|
|
Главная страница -> Технология утилизации
Увеличение производства пара. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.В. И. Ресин, Первый зам. Мэра Москвы в Правительстве Москвы, руководитель Комплекса архитектуры Экономия энергии сегодня рассматривается многими развитыми странами как важнейшая национальная экологическая и экономическая проблема: экологическая - поскольку снижение энергопотребления означает сокращение производства энергии тепловыми станциями и соответственно снижение загрязнения окружающей среды выбросами ТЭЦ; экономическая - потому, что энергетические затраты сегодня составляют львиную долю себестоимости любого вида продукции, товаров или услуг. На решение этой проблемы во многих странах направлена вся мощь законов и норм творчества, долгосрочные программы, деятельность различных государственных, общественных и частных организаций и фирм. В условиях увеличения численности населения и сокращения запасов невозобновляемых энергоресурсов в целом на земном шаре проблема энергосбережения становится ключевой проблемой ресурсосбережения и требует первоочередного решения. Особенно она актуальна для жилищно-коммунального сектора экономики. Если учесть, что в России общая площадь эксплуатируемых зданий составляет около 5 млрд. м2 (в том числе более 2,5 млрд. м2 - жилые дома) и на их отопление расходуется 400 млн. тонн условного топлива или 25 % годовых энергоресурсов страны, то становится ясно, что для народного хозяйства первостепенное значение имеет повышение эксплуатационных характеристик зданий, поскольку именно здесь заложены перспективы реальной экономии энергоресурсов. Кроме того, в условиях развития рыночных отношений рост цен на энергоносители в немалой степени диктует рост цен на сырье и строительные материалы, а это ведет к увеличению стоимости строительства. Учитывая это, руководством города Москвы было принято решение разработать новую нормативную базу, направленную на усиление режима энергосбережения в строительстве, а затем реализовать ее в проектировании и массовом строительстве. И такая работа в 1990-е годы была выполнена Комплексом архитектуры, строительства, развития и реконструкции города с использованием методов программно-целевого планирования и централизованного управления внедрением энергосберегающих инноваций в строительстве. Вначале (впервые в России) были разработаны московские городские нормы по энергосбережению в зданиях (МГСН 2.01-94) с новыми нормативами по теплозащите ограждающих конструкций и теплово-доэлектроснабжению зданий. Следующим этапом стала разработка Целевой комплексной научно-технической программы по внедрению энергосберегающих технологий в московское строительство, совершенствованию проектных решений, организации выпуска новых конструкций и материалов и производства энергосберегающих систем сантехнического и электрооборудования зданий, экспериментальному строительству объектов-представителей. Программой была предусмотрена также разработка экономических мероприятий, направленных на стимулирование энергосбережения на всех стадиях инвестиционно-строительного цикла. Целевая научно-техническая программа, подготовленная с участием специалистов Департамента строительства и ряда научных институтов, была утверждена в 1993 году распоряжением № 1562 Правительства Москвы и стала основным документом для организации работы по энергосбережению в строительном комплексе города. Координация работ по программе осуществлялась постоянно действующей рабочей группой Департамента. Выполнение Целевой программы, в свою очередь, потребо вало поиска новых источников финансирования освоения новой продукции на домостроительных комбинатах. Для этого были использованы акцизы, кредиты на техническое перевооружение, льготное налогообложение. Потребовалась и разработка планов экспериментального проектирования и строительства головных объектов с энергосберегающими мероприятиями. За прошедшие годы в экспериментальном строительстве такие решения апробированы более чем на 50 зданиях-новостройках, в том числе на Каширском шоссе, в Северном Бутове, Митине, Дегунине и т. д. На этих объектах отрабатывались мероприятия Целевой программы, в том числе многослойные стены и теплозащитные окна по новым нормативам, индивидуальные тепловые пункты и отопительные системы с индивидуальными регуляторами, счетчиками тепла, АСУЭ и т.д. Переход московского строительства на II этап энергосбережения был закончен в 1998 году. Конечным результатом энергосберегающей политики в московском строительстве стало сокращение на 20-30 % энергетических затрат на всех вновь вводимых в эксплуатацию жилых и общественных зданиях Москвы. В целях модернизации существующего жилищного фонда аналогичная работа ведется не только в новом строительстве, но и при реконструкции 5- и 9-этажной панельной застройки 1 и II периодов индустриального домостроения. Эта не менее важная социальная и экономическая проблема городского строительства сегодня решается преимущественно путем сноса морально и физически устаревших серий (К-7 и др.) пятиэтажек и строительства на их месте современных многоэтажных зданий. Однако существует и альтернатива - реконструкция и модернизация несносимых пятиэтажных домов других серий (1 -510, 1-511 и 1-515), физический износ которых позволяет осуществить надстройку одного-двух этажей или устройство мансард с перепланировкой и расширение,1. квартир за счет пристройки дополнительных объемов В этом случае возможно устройство новых или утепление существующих ограждающих конструкций с це-лью повышения их теплотехнических показателей до требуемого уровня и полная замена инженерного оборудования на энергосберегающие аналоги. Опыт такой реконструкции пятиэтажек имеется в Москве, Санкт-Петербурге, Харькове, Казани и других городах. Как показывают расчеты, при надстройке мансард выход общей площади может быть увеличен, а себестоимость квартир при соблюдении равных требований по энергоэффективности может быть на 20-30 % ниже, чем в новом строительстве. После осуществления необходимых реконструктивных мероприятий, перечень которых будет определяться в каждом конкретном случае индивидуально в зависимости от результатов предварительного обследования, такие дома смогут прослужить еще не один десяток лет. И, наконец, далеки от современных представлений о комфорте условия проживания в некоторых 9-этажных зданиях, которые, кстати, через 15-20 лет тоже устареют, причем не только морально , но и физически . Принимая во внимание социальную значимость перечисленных проблем и необходимость их оперативного решения. Комплекс архитектуры, строительства, реконструкции и развития города в течение последних 5-6 лет активно проводит экспериментальные работы по определению наиболее рациональных направлений реконструкции 5- и 9-этажного жилого фонда. На головных объектах отрабатываются наиболее прогрессивные энергосберегающие технологии, исследуются в экспериментальном порядке новые строительные системы, а также системы инженерного обеспечения, разрабатываются типовые схемы капитального ремонта и реконструкции. После подведения итогов эксперимента наиболее эффективные приемы и методы будут рекомендованы для массового внедрения в реконструкционную практику. Первой экспериментальной программой энергосбережения при реконструкции стала программа, работа над которой началась четыре года назад, когда вышло соответствующее распоряжение Правительства Москвы (№ 181). Согласно этой программе на девяти экспериментальных объектах (5-, 9-, 1 6-этажные дома различных серий) следовало отработать технологию выполнения капитального ремонта зданий с целью повышения их энергоэффективности. Одним из первых объектов реконструкции был жилой дом серии II-49 на Хабаровской улице. Впоследствии строительные работы по этому адресу выполнялись с участием европейских специалистов по программе TACIS. Затем с использованием новых систем утепления фасадов Синтеко , разработанных НИИ Мосстрой и ГУ Энлаком , производились работы по реконструкции 1 6-этажного дома на Липецкой улице. Каждый из показательных объектов предварительно обследовали. В зависимости от состояния наружных стен определили подходящий вариант фасадной системы: резерв несущей способности ограждающих конструкций здания на Хабаровской улице позволил применить систему навесных вентилируемых фасадов Марморок , а для утепления фасада дома на Липецкой улице была использована теплоизоляционная система мокрого типа по технологии Синтеко . В результате удалось повысить уровень теплозащиты этих зданий почти в два раза по сравнению с тем, что было 30-40 лет назад. Помимо реконструкции наружных стен, на упомянутых объектах были установлены экспериментальные системы механической вентиляции. Дело в том, что во всех существующих панельных домах первого периода ин дустриального домостроения в силу недостатков конструктивных систем либо из-за неправильной эксплуатации очень плохо работает естественная вентиляция. Теперь же, при механической вентиляции, кратность воздухообмена в зданиях соответствует современным нормам, а стало быть и условия проживания в них заметно улучшились. Кроме того, была заменена вся сантехника и столярка. Необходимо отметить, что реконструкция осуществлялась без отселения жильцов. На сегодняшний день из девяти намеченных объектов три уже реконструировано, по остальным подготовлена вся необходимая документация. Работы по этой программе планируется продолжить. Трехлетний опыт отработки рациональной схемы капитального ремонта не пропал даром. Первая, по сути экспериментальная, программа нашла свое логичное продолжение в так называемой программе санации эксплуатируемого жилья, которая сегодня привлекает особенно большое внимание специалистов, поскольку тема комплексной реконструкции и капитального ремонта актуальна не только для столицы, но и для других российских городов. По программе санации уже опубликовано несколько документов Правительства Москвы. В них названы конкретные адреса. Согласно распоряжению Правительства Москвы № 679 сейчас ведется санация первых трех объектов на Краснохолмской набережной и Калитниковской улице. Санация включает такие направления, как реконструкция ограждающих конструкций (утепление стен и замена окон); надстройка мансард над реконструируемыми зданиями; реконструкция систем инженерного обеспечения; замена мягких кровель на скатные металлические. Для надстройки мансард фирмой Элевит и Мос-монтажспецстроем предложена новая конструктивная схема: каркас из легких деревометаллических балок и стеновые панели, из которых собираются перекрытия и покрытия. Балки используются как в ко честве несущих пролетных конструкций, так и в качестве колонн каркаса здания. Деревометаллические балки и стойки - прямоугольного сечения и имеют внутри двутавровый металлический сварной сердечник. Вся деревянная оболочка пропитана специальными составами на основе бишофита, повышающими огнестойкость каркаса. Навесные панели, как наружные, так и внутренние, - тоже деревометаллические по типу каркасных панелей , с эффективным утеплителем в середине. Подобное конструктивное решение позволило значительно снизить вес мансард и соответственно нагрузку на фундамент. Наружная обшивка панелей может быть выполнена в различных вариантах. Еще одно направление санации, предусмотренное Постановлением № 679, - это замена мягких плоских кровель на скатные. Как показывает практика ремонтировать существующие крыши с рубероидным покрытием - бесполезное занятие, поскольку малейший дефект, возникающий в процессе ремонта и эксплуатации, вызывает неизбежные протечки. В качестве эксперимента решено на ряде объектов произвести замену мягких кровель на скатные из оцинкованного профиля. Такой вариант конструктивного решения был предложен Мосмонтажспец-строем совместно с липецкой фирмой Эксергия , которая производит весь необходимый комплект металлоконструкций и имеет многолетний опыт возведения подобных кровель во многих регионах страны. В рекомендуемой системе используется два типа профиля: в качестве несущих подстропильных конструкций применяются достаточно легкие холодногну-тые профили, поверх них укладывается оцинкованный профилированный настил. Слой цинка, препятствующий коррозии, и защитно-декоративное полимерное покрытие, наносимое в заводских условиях, позволяют продлить срок безремонтной службы кровли до 30 лет (для сравнения - долговечность кровельного покрытия из современных битумно-полимерных материалов имеет срок 15 лет). По этому направлению санации уже реализуется программа расширенного эксперимента, рассчитанная на два года (2002/03). В соответствии с программой опытным строительством кровель планируется охватить практически все известные серии - независимо от этажности зданий. В настоящее время намечено 18 адресов, по которым будет отрабатываться новое решение, 12 из них сданы в 2002 году. По итогам выполнения строительно-монтажных работ на экспериментальных объектах будет подготовлена расширенная программа реконструкции существующего жилищного фонда. В дальнейшем работы по реконструкции продолжатся с учетом использования достижений строительной науки и техники. Так, значительную экономию дефицитного органического топлива может дать использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии. О перспективности этого направления ре-сурсосбережения в строительстве свидетельствует небольшой, но весьма успешный опыт использования за рубежом на нужды отопления и горячего водоснабжения на экспериментальных объектах солнечной и ветровой энергии, низкопотенциального тепла грунта, сбросных и геотермальных вод. Ресурсы низкопотенциального тепла, содержащиеся в воздухе, воде и земле, практически неисчерпаемы. В Европе уже давно освоили эту тему и пошли по пути создания так называемых пассивных домов, которые вообще не зависят от централизованного теплоснабжения - настолько технически совершенными являются ограждающие конструкции и инженерное оборудование этих зданий. Как правило, в системах вентиляции пассивных домов для нагревания поступающего воздуха используется тепло вытяжного воздуха, что позволяет сократить теплопо-требление до 15 Ватт/м2. За счет чего достигается подобный эффект? Во-первых, за счет высокой теплоизоляционной способности ограждающих конструкций, которая практически в 1,5-2 раза выше, чем мы сегодня имеем в результате перехода на новые нормативы по энергосбережению. Кроме того, в пассивных домах установлены супергерметичные оконные системы. И, наконец, благодаря эффективному использованию нетрадиционных источников тепла: солнечной энергии, тепла грунта и тепла вентиляционных выбросов. В качестве примера из отечественной практики можно привести экспериментальный 16-этажный дом, построенный в микрорайоне Никулино. Система горячего водоснабжения в этом здании не зависит от ЦТП: ее работа основана на использовании низкопотенциального тепла грунта и тепла вытяжного воздуха в системе механической вентиляции. В результате расход тепловой энергии такого дома на 32 % меньше по сравнению с количеством тепла, потребляемого при эксплуатации в домах серии П44-Т. Будем надеяться, что тема пассивных зданий займет достойное место в программе комплексной реконструкции. Помимо направлений, которые сегодня уже реализуются в экспериментальном строительстве, существует программа перспективных научных исследований в области энергосберегающих строительных технологий, которая преследует немного другие цели, основная из них - создание принципиально новых строительных материалов, технологий и оборудования, разработка новых, энергоэффективных строительных систем. Подобных ноу-хау на сегодняшний день известно достаточно много, однако в основном это лишь опытные партии. Приступить к внедрению новинок в массовое производство можно будет только после того, как они пройдут цикл глубоких разносторонних исследований и результаты этих исследований подтвердят соответствие всех физико-механических, теплотехнических, эксплуатационных и эстетических параметров представленных образцов требованиям современных строительных норм и правил. Использование новейших достижений и технологий поможет поднять новое строительство, капитальный ремонт и реконструкцию на принципиально новый уровень, позволит оптимизировать строительный цикл и существенно снизить себестоимость реконструируемого жилья. Одной из последних и, на мой взгляд, очень интересных и перспективных тем является тема применения твердотельных диодов в качестве источников освещения. В основе конструктивной схемы новых светильников - составленная из 10-12 диодов пластинка диаметром 15-20 мм, которая питается от 4,5-вольто-вой батарейки и дает световой поток, эквивалентный световому потоку от 60-ваттной лампы накаливания. Это совершенно новый подход к решению проблемы энергосбережения. В настоящее время образцы таких диодов используются для оснащения светофоров, но уже обсуждается программа замены традиционных источников света на твердотельные не только на улице, но и на строительных объектах. Разумеется, на первом этапе преобразования коснутся зон общего пользования: подъездов, лифтовых кабин, лестничных клеток и т. п. Реализация и дальнейшее развитие программы совершенствования систем освещения при одновременном улучшении его качества позволят сэкономить значительное количество топливно-энергетических ресурсов и, как следствие, - улучшить экологическую обстановку в городе.
Тед Джоунз и Дэвид Джейбер “Альянс по сохранению энергии” “Не верю, что кто-то против чистой и безопасной окружающей среды для наших детей и внуков”, начал свое выступление Боб Бессетт, президент “Совета собственников промышленных котельных”. К сожалению, желание улучшить состояние окружающей природы часто противоречит желанию достичь максимальных экономических показателей. Хотя в различных отраслях экономики улучшение экономических и экологических показателей может осуществляться одновременно; например, в области энергосбережения. Некоторые передовые промышленные предприятия осознают, что энергосбережение - ключ к выживанию в условиях рынка. Дж. Лоуренс Вилсон, глава фирмы “Rohm and Haas” недавно заметил: “Мы обнаружили, что стимулирование развития полноценной химической промышленности и защита окружающей среды не противоречат друг другу”. Опыт этой компании имеет веские основания внимательно относиться к конденсатоотводчикам. Компания “Rohm and Haas Kentucky” занимается переработкой метилметакрилата и имеет 3 котла производительностью 82 тонн/час, вырабатывающих 900 тыс. тонн пара в год. В паро-конденсатной системе насчитывается более 1500 конденсатоотводчиков. Осмотр конденсатоотводчиков показал, что 12 % конденсатоотводчиков пропускали пар. Плановые осмотр и замена конденсатоотводчиков позволили сэкономить в 466 000 долларов в год, а период окупаемости этого мероприятия составил 22 дня на 1 конденсатоотводчик. По данным компании “Армстронг Интернешнл”, “Каждый из неисправных конденсатоотводчиков в среднем пропускает более 180 тонн пара в год при дополнительных затратах на топливо около 2 000 долларов. Утечка пара через отверстие диаметром 6,35 мм ( -дюйма) эквивалентна выделению в атмосферу более 17 тонн углекислого газа и других выбросов. Для повышения энергоэффективности и улучшения экологических показателей за счет модернизации паро-конденсатных систем имеется огромный потенциал. Согласно оценке, проведенной “Альянсом по сохранению энергии” повышение энергоэффективности на 30-40 % вполне реально для паро-конденсатных систем многих промышленных предприятий. Реализация потенциала энергосбережения на 30% позволит сэкономить предприятиям 706 000 Гкал энергии, что приблизительно соответствует объему энергии, который потребляется штатом Мичиган, США за год. Энергосберегающие мероприятия дают возможность промышленности США сэкономить приблизительно 4,2 миллиарда долларов при производстве пара и предотвратить выбросы 43 миллионов метрических тонн СО2 и 21 тысячи метрических тонн NOx. Для достижения этой цели, необходимо рассматривать систему в целом. Модернизация основных элементов паро-конденсатной системы может быть вполне достаточной. Замена основных элементов системы могут существенно увеличить эффективность работы котла. “Альянс по сохранению энергии” имеет большой объем информации по отдельным технологиям использования пара, однако, информации по энергоэффективности паро-конденсатных систем не достаточно . Поэтому Альянс, Отдел промышленных технологий Департамента энергетики США и ведущие промышленные предприятия разработали программу “Пароэффективность” (Steam Challenge)- реализация которой позволит повысить эффективность паро-конденсатных систем. Проблемы повышения эффективности К сожалению, повышение эффективности паро-конденсатных систем затруднено в сегодняшних рыночных условиях. Основные проблемы - 1) недостаточная осведомленность об эффективности энергосберегающих мероприятий, 2) недостаточная подготовка и неспособность осознать важность пароконденсатных систем для эффективного производственного процесса. Эти проблемы не поваляют достичь эффективной эксплуатации пароконденсатных систем, т.к. эта задача не является приоритетной. С другой стороны, показатели степени эффективности работы паро-конденсатной системы слишком часто отделяют от других производственных показателей как с физической, так и с экономической точи зрения. В результате, стоимость пара не заложена ни в параметры эффективности отдельных промышленных процессов, ни в параметры эффективности работы технологического оборудования, а рассматривается как постоянные расходы, и считается неизменной составляющей. Производителей может заинтересовать потерянная прибыль – сбережение средств за счет сокращения объемов потребления топлива. Повышение энергоэффективности это один из малозатратных методов уменьшения выбросов в атмосферу. Это так же может повысить производительность, качество продукции и безопасность работающего персонала. Пар: источник жизнедеятельности промышленной отрасли Пар является одним из самых эффективных из известных промышленных способов теплопередачи при постоянной температуре. В 1995 году промышленные предприятия США потребили 4,2 млн Гкал энергии на производство тепловой и электрической энергии. По заявлению Совета собственников промышленных котельных, приблизительно 2/3 всего топлива было использовано компаниями для производства пара, что составило 2,4 млн Гкал тепла в 1995 году. Более 33 000 больших котельных производят пар на промышленных предприятиях США. На это необходимо 21 миллиард долларов ежегодно (в ценах 1995 года). При этом в атмосферу выброшено около 196 миллионов метрических тон углекислого газа и других газов. Эти выбросы составляют более 40 % промышленных выбросов углекислого газа и более 13 % всего объема выбросов в США. Производство пара является жизненно важным для многих отраслей производства. Ожидается, что к 2015 году общий объем потребления пара возрастет на 20 % в 5 крупных отраслях промышленности (по сравнению с 1990 годом). Интересно, что рост объемов потребления пара интенсивнее в нетрадиционных отраслях, включая производство резины, пластмасс, промышленного оборудования и транспорта (Рис. 1). Рис.1 Рост производства пара в промышленности с 1990г. по 2015г. Primery metal – первичная металлообработка; Paper - бумажная промышленность Refinery - нефтепереработка Total - всего Chemicals - химическая промышленность Other - другие В рамках программы “Промышленность будущего” Департамент энергетики США проводит исследования в тесном сотрудничестве с семью отраслями промышленности, предприятия которых выбрасывают в атмосферу наибольшее количество загрязняющих веществ. Департамент энергетики США на основе средневзвешенного значения повышения энергоэффективности установил, что в этих отраслях в среднем потреблялось около 45 % общего энергопотребления для получения пара. Из данного рисунка видно, что кривые традиционно энергоемких отраслей промышленности и тех, в которых потребляется большое количество пара – особенно в лесопереработке, химической промышленности, нефтепереработке и металлургической промышленности – в основном накладываются одна на другую (Рис. 2). Рис. 2. Процент от общего количества энергии, затрачиваемой отраслями на генерирование пара (данные Отдела промышленных технологий Департаментаа энергетики США Потенциал сбережения пара Из-за потери пара в одном элементе паро-конденсатной системы может быть оказано значительное воздействие на другие ее элементы (например, наличие утечек в парораспределительных трубопроводах ухудшает работу котла и котельного оборудования). Потенциал энергосбережения паро-конденсатной системы представляет собой сумму выгод, получаемых в результате реализации всех энергосберегающих мероприятий на этапах генерации, распределения и использования пара в технологическом процессе, а также во время планово-предупредительного технического обслуживания. По данным “Альянса по сохранению энергии”, средняя величина потенциальной экономии энергии на промышленном предприятии составляет 30 - 40 % (Таблица 1). Таблица 1 Котлы 2 - 5 % - настройка котлов - внедрение установок для утилизации тепла - монтаж оборудования для контроля выбросов и управления их величиной 1 - 2 % 2 - 4 % 1 - 2 % Эксплуатация / планово-предупредительное техническое обслуживание 10 - 15 % - водоподготовка - управление нагрузкой 10 - 1 % 3 - 5 % Система транспортировки пара 15 - 20 % - устранение утечек пара и ремонт конденсатоотводчиков - возврат конденсата - теплоизоляция 3 - 5 % 10 - 15 % 5 - 10 % Итого 30 - 40 % Увеличение эффективности использования пара в паро-конденсатных системах (ПКС) – это возможность глобального характера, потенциал увеличения энергоэффективности которой превышает весь энергопотенциал США в 5 раз. Десятки развивающихся стран тратят значительную часть своих скудных энергетических ресурсов на получение пара. Многие из этих стран имеют высокие темпы роста энергопотребления и не знают, как удовлетворять свои энергетические потребности в будущем. Если бы технологии увеличения эффективности паро-конденсатных систем, описанные в данной статье, реализовывались в международном масштабе, потребность в энергии уменьшилась бы, по крайней мере, на 14 квадриллионов ккал, а двуокиси углерода было бы выброшено на 250 млн. тонн меньше. Увеличение энергоэффективности паро-конденсатных систем Каждое из мероприятий, повышающих ее энергоэффективность, можно посчитать малозначительным. Однако, если целенаправленно изыскивать возможности энергосбережения, и делать это последовательно и настойчиво, то результаты энергосберегающих мероприятий суммируются и возрастают. Увеличение энергоэффективности паро-конденсатной системы – это не “разовое” мероприятие; для получения действительно существенного результата оно должно осуществляться постоянно. Для котлов имеется интервал эксплуатационного кпд, который зависит от вида топлива, имеющегося оборудования для утилизации тепла и от рабочей нагрузки. Должным образом отремонтированные и обслуживаемые котлы работают с кпд порядка 76 - 85 %. Величину кпд можно увеличить еще на 2 - 5 % путем настройки котлов и вспомогательного оборудования при условии экономической целесообразности ее выполнения. Значительные потери энергии в котле происходят вследствие отходящего тепла, которое просто “вылетает в трубу”. Уменьшение потерь тепла с уходящими газами является одним из самых значительных резервов увеличения эффективности генерации пара. Неполное сгорание и радиационные потери тепла с поверхности котла также могут быть существенным источником потерь. Суммарные потери могут достигать 30 % от количества топлива, потребляемого котлом, снижая, таким образом, его кпд. Минимизации потерь тепла с уходящими газами способствуют следующие три стратегии: минимизация избыточного воздуха в зоне сгорания топлива; поддержание теплопередающих поверхностей в чистом состоянии; установка в потоке уходящих газов оборудования для утилизации тепла, если это оправдано с экономической точки зрения. Другой путь энергосбережения состоит в использовании системы управления сгоранием топлива и установке оборудования утилизации отходящего тепла, например, подогревателей воздуха для сгорания и экономайзеров. При снижении количества избыточного воздуха на каждые 15 %, кислорода – на каждые 1,3 % или уменьшении температуры уходящих газов на каждые 4,4 С (40 F) кпд котла возрастает приблизительно на 1 %. Внедрение системы управления с возможностью контроля выбросов не только помогает оператору котельной следить за уровнем выбросов в атмосферу, но и уменьшить затраты на производство энергии. Исследователи из университета штата Северная Каролина выполнили анализ воздействия непрерывного контроля на уровень выбросов и эффективность работы промышленных котлов. Использование этих систем управления позволило уменьшить количество избыточного воздуха на 30 % (при малой нагрузке) и на 15 % (при максимальной нагрузке). Регулировка выбросов с помощью такой системы должна снизить потери тепла с уходящими газами на 1,4 %. В конечном счете, экономия энергии будет достаточной для того, чтобы обеспечить срок простой окупаемости, равный 2,5 годам. Резервы повышения энергоэффективности в ходе эксплуатации и тщательного технического обслуживания ПКС Большой потенциал увеличения энергоэффективности котла и системы транспортировки пара заключен в правильном планово-предупредительном техобслуживании и эксплуатации. Неправильный порядок действий может привести к износу оборудования для подачи топлива, разрегулировке горелок и оборудования управления, а также стать причиной неправильной подготовки котловой воды и обработки уходящих газов, привести к потерям горячего конденсата. Если планово-предупредительное техническое обслуживание не проводилось в течение 2 лет, то после его проведения можно повысить кпд котлов сразу на 20 - 30 %. Для увеличения энергоэффективности имеются следующие возможности. § Водоподготовка. Водоподготовка – это одно из важных мероприятий, обеспечивающих нормальную эксплуатацию котла, пренебрежение которым может ухудшмитьработу котла и даже создать аварийную ситуацию, так как накипь на трубах способна ухудшить теплопередачу и снизить кпд котла на 10 - 12 %. § Возврат конденсата. Энергия, используемая для нагрева холодной питательной воды, составляет значительную часть тепла, использумого в паро-конденсатной системое; на каждые 0,5 литра питательной воды необходимо дополнительно расходовать 15 - 18 % энергии котла. § Управление котлом с переменной нагрузкой. Компьютеризованные системы управления для котлов с переменной нагрузкой более надежны и позволяют продлить жизненный цикл котла. Внедрение системы управления горелками с устройством регулировки подачи воздуха в камеру сгорания может сэкономить 3 - 5 % топлива. Например, система экономичного распределения нагрузки котельной может оптимизировать нагрузку на несколько котлов, работающих на общий коллектор, чтобы получать пар наименьшей стоимости. Отделение промышленной автоматики и систем управления американской фирмы “Ханиуэлл” обычно предлагает потребителям систему распределения нагрузки котлов, которая позволяет сэкономить 1 - 3 % топлива. Система транспортировки пара Хороший уход за системой транспортировки пара необходимо рассматривать как часть технического обслуживания паро-конденсатной системы. Экономия, получаемая в системе транспортировки, бывает существенной и потому заслуживает большого внимания. § Утечки пара. В системах транспортировки пара обычно имеются утечки пара в трубах, клапанах, технологическом оборудовании, конденсатоотводчиках, фланцах и других соединительных устройствах. Устранение утечек пара – это простой, мало- или беззатратный способ экономии денег и энергии. § Конденсатоотводчики. Как правило, без планово-предупредительного ремонта конденсатоотводчиков, 15 - 20 % от их общего количества на любом предприятии неисправно. При хорошем техническом обслуживании конденсатоотводчиков возможно увеличить энергоэффективность паро-конденсатной системы на 10 - 15 %. По оценкам фирмы “Армстронг интернэшнл”, в каждом неисправном конденсатоотводчике в среднем ежегодно теряется более 182 тонн (400 000 фунтов) пара, что обходится более чем в 2 000 долларов. На обычном нефтехимическом заводе может быть до 5 000 конденсатоотводчиков, и потенциал энергосбережения здесь составляет сотни тысяч долларов в год. Даже на небольших заводах , как правило, установлено несколько сотен конденсатоотводчиков. § Теплоизоляция. На заводах, на которых Центр анализа процессов производства Департамента энергетики США провел плановый энергетический аудит, потенциал энергосбережения в среднем составил 3 - 13 % от общего количества потребляемого природного газа. После того, как на заводе по изготовлению облицовочной фанеры фирмы “Джорджия-Пасифик” в городе Мэдисон была отремонтирована теплоизоляция паропроводов, соединяющих котельную с сушильными камерами, экономия пара составила приблизительно 2,72 тонны (6 000 фунтов) в час, что позволило уменьшить закупку топлива, а выбросы двуокиси углерода уменьшились на 6 % при сроке окупаемости вложенных в ремонт средств, равном 6 месяцам. По словам инженера Дэррила Джексона, ответственного за котельное хозяйство завода, реализация этого энергосберегающего мероприятия эквивалентна экономии около 18 тонн топлива в сутки. Несмотря на достаточное количество информации об успешных результатах внедрения энергосберегающих мероприятий, она мало известна широкой общественности. Каков эффект от одновременной реализации всех мероприятий и насколько эффективней стала работать паро-конденсатная система после их осуществления? Иметь возможность получать ответы на вопросы по повышению энергоэффективности – это главная идея программы (Steam Challenge) “Пароэффективность”. Основные положения программы Steam Challenge Steam Challenge – это программа технической помощи повышения эффективности паро-конденсатных систем, осуществляемая на добровольной основе, главная цель которой - увеличение эффективности использования пара в американской промышленности и оказание помощи специалистам-энергетикам предприятий при внедрении в практику системного подхода при проектировании, закупке, монтаже котлов, систем транспортировки пара и технологического паропотребляющего оборудования, а также при эксплуатации. В содружестве с “Альянсом по сохранению энергии”, Центром анализа процессов производства Департамента энергетики США и специалистами по паро-конденсатным системам из разных отраслей промышленности, программа Steam Challenge предоставляет пользователям целую систему информационных ресурсов, помогающую определять потенциал энергосбережения паро-конденсатных систем. Steam Challenge открыта для участия в ней операторов паро-конденсатных систем, их разработчиков и энергоменеджеров, фирм-поставщиков оборудования паро-конденсатных систем, а также фирм-поставщиков пара и организаций. Активную роль в осуществлении этой программы играют предприятия различных отраслей промышленности, на которых действуют паро-конденсатные системы, что свидетельствует о том, что программа Steam Challenge заслужила доверие, а предлагаемые ею услуги и информация представляют интерес для предприятий. Эта программа оказывает помощь производителям и поставщикам паро-конденсатного оборудования и соответствующих услуг: компаниям коммунального теплоснабжения, инженерам-консультантам, а также физическим лицам и организациям, способствующим повышению энергоэффективности паро-конденсатных систем, выполняя при этом роль третьей стороны, способной предоставить достоверную информацию. Steam Challenge – это одна из добровольных программ, реализуемая Отделом оценок технологий Управления промышленных технологий Департамента энергетики США вместе с программами Motor Challenge, Compressed Air Challenge, центрами промышленных оценок и другими программами, направленными на развитие технологии. Все эти программы должны помочь предприятиям освоить самые современные энергоэффективные технологии. 30 апреля 1998 года программа Steam Challenge начала осуществляться Управлением промышленных технологий Департамента энергетики и “Альянсом по сохранению энергии” на головном предприятии компании “Бетлехем стил” в городе Бёрнс Харбор, штат Индиана. На этом мероприятии, где было торжественно обьявлено о начале реализации этой программы, участвовало около 300 человек, здесь был проведен семинар и осмотр предприятия, в ходе которого освещались и демонстрировались многочисленные проекты повышения энергоэффективности паро-конденсатных систем, которые позволят резко уменьшить стоимость потребляемой энергии на этом предприятии. (В настоящее время этот завод ежегодно расходует на энергию более 100 млн. долларов). “Альянс по сохранению энергии” и Отдел промышленных технологий Департамента энергетики систематически встречаются с консультативным комитетом программы Steam Challenge и обсуждают текущие мероприятия, осуществляемые в рамках этой программы и вырабатывают совместные решения. Этот консультативный комитет руководит выполнением программы Steam Challenge и применением предлагаемых программой методов, обсуждает новые области, где могут быть реализованы новые решения в промышленных паро-конденсатных системах и где требуются материальые и информационные ресурсы для повышения эффективности паро-конденсатных систем, а также помогает определять объекты для обследования в рамках программы Steam Challenge. В 1998 году было проведено ряд семинаров по повышению эффективности паро-конденсатных систем, в ходе которых решались две задачи. Первая задача состояла в том, чтобы обеспечить операторов котлов и паро-конденсатных систем знаниями, а также средствами определения и документального обоснования проектов увеличения энергосбережения в паро-конденсатных системах. Вторая задача заключалась в том, чтобы разработать учебный курс и учебные материалы по повышению эффективности паро-конденсатных систем, которые могут быть использованы другими преподавателями и инженерами-консультантами по всей стране. Перспектива развития По завершению программы Steam Challenge рассматривается возможность разработки диагностического программного средства, которое должно дать промышленным пользователям пара информацию о том, насколько эффективно работает паро-конденсатная система предприятия. Эта программа укажет потенциальные места (и проекты) повышения эффективности паро-конденсатной системы, определит потенциал экономии топлива и будет содержать в себе интерактивные результаты изменений в технологии и производстве, его транспортировке, управлении, использовании в технологическом оборудовании и техническом обслуживании. Эффективность использования пара расположена на трудно достигаемом пересечении кривой повышенных экономических показателей, больших величин кривой эффективности и кривой снижения выбросов в окружающую среду, т.е. в данном случае достигается выигрыш по всем составляющим. Первоначально программа Steam Challenge была ориентирована на промышленность США, однако существует заинтересованность в распространении ее на другие секторы американской экономики, в которых интенсивно используется пар - теплоснабжение школ, больниц, муниципальные районные системы центрального отопления, предприятия федерального подчинения и международные компании. Реализовать этот потенциал будет непросто, для этого потребуется усилить обучение, увеличить количество активистов, задействованных в этой программе и охватить новые группы потребителей пара. Данные об авторах Тед Джоунз является менеджером программы “Повышение энергоэффективности в промышленности” “Альянса по сохранению энергии”. Исследует действенность промышленных технологий и помогает концентрировать усилия государственных программ, направленных на увеличение энергоэффективности в промышленности. Сотрудничает с Отделом промышленных технологий Департамента энергетики США в деле разработки программы Steam Challenge, нацеленной на повышение энергоэффективности промышленных паро-конденсатных систем. Получил степень бакалавра по индустриальному менеджменту в Институте Карнеги-Меллона и магистра по науке и технике в университете им. Джорджа Вашингтона. Дэвид Джейбер является младшим исследователем в “Альянсе по сохранению энергии”. Имеет степень бакалавра по химической технологии университета им. Райса и степень магистра в области охраны окружающей среды, полученную в Калифорнийском университете (г. Беркли). До поступления на работу в “Альянс по сохранению энергии” занимался исследованиями в таких областях, как теория потоков, транспортировка загрязнения поверхностных вод, использование компьютерных моделей и географических информационных систем. В настоящее время он активно занимается исследованиями качества воздуха и разработкой природоохранной политики. Представлял свои доклады на конференции по замедлению развития и конференции по защите окружающей среды, а также является соавтором публикаций по паро-конденсатным системам и комбинированному производству тепловой и электрической энергии. STEAMING AHEAD (Ted Jones, David Jaber, Alliance to Save Energy. – Energy Manager. 1998. July-August. – P.62-64. Вывоз мусора посредством и утилизация отходов Технические требования к система. Энергосбережение – не мода. Приборный учет количества исполь. Концепция оценки эффективности и. Министерство энергетики российск. Главная страница -> Технология утилизации Экологически чистая мебель: |
