Энергосбережение: модернизация промышленных технологий

Анатолий Семенов

Михаил Игнатовский

заведующий лабораторией «Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии, материалы и системы» Научно-исследовательского центра проблем ресурсосбережения НАН Беларуси, кандидат технических наук

исполняющий обязанности директора Научно-исследовательского центра проблем ресурсосбережения НАН Беларуси, кандидат технических наук

Энергосбережение: модернизация промышленных технологий

Энергопотребление при производстве товаров и услуг — показатель, обратный размеру добавленной стоимости, а значит, и выгоды от осуществления хозяйственной деятельности. Стремление к повышению эффективности производства, кроме максимизации получаемой прибыли, имеет и моральную составляющую. Излишнее потребление материальных и энергетических ресурсов, чаще всего невозобновляемых, — это «кража у будущих поколений».

Большой отрезок пути в направлении достижения энергоэффективности пройден нашим государством за два предыдущих десятка лет (рис. 1). По данным Международного энергетического агентства, потребление нефтяного эквивалента при создании товаров или услуг стоимостью 1 тыс. долл. снизилось в Беларуси более чем в 2,5 раза [1]. Этот показатель значительно (на 17%) лучше, чем у России и Украины, сравним с уровнем энергопотребления Канады, но еще значительно уступает достижениям экономически развитых европейских стран и Японии.

интересно проследить изменение за текущую пятилетку показателей расхода топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в сопоставимых условиях по сравнению с базисным периодом по хозяйственным отраслям (табл. 1) [2]. Среднее значение изменения расхода ТЭР за 4 года составляет 94%. Показатели выше среднего имеют 15 из 25 статистически описанных отраслей, однако их энергопотребление ниже более чем в 4 раза, чем у остальных менее энергосберегающих.

Модернизация промышленности должна проходить не только за счет крупных инвестиций, целью которых является масш-

табная смена укладов производства, но и малых шагов, способных приводить к синергетическому эффекту самоорганизации и замедлению накопления энтропии в уже сложившихся хозяйственных отраслях. В данном случае задача белорусской науки — разработать и предложить предприятиям ряд энергосберегающих мероприятий и инноваций в области утилизации и вторичного использования теплоносителей.

Выполняемые НИЦПР НАН Беларуси на хлебозаводах концерна «Белгоспищепром» работы охватывают широкий спектр подготовки и проведения энергосберегающих мероприятий: создание и развитие схем теплоснабжения, модернизацию

0,2--

0,1--

Беларусь 1990-0,78

Беларусь 2009-0,290 Беларусь 2008-0,31

ЮЦ9-

0.26

Беларусь 2010-0,27-0,28

0,22

0,2

0,17 0,16

к %

Рис. 1. Показатели энергоемкости ВВП

СТАВКА НА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

химводоочистки, деаэрацию питательном воды, сжатого воздуха, холода, замену морально устаревшего оборудования, устройств регулируемых приводов, нанесение современных теплоизоляционных материалов и др. В применяемых установках утилизации тепла используются оригинальные пластинчатые воздухоподогреватели конструкции нашего центра и экономайзеры на базе типовых калориферов для подогрева воды.

Энергоэффективность проведенных энергосберегающих мероприятий отражена в табл. 2. Наибольшую активность в модернизации производства проявляют РУПП «Гроднохлебпром» (в том числе Лидский и Слонимский хлебозаводы); хлебозаводы Гомельский №4, Калинковичский и Речицкий РУПП «Го-мельхлебпром», а также головное предприятие РУПП «Брест-хлебпром».

Для создания глубокого вакуума в аппаратах используются многоступенчатые пароструйные насосы, требующие значительных расходов пара и воды. Сотрудники нашего центра и Белорусского государственного технологического университета разработали различные варианты вакуумсоздающих установок, внедрение которых на участке регенерации капролактама позволило сократить потребление пара в 2 раза, обеспечив при этом устойчивый режим работы вакуум-выпарных аппаратов (установки были изготовлены на ОАО «Гродно Химволок-но») [3]. Схема исходного многоступенчатого пароэжекторого насоса с рабочими характеристиками (вакуум — 200—500 Па, расход пара — 450 кг/ч, расход оборотной воды — 100 м3/ч) приведена на рис. 2.

Схема комбинированного эжектора, обеспечивающего тот же вакуум, что и многоступенчатый пароэжекторный насос, но имеющего улучшенные технологические параметры (расход пара — 80 кг/ч, оборотной воды — 64 м3/ч), приведена на рис. 3.

Таблица 1. Показатели энергоэффективности по отраслям

Расход в ТЭР, тыс. т у.т.

2005 г.

Изменение расхода ТЭР по сравнению с базисным периодом, % 2010 г.

2006 г. 2008 г. 2009 г.

Минстройархитектуры 1651,5 оппи о 106,0 -1 ПО Ц 104,7 00 Ц 95,8 от я 103,4 -1 г\л а

Минпром Концерн «Беллегпром» 2004,8 363,1 102,5 99,2 99,5 96,8 83,6 92,8 104,6 105,2

Концерн «Беллесбум- 459,7 98,3 97,1 84,5 111,1

пром»

Концерн «Белнефтехим» 5366,2 102,0 96 91,8 102,8

ГПО «Белтопгаз» 299,6 92,9 97,4 93,3 98,2

Концерн «Белбиофарм» 63,8 102,0 91,8 95,4 107,9

Концерн «Белгоспище- 4732 95 0 100 3 98 3 101 5 пром»

Мининформ 6,2 97,2 89,5 89,7 92,1

Минсельхозпрод 1909,8 94,5 92,5 95,0 91,1

МВД 106,3 89,8 89,1 89,5 91,6

Минжилкомхоз 2697,0 95,0 88,1 89,7 90,4

Минздрав 49,2 91,9 89,6 91,0 92,9

Минкультуры 9,5 92,9 89,9 92,5 95,3

Минлесхоз 17,1 97,4 86,2 87,1 91,1

Минобороны 151,3 89,8 87,2 87,6 90,6

Минобразования 93,0 92,1 90 90,8 93,4

Минсвязи 84,2 90,0 89,9 89,6 92,9

Минспорта 11,3 93,8 90 91,8 93,0

Минтранс 514,2 90,8 87,5 89,0 91,3

Минторг 17,1 88,5 88,3 91,1 92,9

ГПО «Белэнерго» 13690,1 102,7 105,7 90,0 110,1

ОАО «Белтрансгаз» 768,1 95,9 94,9 95,3 94,1

Белкоопсоюз 183,8 91,8 89 89,5 92,0

Госпогранкомитет 22,5 89,7 89,3 88,8 93,1

Рис. 2. Исходный многоступенчатый пароэжекторный насос для создания глубокого вакуума

Рис. 3. Комбинированные эжекторы обеспечивают тот же вакуум, что и многоступенчатый пароэжекторный насос

№11(93)_2010 НАУКА И ИННОВАЦИИ

17

Таблица. 2. Внедрение энергосберегающих мероприятий на предприятиях концерна «Белгоспищепром»

Предприятие О о CN 2 0 0 2 СО о о 2 2007 2008 9 О О 2 0 О 2 Всего

РУПП «Брестхлебпром»

Брест 211 211

РУПП «Витебскхлебпром»

Полоцк 27 27

Новополоцк 30 30

РУПП «Гомельхлебпром»

Гомельский хлебозавод №4 151 151

Калинковичи 25 15 25 65

Речица 26 59 85

Светлогорск 24 24

РУПП «Гроднохлебпром»

Гродно 102 40 60 105 20 30 357

Лида 41 94 44 105 50 334

Новогрудок 22 22

Слоним 90 90

Сморгонь 61 61

РУПП «Минскхлебпром»

Слуцк 53 53

Итого 102 40 101 174 224 374 495 1510

Установка включает: пароструйный эжектор, последовательно соединенный с водоструйным, барометрические трубу и бак, циркуляционный насос, теплообменник и гидрозатвор.

Водоструйный эжектор размещен на определенной высоте над уровнем жидкости в барометрическом баке, с которым он соединен посредством барометрической трубы. В циркуляционном контуре эжектора установлен теплообменник, а слив избытка циркуляционного раствора из барометрического бака выполнен через гидрозатвор.

При установке водоструйного эжектора на определенной высоте над уровнем жидкости в барометрическом баке происходит уменьшение противодавления, что позволяет сократить необходимое число пароструйных эжекторов до одного и тем самым снизить расход пара и охлаждающей воды. При этом концентрация ценных компонентов конденсируемой части парогазовой смеси в растворе, циркулирующем по контуру «насос — теплообменник — эжектор — барометрическая труба — барометрический бак — насос», увеличивается. Организация слива избытка раствора через гидрозатвор позволяет вернуть ценные компоненты в производство. Аналогичные вакуумсоздающие

установки были внедрены на Кемеровском заводе химического волокна в Российской Федерации.

В 2004—2006 гг. специалистами Центра проблем ресурсосбережения HAH Беларуси был выполнен анализ схемы применения сжатого воздуха в производстве цемента по всем переходам технологического процесса на ОАО «Красносельскстроймате-риалы» и ПРУП «Кричевцементошифер». На этих предприятиях в составе общих энергозатрат использование сжатого воздуха достигает 30%, а в структуре себестоимости выпускаемой продукции общие энергозатраты составляют порядка 40—45%. На основании выполненного анализа ОАО «ГИАП» были разработаны автоматические схемы регулирования расхода и учета использования сжатого воздуха.

На ОАО «Гродно Химволокно» внедрена разработанная специалистами нашего центра схема рекуперации тепла отходящих дымовых газов печей для нагрева теплоносителей, позволяющая охлаждать горячие дымовые газы в системе теплообменников с сетевой отопительной водой.

При производстве изделий из стекла на ОАО «Гродненский стеклозавод», «Полоцк-Стекловолокно» и других подобных предприятиях имеются значительные потери тепла в уходящих газах. Трудность их утилизации вызвана наличием компоненты с мелкозернистой пылью двуокиси серы (SO2), из-за которых в экономайзере при наличии конденсата на теплопередающей поверхности образуется сернистая кислота (H2SO3) слабой (до 9%) концентрации, которая в дальнейшем приводит к коррозии труб. В настоящий момент НИЦПР НАН Беларуси производит модернизацию системы утилизации тепла на ОАО «Гродненский стеклозавод» с исключением влияния этих факторов. При достижении существенных положительных результатов этот метод будет рекомендован другим стеклозаводам.

таким образом, проведение энергосберегающих мероприятий на предприятиях ряда отраслей промышленности решает задачу по улучшению конкурентоспособности и экологичности производств, снижает использование топливно-энергетических ресурсов.

Литература

1. Шенец Л.В. Использование возобновляемых источников энергии и энергоэффективность в Республике Беларусь // Новости науки и технологии. №4, 2009.

2. http://energoeffekt.gov.by/pokaz/pokaz.asp.

3. Вакуумсоздающая установка: пат. 1971 Респ. Беларусь, МПК 7 F 04F 5/54 / А.С. Семенов, И.М. Плехов, В.В. Тетерятников; заявитель НИЦПР НАН Беларуси. // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр ^тэлектуал. уласнасц. — 2005.