Главная страница ->  Технология утилизации 

 

Разработка и внедрение энергосберегающего режима нагрева металла в проходных печах методического типа. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.


Ричард Сандор,
Председатель правления Чикагской климатической биржи,

 

профессор Северо-западного Университета (США)

 

Последнее десятилетие XX века ознаменовалось сближением экологических и финансовых рынков. Рыночные механизмы, такие как торговля выбросами, получили широкое признание как экономически эффективный метод решения проблемы глобального изменения климата, особенно в свете стремления общества к вхождению в углеродоограниченное будущее. Указанные механизмы также могут принести потенциальные положительные результаты при решении других неотложных вопросов охраны окружающей природной среды, связанных с качеством вод, рыбоохраной, сохранением биоразнообразия.

 

В последние годы предпринимаются активные усилия по разработке программ торговли выбросами ПГ. Свидетельством этому являются многочисленные инициативы, осуществляемые по всему миру в целях развития механизмов торговли выбросами и сокращения выбросов ПГ даже в условиях отсутствия четких процессуальных норм и положений. Добровольная деятельность и пилотные программы торговли выбросами имеют очень важное значение, так как они помогают получить данные о реальной цене снижения объемов выбросов ПГ, предоставляют ценную информацию для ответственных за формирование политики лиц, корпораций и общественности о реальных затратах на решение проблемы изменения климата.

 

По мере увеличения числа корпораций и национальных правительств, вовлеченных в торговлю выбросами ПГ, системы торговли будут становиться все более стандартизированными. По оценкам экспертов, представленным в журнале «Экономист», в будущем объем этих рынков может достигнуть 1 триллиона долларов США. Окончательная модель рынка ПГ вероятно будет иметь глобальный масштаб, но мы считаем, что глобальный рынок станет результатом эволюции и объединения отдельных усилий, предпринимаемых в различных частях света.

 

Стремление к разработке способов использования рыночных механизмов в решении проблемы глобального потепления привело к тому, что в январе 2002г. ведущие американские и международные компании и администрация г. Чикаго объявили о своем совместном решении учредить Чикагскую климатическую биржу (ЧКБ), которая будет являться добровольной программой установления лимитов на выбросы и торговли разрешениями на них. В рамках этой беспрецедентной акции, компании приняли на себя юридические обязательства по сокращению к 2006г. своих выбросов ПГ на 4% от среднего уровня за 1998-2001 гг.

 

Впервые крупные компании из различных отраслей промышленности приняли добровольные обязательства по использованию рыночного механизма для сокращения своих выбросов ПГ. Чикагская климатическая биржа позволит компаниям производить кредиты на выбросы, продавать и покупать кредиты для того, чтобы наиболее эффективным для себя способом достигать сокращения выбросов. Планируется, что торговля на ЧКБ начнется весной 2003г.

 

ЧКБ будет открыта для участия компаний-эмиттеров, проектов по производству сокращений выбросов, проектов по повышению уровня поглощения углерода лесными массивами и финансовых посредников из Северной Америки. В целях содействия развитию международной торговле выбросами к операциям на ЧКБ будут допущены производители сокращений выбросов из Бразилии. Создание ЧКБ явилось результатом исследований, которые были профинансированы чикагским благотворительным фондом «Джойс Фаундэйшн» и осуществлялись под управлением специалистов из аспирантуры Северо-западного университета (США). Непосредственным исполнителем исследований и разработчиком проекта была компания «Энвайроментал Файнэншиал Продактс».

 

В разработку структуры ЧКБ внесли вклад представители широкого круга отраслей промышленности, а также эксперты в области проектирования, лесоводства, сельского хозяйства, ученые, неправительственные и государственные организации. В целом в проекте участвовало более 50 корпораций и сотни экспертов.

 

Для выполнения функций по регулированию рынка участники ЧКБ выбрали Национальную ассоциацию биржевых дилеров США (НАБД), являющуюся ведущей мировой частной компанией в сфере предоставления услуг по контролю за соблюдением правил торговли на рынках ценных бумаг. Хотя для функционирования ЧКБ не требуется установления нормативно-правовых рамок, все же было принято решение воспользоваться услугами НАБД в целях обеспечения высокого уровня прозрачности, ликвидности и целостности пилотной программы. Привлечение НАБД должно также способствовать гармонизации ЧКБ с другими международными рынками. Инвестиционные услуги предоставляет «Ротшильд Инк.», филиал престижного лондонского банка «Н.М. Ротшильд энд Санз Лимитед».

 

Учредители ЧКБ уверены в том, что активный подход к решению проблемы изменения климата – это обоснованная стратегия бизнеса. Первопроходцы на развивающемся новом рынке ПГ не только будут иметь определенные конкурентные преимущества в рамках торговли выбросами, но также получат возможность повысить свои навыки в управлении выбросами ПГ, снизить степень подверженности финансовым рискам и занять первые позиции в создании новых продуктов и услуг для углеродоограниченного будущего.

 

Более того, концепция устойчивого управления бизнесом получает все большее признание ввиду ее соотношения с такими понятиями как доходность и высокая биржевая стоимость акций. Инвесторы вводят практику применения к компаниям критерия устойчивости и отдают предпочтение тем из них, деятельность которых соответствует высоким экологическим, социальным и корпоративным стандартам. Рынки капитала также характеризуются тенденцией к поощрению экологизированных компаний. Активный вклад компаний в охрану окружающей природной среды способствует улучшению их связей с клиентами, сотрудниками, поставщиками, правительствами и общественностью.

 

ЧКБ предлагает превосходную возможность европейским компаниям, осуществляющим операции в Северной Америке, принять участие в межотраслевой и межнациональной схеме торговли выбросами ПГ в качестве саморегулирующей организации. ЧКБ – это попытка протестировать концепцию торговли выбросами. Результаты данного проекта несомненно будут иметь высокое значение для мировой экономики.

 

Чикагская климатическая биржа
Основные характеристики Географический охват Источники выбросов в США и проекты по производству сокращений выбросов в США и Бразилии. В 2003г. планируется добавить также источники и проекты из Канады и Мексики. Задачи по сокращению выбросов Обязательства по сокращению выбросов действительны на период 2003-2006 гг. Установленные задачи: в 2003г. сократить выбросы на 1%, в 2004г. – на 2%, в 2005г. – на 3%, в 2006г. - на 4% от базового уровня. Базовый уровень выбросов Среднегодовые выбросы за период 1998-2001 гг. Парниковые газы CO2, CH4, N2O, PFCs, HFCs, SF6. Сокращения выбросов Приемлемыми являются сокращения выбросов от проектов улавливания метана со свалок органических отходов и от сельскохозяйственной деятельности, повышения уровня поглощения углерода почвами и лесными массивами. Другие типы проектов принимаются только от Бразилии. Кредиты на выбросы Кредиты на выбросы от указанных проектов будут включены в оборот с 2004г. Регистр, Электронная торговая платформа Регистр будет служить в качестве официального держателя и механизма передачи сокращений выбросов и будет взаимосвязан с электронной платформой для осуществления торговых операций. Управление биржей Управление биржей будет осуществляться саморегулирующей организацией, контроль за деятельностью которой будут осуществлять комитеты, состоящие из учредителей, директоров и сотрудников биржи.

 

 

Пульпинский В.Б

 

Национальная металлургическая академия Украины

 

Многозонные проходные печи методического типа (например, кольцевые), работающие на заводах Украины, проектировались больше 20 лет назад с основным требованием – обеспечить максимальную производительность. В то время уже на работающих печах устанавливали дополнительные горелочные устройства в методической зоне, тем самым добиваясь максимальной производительности за счет увеличения тепловой мощности и более высокой температуры уходящих дымовых газов. Температурные режимы рассчитывали также на максимальную производительность. Эксплуатировать печь таким способом экономически целесообразно только в том случае, если производительность изменяется в узком диапазоне и близка к расчетной. В реальных условиях печи работают при значительных изменениях производительности (темпа проката, сортамента заготовки, емкости печи). Кроме того, имеют место частые простои, связанные с нестабильной работой оборудования, которые значительно уменьшают часовую производительность. Поэтому при работе печи на средней и низкой производительности резко возрастают удельные расходы топлива.

 

Одним из способов снижения удельного расхода топлива является разработка и внедрение энергосберегающего температурного режима работы печи. Особенно это важно для эксплуатации печи в условиях нестабильного производства при дорогостоящих энергоресурсах. Для разработки рационального температурного режима применяется расчетно-экспериментальный метод. По стандартной методике производится поверочный расчет существующего температурного режима с целью определения температуры поверхности и перепада температур по сечению заготовки в конце нагрева. Если расчетные параметры совпадают с технологическими, т.е. примерно одинаковы общий расход газа, расход газа по зонам, температура прошивки, которая приблизительно равна расчетной температуре оси заготовки в конце нагрева, то, используя в качестве исходных данных расчетные конечные параметры нагреваемого металла и производительность, определяют рациональный температурный режим нагрева металла, при котором удельный расход газа будет меньше, чем при существующем режиме. В результате исследований М.А.Денисова [1], путем математического моделирования основных типов проходных нагревательных печей, установлено, что минимальные значения расхода топлива и температуры уходящих продуктов горения имеют место при изменении среднемассовой температуры металла по прямой в координатах: температура металла - время его нагрева. Данный вывод был использован нами для разработки и внедрения энергосберегающего режима нагрева металла в проходных печах методического типа. Алгоритм расчета рационального температурного режима нагрева металла сводится к следующему:

 

1. Задают среднемассовую температуру металла по зонам, исходя из экономичности линейного роста температуры металла по ходу перемещения в печи.

 

2. По результатам поверочного расчета задают: - время нагрева металла по зонам; - приведенный коэффициент излучения, отнесенный к температуре печи; - температуру поверхности и перепад температуры по сечению заготовки в конце нагрева.

 

3. Определяют температуру печи, поверхности металла, перепад температуры по сечению заготовки в конце каждой зоны.

 

4. Для получения заданных значений температуры поверхности и перепада температуры по сечению заготовки в конце печи корректируют среднемассовые температуры металла по зонам, и путем многократного пересчета всех параметров определяют рациональный температурный режим для заданных условий нагрева.

 

5. С помощью составления теплового баланса определяют расход топлива по зонам и на печь в целом, а также технико-экономические показатели работы печи.

 

На основании этого алгоритма разработана программа расчета температурного режима нагрева металла, позволяющая осуществлять качественный нагрев металла с минимальным расходом топлива при любой производительности и для всего спектра сортамента заготовок.

 

Такой способ определения рационального температурного режима нагрева металла опробован на кольцевой печи ТПЦ-5 ОАО «Нижнеднепровский трубопрокатный завод» (НТЗ).

 

Кольцевая печь ТПА-140 ОАО «НТЗ», построенная по проекту Укргипромеза в 1975 году, является одной из лучших печей в отрасли по технико-экономическим показателям и предназначена для нагрева трубных заготовок из углеродистых и низколегированных марок стали диаметром 0,1 – 0,15 м до температуры 1200 – 1250 оС. Печь отапливается природным газом, имеет пять зон регулирования и одну неотапливаемую (методическую) зону.

 

С целью получения данных, необходимых для разработки рационального температурного режима, проводились теплотехнические испытания печи и статистическая обработка результатов.

 

Во время испытаний фиксировали основные параметры температурного и теплового режима печи, а именно: температуру печи по зонам; расход газа и воздуха по зонам; общий расход газа на печь; температуру прошивки. Одновременно с этим учитывали размеры заготовок, часовое количество заготовок, выданных из печи, время нагрева и длительность простоев.

 

По данным испытаний подсчитывали производительность печи и удельный расход топлива. Эти же показатели определяли путем статистической обработки месячных данных по нагреву металла. В результате испытаний выявлены следующие причины неэкономичной работы печи:

 

1. Неритмичная работа трубопрокатного агрегата ТПА, низкая часовая производительность на многих размерах заготовки, особенно при прокате экспортных заготовок, длительные простои.

 

2. Нерациональный температурный режим нагрева заготовок, не учитывающий в полной мере различие в нагреве разных размеров заготовок, емкость печи и темп выдачи. Температура печи в первой по ходу металла отапливаемой зоне регламентируется в пределах 1000 – 1200 оС, что допускает возможность неэкономичной работы при несоответствии установленного температурного задания производительности печи. Фактически нагрев заготовок ведется при максимальной температуре и, соответственно, тепловой мощности этой зоны независимо от производительности печи, что увеличивает потери тепла с уходящим дымом, а следовательно, и удельный расход природного газа при малой и средней производительности.

 

3. При работе печи по существующему температурному режиму нагрева заготовок металл, как правило, нагревается до требуемых значений температуры уже к концу четвертой по ходу металла отапливаемой зоны, а в последней (пятой) зоне продолжается необоснованное томление металла, что приводит к дополнительному окислению и обезуглероживанию стали.

 

Исходя из вышеизложенного, существенной экономии газа можно достичь за счет сокращения длины томильной зоны и увеличения методической. При этом решающим фактором является определение порога достаточности нахождения металла в томильной зоне для обеспечения его качественного нагрева. Таким критерием может являться заданная величина перепада температур между осевой зоной заготовки и ее поверхностью.

 

Контроль перепада температур по сечению заготовки при расчете температурного режима работы печи и обеспечения его заданной величины позволяет автоматизировать выбор рационального режима работы печи.

 

С учетом данного положения при участии персонала ТПЦ-5 разработана, адаптирована к данной кольцевой печи и внедрена программа расчета рационального температурного режима нагрева металла, работающая в среде Supercalc-4 и Excel – 97.

 

Программа работает в режиме советчика и позволяет оперативно определять температурный режим нагрева металла по зонам печи при любых технологических изменениях в пределах сортамента цеха, что очень важно в условиях нестабильного темпа с меняющимся сортаментом. Программа выдает теоретические расходы природного газа по зонам печи и общий расход на всю печь, расход газа при холостом ходе, удельный расход топлива, перепад температур по сечению заготовки (неравномерность нагрева) в конце нагрева. Она проста в пользовании, содержит специально созданные для этой программы математические зависимости, описывающие изменение всех применяемых в расчете теплофизических величин по данным справочников. Программа допускает корректировку температурных режимов всех зон и выдает при этом уточненные расчетные значения расхода газа, температур металла и равномерности нагрева.

 

Опытно-промышленная проверка рассчитанных по программе температурных режимов нагрева металла подтвердила их эффективность. Ниже приводятся результаты сравнительной опытно-промышленной прокатки труб в течение одной смены. Прокатано 296 труб из заготовки диаметром 150 мм суммарной длиной 565 м по энергосберегающим режимам. Снижение удельного расхода природного газа при работе печи по предложенному нами температурному режиму, по сравнению с заводским, составило (по цеховому расходомеру) 11,6 м3/т.

 

Учитывая положительные результаты испытаний, цехом было принято решение о проведении длительных испытаний энергосберегающих режимов нагрева металла в кольцевой печи. Ввиду отсутствия возможности оперативного расчета режимов на печи было решено приступить, на начальном этапе, к опытно промышленной проверке температурных режимов, рассчитанных программой для каждого диаметра заготовки в зависимости от длительности нагрева, применяя эти режимы на все длины заготовок. Такие режимы не являются оптимальными, но приближаясь к рациональным, более экономичны, чем существующие. На основании выполненных расчетов нагрева всего сортамента заготовок были разработаны опытные графики нагрева в кольцевой печи. За 2,5 месяца использования данных режимов прокатано более 15000 т труб, в том числе 4000 т на экспорт. Выход первых сортов составил более 98 %, что не ниже, чем в среднем за 1998 г. Расход газа определялся по данным лаборатории металлургической теплотехники (ЛМТ). По результатам сравнительных расчетов заводского, опытного и рационального режимов построена температурно-тепловая диаграмма нагрева металла в кольцевой печи (рис. 1). Расчетный расход газа по этим режимам для каждой зоны приведен в таблице. Для сравнительных расчетов были использованы следующие параметры нагрева:

 

- диаметр заготовки d = 150 мм;

 

- длина заготовки l = 1700 мм;

 

- темп проката Т = 128 шт/час;

 

- среднемассовая температура металла и перепад температуры по сечению заготовки в конце нагрева =1200 оС и Dt около 1 оС.

 

Таблица - Температура печи и расчетный расход газа по зонам

 

Режим

 

Температура по зонам, оС

 

I

 

II

 

III

 

IV

 

V

 

Рациональный

 

834

 

954

 

1153

 

1270

 

1201

 

Опытный

 

950

 

1100

 

1230

 

1245

 

1201

 

Заводской

 

1120

 

1210

 

1230

 

1230

 

1201

 

продолжение таблицы

 

Режим

 

Расход газа по зонам, м3/час

 

I

 

II

 

III

 

IV

 

V

 

общий

 

Рациональный

 

114

 

58

 

468

 

399

 

107

 

1146

 

Опытный

 

206

 

264

 

509

 

176

 

105

 

1259

 

Заводской

 

573

 

406

 

270

 

84

 

105

 

1438

 

Рисунок - Температурно-тепловая диаграмма нагрева металла в кольцевой печи: - рациональный режим (сплошная); - опытный режим (пунктирная); - заводской режим (штрих-пунктирная линия).

 

Из приведенного рисунка видно следующее:

 

- металл нагрет до заданных параметров во всех трех случаях за одно и то же время;

 

- при заводском режиме среднемассовая температура металла практически достигла заданной величины к концу 3-ей зоны, а при рациональном режиме – к началу зоны томления;

 

- при работе печи по рациональному режиму температура 1-ой отапливаемой зоны на 220 оС ниже, чем при заводском режиме, соответственно ниже и температура уходящего дыма.

 

Расчетное значение расхода газа при работе печи по рациональному режиму меньше на 17 %, а при опытном режиме на 12,5 % по сравнению с заводским режимом. .Для определения эффективности новых режимов лабораторией металлургической теплотехники (ЛМТ) завода проведено сравнение удельного расхода газа за месяцы использования нового режима и предыдущие месяцы работы по старым режимам с аналогичным объемом производства. В результате, после перевода печи на работу по опытному графику удельный расход природного газа снизился в среднем на 10,8 м3/т (17,3 %) во время работы стана, обеспечивая получение годового экономического эффекта в 230000 грн (в ценах 1999 г).

 

Литература

 

1. М.А.Денисов. Экспериментально – расчетный метод определения рациональных режимов нагрева металла в действующих печах. Тезисы докладов всесоюзной научно – технической конференции, посвященной 60-летию ВНИИМТ Свердловск 1990 г.

 

2. Отчет НИР «Исследование тепловой работы нагревательных и термических печей трубопрокатных заводов РПО «Укртрубосталь» Минчермета УССР по повышению эффективности использования природного газа в этих печах». ПТП трест «Укрэнергочермет». Харьков. 1985 г. - 131 с.

 

3. Отчет НИР «Работы по разработке рациональных режимов нагревательных и термических печей цеха бесшовных труб завода им. В.И. Ленина» ПТП трест «Укрэнергочермет». Днепропетровск. 1984 г. – 50 с.

 

Вывоз мусора контейнерная и утилизация отходов

 

Модель оптового рынка электроэнергии несовершенна. Программы повышения эффективности использования энергии и регулирование деятельности коммунальных предприятий. Системы shell solar power sets. Термомодернизация в польше. Как заставить предприятия экономить.

 

Главная страница ->  Технология утилизации 

Экологически чистая мебель:


Сайт об утилизации отходов:

Hosted by uCoz