этой цели высокоэффективных волокнистых огнеупорных и теплоизоляционных материалов позволяет достичь:
экономии энергоносителей до 40 % в печах периодического действия и до 25 % в печах непрерывного действия; 
снижения массы футеровки печи в 10 раз по сравнению с использованием традиционных материалов; 
сокращения времени выхода на рабочий режим до 1,5–2 ч; 
увеличения числа теплосмен.
Поэтому затраты на такие мероприятия окупаются за 6–8 месяцев. В настоящее время существуют огнеупорные и теплоизоляционные материалы, обеспечивающие надежную работу оборудования при различных температурах. Для t до 750 °С применяют плиты и маты из каменной ваты, до 875 °С – перлитокерамику и пенодиатомит, до 1500 °С – муллитокремнезмистые материалы.
Хорошие огнеупорные и изоляционные свойства, низкая теплопроводность – общие характеристики перечисленных (в остальном весьма различных) волокнистых материалов. Это и стало причиной их применения для футеровки практически всего парка термического оборудования и замены применявшихся ранее материалов. 
Стенка печи из таких материалов часто выполняется многослойной. Например, внутренний огнеупорный слой (собственно футеровка) – плита из муллитокремнеземистого волокна, второй – перлитобентонитовый кирпич, а третий (изоляция внешнего контура) выполнен в виде плиты из каменной ваты. Причем в каждом слое наилучшим образом используются те или иные качества всех материалов. Для первого – это способность выдерживать очень высокую температуру эксплуатации, второй обеспечивает прочность, у третьего слоя из каменной ваты ниже теплопроводность в конкретном интервале и очень малая инерционность. При этом каменная вата дешевле материалов из двух предыдущих контуров, и это делает ее применение выгодным. Таким образом, многослойные футеровки из волокнистых материалов позволяют обеспечить наилучшее соотношение цены и качества.
Материалы для промышленной теплоизоляции
Требования к теплоизоляции большей части трубопроводов и промышленного оборудования содержат нормы СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». Существуют и специфические требования, задаваемые технологиями каждой отрасли. Так, выбор теплоизоляционного материала определяют и нормы пожарной безопасности для соответствующих отраслей производства. Для промышленной теплоизоляции важны следующие качества:
Высокая теплоизолирующая способность в конкретном диапазоне температур; 
Негорючесть. Это свойство является одним из важнейших для всех видов промышленной изоляции. А для многих отраслей (например, газовая, нефтехимическая, химическая промышленность, производство минеральных удобрений) действующие нормы пожарной безопасности, как правило, предполагают применение только негорючих материалов в составе теплоизоляционных конструкций для зданий и оборудования основного производства;
Устойчивость к деформациям. Это, прежде всего, отсутствие усадки на протяжении всего срока службы материала. Можно отметить, что именно отсутствие этого качества привело к отказу от некоторых традиционных материалов;
Экологическая безопасность. Работающая в условиях высоких температур теплоизоляция не должна выделять вредных веществ; 
Долговечность. 
В качестве примера материалов, достаточно удачно сочетающих перечисленные выше качества, можно привести изделия из каменной ваты, специально предназначенные для технической изоляции. Этот материал обладает хорошими теплоизоляционными свойствами во всем диапазоне температур применения. Изделия из нее негорючи и применяются также в качестве огнезащиты. Благодаря особой структуре каменная вата обладает хорошими механическими свойствами, в том числе устойчивостью к вибрациям, и сохраняет формостабильность во время эксплуатации. Кроме того, она обладает важной для технической изоляции химической стойкостью по отношению к маслам, растворителям, кислотам, щелочам и биостойкостью.
Отдельно следует сказать о теплоизоляции трубопроводов малого диаметра, которая имеет свои особенности. До недавнего времени эта работа представляла собой достаточно непростую задачу и требовала значительных затрат времени. Сегодня же различными производителями выпускаются формованные изделия из каменной ваты: цилиндры диаметром от 18 до 273 мм. Очевидные преимущества этих изделий – быстрый и легкий монтаж, стабильность формы, низкая теплопроводность, пожарная безопасность, долговечность – стали причиной их широкого распространения. Цилиндры легко поддаются обработке режущим инструментом и могут быть разделены на сегменты необходимой длины.




Опубликовано: 11 марта 2013 г.

вернуться назад

кан
шидель новый
хенко-комби