Главная страница -> Технология утилизации
Основные концептуальные положения энергосбережения на предприятиях черной металлургии. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.А.В. Ениватов, И.Н. Артемов, С.А. Мальцев, Мордовский госуниверситет На рубеже нового тысячелетия проблема рационального использования энергетических ресурсов становится определяющей для стабилизации, как отдельных предприятий, так и российской экономики в целом. Для большинства промышленных предприятий значительная доля (около 30%) всей теплоты, поступающей на предприятие с паром, сетевой водй и выделяющейся при работе оборудования теряется в системе оборотного водоснабжения. Что касается последнего, то эта доля оказывает существенное влияние для предприятий светотехнической промышленности, имеющих стеклодувочное производство. В светотехнической промышленности традиционные схемы оборотного водоснабжения, основным элементом которых является «мокрая» градирня в наиболее жаркий период не обеспечивают поддержание необходимого температурного режима ( t=20-25 °С) охлаждающей воды. Потери воды в таких системах достигает до 10 %. Все это сказывается не только на качестве производимой продукции, но и является тормозом дальнейшего повышения производительности колбовыдувающих печей. Одним из способов решения данной проблемы является использование в схеме для охлаждения оборотной воды теплонасосных установок (ТНУ). Это позволяет с одной стороны утилизировать ранее выбрасываемое тепло на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок и горячего водоснабжения, а с другой стороны достичь необходимых температурных параметров охлаждающей воды при любых температурах наружного воздуха. В данной работе на примере оборотной системы водоснабжения 15 и 16 цеха АООТ «Лисма», г. Саранск представлены две принципиальные схемы включения ТНУ в систему водоснабжения. Схема охлаждения воды оборотной системы водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие только отопительно-вентиляционных нагрузок представлена на рис.1. Оборотная вода от печей, выдувающих колбы, поступает в испаритель 1 с температурой tвх »50 °С где охлаждается до tвх »40 °С отдавая тепло рабочему телу (хладагенту) циркулирующему в контуре ТНУ. Под действием этой теплоты хладагент вскипает и превращается в пар. Парообразный хладагент засасывается компрессором 2 и под необходимым давлением нагнетается в конденсатор 3, где в процессе охлаждения и конденсации рабочего тела теплота передается охлаждающей воде системы горячего водоснабжения предварительно нагретой в КТ за счет охлаждения оборотной воды с tвх »40 °С до нужной температуры. Рис.1.Схема охлаждения системы оборотного водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие нагрузки горячего водоснабжения: 1- испаритель ТНУ; 2-компрессор ТНУ; 3- конденсатор ТНУ; 4-регулировочный вентиль; 5-переохладительТНУ; 6-кожухотрубчатый теплообменник (КТ). Схема охлаждения воды оборотной системы водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок представлена на рис 2. Рис.2. Схема охлаждения воды оборотной системы водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок: 1-конденсатор ТНУ; 2-кожухотрубчатый теплообменник; 3-сухая градирня; 4-компрессор ТНУ; 5-расширительный вентиль; 6-испарительТНУ. Схема (рис.2) рассчитана на круглогодичную работу с работой тех или иных элементов схемы в тот или иной период года. В зимний период года вода, оборотной системы водоснабжения с температурой 50 °С поступает в конденсатор1 где нагревается до 60 °С-65 °С затем проходит через теплообменник 2 где охлаждается, отдавая тепло теплоносителю системы вентиляции, до 35 °С и поступает в испаритель в ТНУ где охлаждается до нужной температуры и поступает в бак наполнитель оборотной воды. Теплота отводимая в испарителе после повышения потенциала используется для предварительного подогрева оборотной воды в конденсаторе1. В осенне-весенний период при снижении или отсутствии вентиляционной нагрузки в работу включается сухая градирня 3. Вода оборотной системы в зависимости от вентиляционной нагрузки подается часть через сухую градирню3 часть через теплообменник 2 охлаждаясь до нужной температуру подается в бак. В летний максимально жаркий период (30°С и выше), вода оборотной системы с температуры t=50°-55°С поступает в конденсатор 1 где нагревается до t=60-65°С затем подается в сухую градирню 3 где охлаждается до 35-40°С. Дальнейшее охлаждение оборотной воды происходит в испарителе 6. Расчет технико-экономических показателей данных схем показывает, что при начальных капитальных вложениях 1,5 –2,0 млн. руб. срок окупаемости составляет 1,5-2 года.
Злобин А.А., Курятов В.Н., Мальцев А.П., Романов Г.А. Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на предприятиях черной металлургии в современных условиях является одним из главных направлений выживания. Черная металлургия — одна из наиболее энергоемких отраслей промышленности. Доля затрат на ТЭР в общих заводских затратах на производство продукции составляет более 30 %. Наиболее крупными потребителями топлива на производствах являются доменные и прокатные производства. К электроемким производствам относятся — электросталеплавильные производства, кислородные станции, а основные потребители теплоты — коксохимическое производство. Высокая энергоемкость металлургических производств при постоянном росте цен на ТЭР ставит на одно из первых мест проблемы энергоресурсосбережения. Потенциал энергосбережения в этой отрасли достигает 30 %. Наиболее полное решение вопросов, связанных с оптимизацией структуры энергетического хозяйства промышленных объектов, дает системный подход в его классическом понимании. Рассмотрение энергохозяйства в качестве сложной системы, оптимизация работы каждого элемента и учет их влияния на работу объекта в целом могут дать значимый результат, особенно на реконструируемых и проектируемых объектах. Однако такие этапы решения задачи оптимизации как получение корректной исходной информации для составления моделей всех элементов системы, разработка программ для ЭВМ, увязка частных решений требуют значительных затрат времени. Сами модели часто теряют смысл при изменении внешних факторов, особенно, в современной экономической ситуации. Особенность потенциала энергосбережения на металлургических предприятиях заключается в том, что на сегодняшний момент времени существует значительный моральный и физический износ основного энерготехнологического оборудования и наблюдается существенная неритмичность работы металлургических комбинатов, связанная с особенностью современного рынка продукции. Эти два фактора вместе с проблемой системы учета и контроля за расходом ТЭР, требующей коренного улучшения на всех уровнях производства, в основном определяют значительную часть нерациональных потерь ТЭР на производстве (до 70 % от потенциала энергосбережения). Кроме этого для металлургических заводов вопросы энергосбережения являются одним из основных направлений для снижения издержек производства и повышения конкурентоспособности их продукции на рынке. Для решения этих задач необходимо иметь стратегию развития предприятия, неразрывно связанную с основными направлениями энерго- и ресурсосбережения. Названные факторы являются основой формирования концептуальных положений энергосбережения на предприятиях черной металлургии, которые бы соответствовали современному состоянию отрасли в целом. Ниже приведены материалы энергетического обследования одного из металлургических предприятий России, на примере которого представлены возможные варианты по снижению издержек на ТЭР. Качественное энергетическое обследование предприятия, которое, по нашему мнению, позволяет получить достаточно полную информацию о возможном повышении эффективности использования ТЭР и, как правило, оно нацелено на обеспечение руководства компании объективной информацией по фактическому использованию энергии. Кроме того, такое обследование позволяет получить дополнительную информацию, которая на предприятии, как правило, не анализируется (составить структуру энергопотребления по подразделениям; выявить основные факторы, влияющие на потребление энергии; определить потери ТЭР; оценить эффективность работы наиболее энергоемких установок и др.). Причем такая информация собирается не только по показаниям приборов, но и, что достаточно важно, по результатам собеседования с главными специалистами, инженерами и рабочими технологических служб и служб главного энергетика. Использование этой информации позволяет получить объективную картину по расходу ТЭР и разработать эффективную программу энергосбережения. Металлургическое производство, как правило, имеет следующую технологическую структуру: q Производство чугуна: коксохимическое производство; агломерационный цех; доменный цех; q Производство стали: кислородно-конвертерный цех; мартеновский цех; электросталеплавильный цех; q Производство проката: обжимной цех; толстолистовой стан; крупносортовой стан; универсальный стан; Кроме того, основными структурными подразделениями являются: q ТЭЦ; q кислородно-компрессорное производство. Примерная структура финансовых затрат на ТЭР металлургического предприятия представлена на рис. 1. Рис. 1 Доля затрат на ТЭР в стоимости продукции составляет ~39 % (с учетом стоимости коксующегося угля). Энергетические затраты на аналогичных металлургических предприятиях Европейского союза – (18 22 %). Структура энергопотребления на заводе представлена на рис. 2. Рис. 2 Единым показателем энергопотребления для металлургических производств (энергоемкость) принят расход ТЭР в Гкал (ГДж) на тонну произведенной стали (Гкал/тс, ГДж/тс), который для обследуемого предприятия составил — Э = 9,14 Гкал/тс (38,3 ГДж/тс). Например, энергоемкость на ММК — Э = 7 Гкал/тс, а для одного из заводов Японии — Э = 5,5 Гкал/тс. Величина энергоемкости для современных зарубежных предприятий составляет (4 5) Гкал/тс. Распределение основных ТЭР на предприятии представлено на рис. 3, 4, 5. Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5 Удельные расходы электроэнергии на основные виды продукции составляют: Продукция Обследованное предприятие [1] [2] Чугун — 15 кВт·ч/т 12,9 10 30 Сталь мартеновская — 11 кВт·ч/т 14,4 10 15 Электросталь — 727 кВт·ч/т 723 680 Прокат — 94 кВт·ч/т 115 — Кокс — 47 кВт·ч/т — 40 Кислород — 690 кВт·ч/тыс. м3 523 490 Сжатый воздух — 150 кВт·ч/ тыс. м3 101 — Агломерат — 37 кВт·ч/т 37,7 50 Удельные расходы котельно-печного топлива: Продукция Обследованное предприятие [1] [2] Кокс — 103 кг у. т./т — 85 Агломерат — 54 кг у. т./т 66,7 70 Чугун — 695 кг у. т./т 631 581 Сталь мартеновская — 108 кг у. т./т 138 134 Прокат — 234 кг у. т./т 125 122 Удельные расходы тепловой энергии (пар): Продукция Обследованное предприятие [1] [2] Кокс — 46 кг у. т./т 32 5,7 Агломерат — 1,4 кг у. т./т — 8 Чугун — 6,6 кг у. т./т 8 8 Сталь мартеновская — 6,7 кг у. т./т 4,4 — Прокат — 7 кг у. т./т 9,8 — Удельный расход энергии на единицу продукции (Мкал/т) по переделам для ряда металлургических производств составляет [2]: Продукция Стандарт ЕС Россия ОАО ММК Кокс — 600 744 1300 Чугун — 3646 4327 3860 Сталь ККЦ — 133 462 260 Сталь мартеновская — — 1302 560 Прокат из МНЛЗ из слитков — — 702 1007 889 1194 640 1660 Выявленный в результате энергетического обследования потенциал энергосбережения составил — электроэнергия — 21,7 % — топливо — 5,2 % — теплота — 11,0 % Эти резервы экономии ТЭР составляют ~ 30 % от стоимости годового потребления энергоресурсов. Реализация указанного потенциала возможна в рамках разработанной комплексной программы энергосбережения. Основными концептуальными положениями повышения энергоэффективности и рационального использования материальных ресурсов в металлургии на переходный период можно считать: Осуществление комплекса организационно-технических мероприятий, наведение порядка (совершенствование управления) — это коренное улучшение системы учета и контроля расхода ТЭР на всех уровнях производства (более полный мониторинг энергопотребления), координация действий различных служб и производств, б льшая частота профилактических ремонтов оборудования, повышение уровня подготовки специалистов и т.п. Реализация этих мер, как правило, малозатратна и окупается достаточно быстро, поэтому их осуществление является первоочередной задачей. Ремонт, наладка и замена оборудования; в первую очередь следует осуществить работы по изоляции паропроводов, автоматизации процессов сжигания топлива, модернизации и реконструкции основного энергоемкого оборудования, достижению номинальной производительности и т.п. Повышение уровня утилизации вторичных энергоресурсов (ВЭР). Использование и внедрение новых высокоэффективных энергосберегающих технологий и оборудования. Это наиболее дорогая часть проектов, связанная со значительными инвестициями. Организационно-технические мероприятия, наведение порядка (совершенствование управления) Для осуществления мероприятий этого направления необходимо предусмотреть создание центра энергосбережения (энергобюро) на предприятиях, основная цель которого — энергетический менеджмент и целевой энергетический мониторинг, направленный на сокращение нерациональных потерь ТЭР и повышение энергоэффективности производства. В настоящее время большинство предприятий имеют лишь службу главного энергетика (отдел, управление), которая занимается в основном текущими вопросами надежного функционирования энергохозяйства. Наличие большого числа неиспользуемых вторичных энергоресурсов, сложного энерготехнологического комплекса требуют централизованной системы учета управления и оптимизации энергопотоков с постоянным контролем и анализом энергоэффективности работы предприятия в целом и отдельных его подразделений. Повышение уровня утилизации ВЭР На металлургическом предприятии с полным циклом можно выделить следующую структуру выработки и возможного использования ВЭР, [2]. Рис.6 Эффективное использование ВЭР позволяет замещать покупные ТЭР, что значительно снижает энергоемкость и себестоимость продукции. Так, например: · использование коксового, доменного газа на собственной ТЭЦ позволяет значительно снизить до 2 3 раз себестоимость электроэнергии и пара; · утилизация теплоты при сухом тушении кокса (УСТК) на котлах-утилизаторах с установкой паровых турбин для выработки электроэнергии; · предварительный подогрев угольной шихты отходящими газами позволяет снизить расход топлива на 70 Мкал на 1 т кокса; · в доменном производстве утилизация ВЭР позволяет значительно снизить затраты ТЭР на 1 т чугуна (до 3,5 Гкал/т), уровень утилизации на сегодня составляет ~ 30 32 %; · в электросталеплавильном производстве удельный расход электроэнергии на (15 30 %) выше, чем в странах ЕС, что связано с реализацией устаревшей технологии и значительными неиспользованными возможностями по энергосбережению; · использование доменного или коксового газа в нагревательных печах прокатного производства позволяет существенно снизить расход природного газа и до 20 % снизить себестоимость продукции. Вместе с тем, эффективное использование ВЭР требует определенной дисциплины, позволяющей планировать выход ВЭР с требуемыми параметрами, создания режимных карт потребления, согласованного и оперативного управления потоками ВЭР. Максимальное использование ВЭР и внедрение энергосберегающих мероприятий решает одновременно экологические проблемы на предприятиях и позволяет уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу. Внедрение новых высокоэффективных энергосберегающих технологий (инвестиционные проекты) Перечень проектов, требующих определенных инвестиций: q создание АСКУЭ, …; q модернизация системы обеспечения продуктами разделения воздуха с заменой морально устаревших разделительных установок; q модернизация собственных источников энергии с целью увеличения выработки электроэнергии на заводе: · использование турбогенераторных установок вместо БРОУ и внедрение их в схемах утилизационных котлов; · использование энергии сжатого природного газа; · модернизация ГУБТ; · установка газовых турбин с котлами-утилизаторами (ПГУ); · использование ПУТ в доменных печах с целью сокращения расхода кокса; · увеличение объема разливки стали на машинах непрерывного литья (МНЛЗ). Литература 1. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник, т.4. Под общ. ред. В.А. Григорьева. – М.: Энергоатомиздат, 1991 г. 2. Энергосбережение на металлургических предприятиях. Б.И.Никифоров, Г.В. Заславец: Монография. – Магнитогорск: МГТУ. 2000 г. Вывоз мусора понятие и утилизация отходов Книги по финансам (финансовому менеджменту). Датская технология и оборудование. Россия. Как работает нефтяной рынок. Калифорния стонет под гнетом государства. Главная страница -> Технология утилизации |