Энергосбережение в реальном секторе экономики
Самым дорогостоящим энергоносителем на крупных предприятиях различных отраслей промышленности является сжатый воздух вне зависимости от способа организации системы пневмоснабжения.
В настоящее время в области предлагаемого оборудования по производству и подготовке сжатого воздуха (компрессоры, осушители, конденсатоотводчики, фильтры) имеется большое количество рекламной информации и фирм, предлагающих свои услуги. Данное обстоятельство делает порой затруднительным выбор в пользу какой-либо конкретной разработки. Для принятия наилучшего решения необходимо проведение энергоаудита пневмосистемы предприятия специализированной организацией.
Предприятие ООО «ЭНСИ» (энергосберегающие системы и технологии) является одним из немногих, осуществляющих не только комплексный энергоаудит систем пневмоснабжения, но и выпускающим оригинальное оборудование ОТЕЧЕСТВЕННОЙ разработки по подготовке сжатого воздуха. Предприятие принимало участие в создании международных стандартов ISO 8573 по загрязнениям сжатого воздуха и методам их контроля, а также национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р ИСО 8573 и межгосударственного стандарта ГОСТ ИСО 8573.
Концепция ООО «ЭНСИ» в решении задач воздухоснабжения заключается в комплексном подходе к разработке оптимальных энергосберегающих технических решений по производству, подготовке и транспортировке сжатого воздуха, основанном на энергоаудите пневмосистемы предприятия.
Энергоаудит помимо сбора исходных данных по существующей пневмосистеме может включать в себя: газодинамические испытания компрессоров, термогидравлические расчёты пневмосети при различных режимах пневмопотребления, измерение параметров сжатого воздуха (в т.ч. расхода) у основных потребителей. На основе анализа собранной информации и технико-экономического обоснования разрабатываются оптимальные технические решения, как по модернизации существующего, так и по выбору нового оборудования, а также по вопросам необходимости децентрализации производств и реконструкции участков пневмосети. Квалификация специалистов «ЭНСИ» и имеющаяся на предприятии приборно-техническая база, дают возможность проводить полный комплекс работ по энергоаудиту, с выполнением всех необходимых измерений и расчётов.
У истоков создания собственного оборудования воздухоподготовки стоял коллектив сотрудников МВТУ им.Баумана и института ВНИПИПромтехнологии (бывшего министерства среднего машиностроения СССР). В основу разработки были положены следующие принципы:
энергосбережеие;
низкие капитальные и эксплуатационные затраты;
отсутствие специальных охлаждающих (хладоны) и поглощающих (адсорбенты, абсорбенты) веществ;
простота, надёжность в эксплуатации (отсутствие необходимости высококвалифицированного обслуживающего персонала);
ремонтопригодность в условиях эксплуатации (силами собственных ремонтных служб предприятия);
Всё это в полной мере было реализовано в конструкции осушителя сжатого воздуха типа ОСВ, использующего холод окружающей среды и работающего как первая (основная) ступень в системах подготовки сжатого воздуха. ОСВ удаляют не менее 80% от общего количества влаги, которая может выделяться в пневмосетях при отсутствии осушки. На сегодня имеется параметрический ряд таких осушителей производительностью от 1 до 250 м3/мин по осушаемому воздуху. Оборудование не регистрируются в органах Ростехнадзора и имеет необходимую разрешительную документацию. С момента проведения первых промышленных испытаний (1986г.) и по настоящее время данные осушители, в составе систем подготовки сжатого воздуха, внедрены и работают на сотнях предприятий различных отраслей промышленности. Конструкция осушителей постоянно модернизируется и совершенствуется на основе промышленных испытаний по определению эффективности работы оборудования и оценке качества сжатого воздуха. Промышленные испытания проводятся испытательной лабораторией ООО «ЭНСИ».
Система подготовки сжатого воздуха С-ОСВ строится с учетом требований различных категорий и групп пневмопотребителей предприятия. Система состоит из 3 - х ступеней подготовки сжатого воздуха.
Первая ступень подготовки включает бесфреоновые осушители типа ОСВ-250 ТУ 4151-001-11724072-2011 (ОСТ 95 10518 - 95), устанавливаемые на открытых площадках около компрессорных станций или у пневмопотребителей. Экономичный, эффективный, надежный и простой в эксплуатации осушитель сжатого воздуха ОСВ использует в своей работе возобновляемый природный ресурс – холод окружающей среды, при этом защищён от перемораживания своим конструктивным исполнением. Первая ступень служит для уменьшения на 80% паросодержания и снижения температуры точки росы сжатого воздуха до температуры окружающей среды.
Вторая ступень подготовки включает дополнительные технические средства (ДТС), которые устанавливаются на наружных и внутрицеховых пневмомагистралях. сжатого воздуха. Вторая ступень обеспечивает сепарацию и удаление остаточного конденсата и механических примесей из пневмомагистралей.
В состав дополнительных технических средств могут входить:
- магистральные влагоотделители типа МВО (ОСТ 95 10519 - 95) и центробежные сепараторы сжатого воздуха типа ЦКСВ;
- автоматические узлы слива типа АУС (ОСТ 95 10520 - 95) ;
- автоматические конденсатоотводчики типа АКО;
- фильтры предварительной, основной и тонкой очистки.
Третья ступень подготовки предусматривает установки с использованием поглощающих веществ и озонобезопасных хладонов. Эти установки применяются для пневмопотребителей с требованиями к паросодержанию сжатого воздуха не более 0,09 г/ куб.м и служат для понижения паросодержания воздуха до 0,09 г/ куб.м и ниже. Установки третьей ступени, работающие в составе предлагаемой системы, можно отключать на срок 5-6 месяцев в году в зимнее и переходное время.
В технических и проектных решениях «ЭНСИ», там, где требуется более глубокая осушка, наряду с собственными разработками, дополнительно используются фреоновые осушители или осушители адсорбционного типа, как конечная ступень системы осушки сжатого воздуха. Это позволяет дополнительно сократить энергозатраты на конечной ступени системы осушки. По техническим решениям специалистов «ЭНСИ» запроектированы и внедрены системы осушки сжатого воздуха типа С-ОСВ по комбинированной схеме, включающей в себя осушители ОСВ, более чем на 300 предприятиях России и странах СНГ .
Ещё одним направлением в вопросе энергосбережения, является модернизация отечественных адсорбционных осушителей типа БОВ и УОВ, которые в большом количестве эксплуатируются на различных предприятиях. Совместная работа специалистов «ЭНСИ» с сотрудниками МГТУ им.Баумана, РХТУ им. Менделеева Д.И. и ИФХЭ РАН им. Фрумкина А.Н. позволила провести модернизацию таких установок на Саянском и Братском алюминиевых заводах. В настоящее время, совместно с заводом-изготовителем отечественных адсорбционных осушителей (ОАО «Курганхиммаш»), по схемному решению, предложенному специалистами ООО «ЭНСИ», выполнена модернизациия осушителей
ОВН-100, эксплуатируемых в электрометаллургическом цехе на ОАО «НЛМК».
Среднестатистический эффект от реализации технических решений по энергосбережению, на примере условной пневмосети, с суммарной производительностью двух компрессорных станций 1000-1100 нм3/мин (на базе турбокомпрессоров К-250 и К-500), с централизованной адсорбционной осушкой сжатого воздуха и разветвлённой наружной пневмосетью, приводится ниже:
· Экономия электроэнергии потребляемой компрессорами, за счёт замены существующих компрессоров К-250 и К-500 на современные турбокомпрессоры – 25% (срок окупаемости капитальных затрат – 3…3,5 года).
· Экономия электроэнергии потребляемой адсорбционными осушителями, за счёт внедрения предварительной осушки сжатого воздуха осушителями типа ОСВ – 50% (срок окупаемости капитальных затрат – 2…2,5 года).
· Экономия электроэнергии потребляемой компрессорами, за счёт оптимизации пневмосетей предприятий и снижении потерь давления сжатого воздуха при его транспортировки к потребителю – 5...10% (срок окупаемости капитальных затрат – 2…4 года).
Рис.1. Вторая очередь системы осушки сжатого воздуха С-ОСВ
на ОАО "МЗ "Электросталь
Примечание: при отсутствии централизованной осушки сжатого воздуха, срок окупаемости капитальных затрат от внедрения системы осушки сжатого воздуха составляет около 1..1,5 лет, за счёт снижения потерь сжатого воздуха от продувок конденсата из пневмосети на 15…20%.
При принятии решения по реконструкции отдельных участков пневмосети и децентрализации удалённых потребителей (или потребителей с более высоким давлением), рассматриваемый срок окупаемости капитальных затрат принимается равным 2…2,5 года.