Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Основы энергосбережения

Подождите немного. Документ загружается.

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

458

способам утилизации сбросной теплоты. Экономии электроэнергии можно

достичь за счет широкого внедрения совмещенных технологических про-

цессов, использования малоотходных технологий, применения пигмент-

ных красителей, а также новых способов термической печати, внедрения

инфракрасных нагревателей, регулирования влажности и утилизации теп-

лоты отработанного воздуха в процессах сушки.

Энергосбережение в пищевой промышленности

В табл. 14.16 – 14.19 приведены нормы расхода электроэнергии в

пищевой промышленности и основные направления снижения расхода

энергоносителей на предприятиях пищевой промышленности.

Таблица 14.16

Удельный расход электроэнергии на производство в пищевой

промышленности

Удельный расход, кВт · ч/ед. прод.

Вид продукции

По различным источникам информации

Мука, т

Крупа, т

Кормосмесь, т

51 – 88

30 – 32

13,1

50 – 60

30 – 40

–

50 – 70

25 – 30

–

Сушка зерна, т 10 – 13 – –

Сахарный песок, 1 т переработанной

свеклы

Сахар-рафинад, 1 т переработанной

свеклы

24 – 30

60 – 80

25 – 30

60 – 80

25 – 30

35 – 70

Мясо и субпродукты, т 55 – 60 55 – 60 50

Колбасные изделия, т 74 – 90 75 – 90 65 – 80

Консервы мясные, 1000 усл. банок 20 – 25 23 – 26 50

Растительное масло, т 132 – 184 130 – 180 175

Мыло, т – – 8 – 10

Рыбные консервы, 1000 усл. банок 23 – 69 25 – 70 –

Консервы плодоовощные, 1000 усл.

банок

– 23 –

Хлебобулочные изделия, т – – 20 – 40

Макароны, т – – 70 – 80

Пиво, тыс. дкл – 540 – 800 –

Водка и водочные изделия, тыс. дкл – 160 – 175 –

Спирт высокой очистки, дкл – 3 – 4 –

Шампанское, тыс. дкл – 80 – 200 –

Папиросы и сигареты, млн шт. – 200 – 260 –

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

459

Таблица 14.17

Удельные нормы расхода холода, пара, воды и электроэнергии на выпуск

молочной продукции

Норма расхода (на 1 т готовой продукции)

пара, т/ч

Вид продукции

холода,

тыс. стан-

дартных

ккал

на техно-

логиче-

ские нуж-

ды

на венти-

ляцию

воды,

электро-

энергии,

кВт·ч

1 2 3 4 5 6

Творог:

полужирный (раздельный

способ)

18 %-ной жирности

(раздельный способ)

зерненный

342

311

1,4

1,65

1,9

2,5

–

2,0

930

808

907

Молоко:

обезжиренное 22 0,1 0,1 4 84

пастеризованное:

в бумажных пакетах 41 0,2 0,21 7 84

в стеклянных бутылках 0,5 л 44 0,2 0,14 10 87

во флягах 41 0,2 0,15 8 74

стерилизованное:

в стеклянных бутылках 12 0,7 – 9 52

в бумажных пакетах 12 0,35 – 6 38

топленое:

в стеклянных бутылках 70 0,6 0,5 10 131

Простокваша в стеклянных

бутылках, л:

0,2 107 0,4 0,35 15 226

0,5 107 0,4 0,35 12 186

Кефир:

жирный:

в стеклянных бутылках 69 0,3 0,35 11 125

в бумажных пакетах 87 0,2 0,25 9 119

обезжиренный:

в стеклянных бутылках – 0,45 – 11 167

в бумажных пакетах – – – – 160

Ряженка:

в стеклянных бутылках 0,5 л 110 0,8 0,5 19 193

в банках по 0,2 л 110 0,8 – 22 211

Сливки 10-, 20- и 30 %-ные 76 0,5 0,5 29 142

Сметана: 30- и 36 %-ной

жирности:

в стеклянных бутылках 113 1,0 0,73 27 237

во флягах 13 0,9 0,5 23 184

Сырки:

творожные 265 1,7 2,3 33 696

глазированные 255 2,4 – 48 616

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

460

Окончание табл. 14.17

1 2 3 4 5 6

Сыр:

костромской или голландский 750 2,5 3,3 79 1488

российский 590 2,3 3,2 70 1023

Масло сливочное, выработан-

ное:

поточным способом 326 2,6 0,5 53 667

методом сбивания 286 1,7 – 57 734

Молоко сгущенное:

с сахаром

сте

илизованное

1,6

0,5

175

280

Молоко сухое:

цельное

обезжиренное

заменитель цельного молока

112

144

168

4,7

6,4

5,5

0,65

9,2

6,2

707

856

1333

Таблица 14.18

Эффективность различных энергосберегающих мероприятий

на мясокомбинатах

Предлагаемое решение

Оценка эффективно-

сти

Перегрев воды для мойки полов и оборудования на 1 °С при

рекомендованном значении 62 – 65 °С увеличивает расход

тепла

на 1,5…2 %

Увеличение на 1 % коэффициента загрузки оборудования по

производительности уменьшает расход тепла:

на варку окороков

парку свиней

вытопку жира

на 0,83 %

на 0,31 %

на 0,15 %

Увеличение на 1 % коэффициента загрузки оборудования по

времени уменьшает расход тепла:

на варку окороков

варку колбасных изделий

вытопку жира

на 0,36 %

на 0,38 %

на 0,02 %

Увеличение на 1 % загрузки производственных мощностей

цехов уменьшает коэффициент прямых затрат тепла на вы-

работку:

мяса свинины

мяса говядины

мяса птицы

колбасных изделий

сухих животных кормов

пищевых жиров

на 0,12…0, 15 %

на 0,11…0,13 %

на 0,1…0,14 %

на 0,32…0,38 %

на 0,15…0,18 %

на 0,1 %

Снижение температуры конденсата на 10 °С позволяет

уменьшить расход пара на аппарат (рекомендуется темпера-

туру конденсата держать ниже температуры насыщенного

пара не менее чем на 5 °С)

на 2…2,5 %

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

461

Окончание табл. 14.18

Предлагаемое решение

Оценка эффективно-

сти

Охлаждение регенерируемого воздуха в сушильных аппара-

тах до 40 – 45 °С позволяет снизить удельный расход тепла

на сушку

на 15…20 %

Интенсификация теплообмена оребрением калориферов в

установках сушки с принудительной циркуляцией позволяет

экономить тепло

до 10 %

Герметизация сушильных установок (в том числе дверей)

позволяет экономить

до 6 – 8 %

Рациональное использование соковых паров путем их ин-

жекции (многоступенчатые установки) позволяет снизить

удельный расход тепла на выпарку

в 2,5 – 3 раза

Повышение температуры воды на ГС обусловливает пере-

расход тепла с открытой поверхности (рекомендуемая тем-

пература не выше 65 – 68 °С)

на 4 – 5 %

Рациональная компоновка термических камер и агрегатов

(зазор до стены и пола более 0,5 м, дополнительная тепло-

изоляция) позволяет снизить затраты тепла

на 8 – 10 %

Тепловая изоляция металлических пароварочных камер по-

зволяет экономить тепло

до 20 %

Закрытие крышками варочных котлов во время работы по-

зволяет уменьшить потери тепла с открытой поверхности

в 5 – 6 раз

При открытой крышке варочной камеры теряется с поверх-

ности жидкости при ее температуре, °С:

2800 ккал/(м

·ч)

5300 ккал/(м

·ч)

Отсутствие теплоизоляции на арматуре и фасонных частях

теплопроводов увеличивает потери в них

на 10 – 30 %

Замена паровой системы отопления на водяную уменьшает

расход тепла на отопление

на 12 – 16 %

Наличие слоя пыли толщиной 5мм на нагревательных при-

борах увеличивает расход тепла

на 5 %

Отсутствие утепления окон и дверей увеличивает расход те-

пла на отопление

до 60 %

Таблица 14.19

Рекомендуемые энергосберегающие мероприятия для предприятий

пищевой промышленности

Энергосберегающее мероприятие

Возможная экономия

энергоносителей

Хлебопекарная промышленность

Внедрение хлебопекарных печей типа РЗ-ХПУ и РЗ-ХПА-

25 с рециркуляцией топочных газов (вместо печей ПХС-

25М)

топливо – 15 %

Внедрение хлебопекарных тупиковых печей Г4-ХПЛ-25,

оснащенных собственным парогенератором и теплоутили-

затором

топливо – 20 %

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

462

Окончание табл. 14.19

Энергосберегающее мероприятие

Возможная экономия

энергоносителей

Пивобезалкогольное производство

Внедрение сушилок непрерывного действия типа ЛСХА (вме-

сто сушилок периодического действия)

теплоэнергия –

10…15 %

Внедрение бутылкомоечных машин типа АММ-12 (вместо

машин АМЕ-3М)

теплоэнергия –

в 1,5…2 раза

Интенсификация процесса приготовления пивного сусла (ки-

пячение под давлением)

топливо – 14

т. у.т./млн дкл

Масложировая промышленность

Внедрение новых сушилок для сушки семян – газовых рецир-

куляционных, шахматных, с направляющим кипящим слоем

топливо – 15 – 20 %

Внедрение линий прямой экстракции масла 2500 т у.т./год

Внедрение линий дезодорации на высокопроизводительных

установках с тарельчатыми дезодораторами 100 – 150 т/сут.

800 т у.т./год

Спиртовая отрасль

Внедрение непрерывной тепловой обработки крахмалистого

сырья

190 т у.т./год

Внедрение закрытого обогрева колонн брагоректификацион-

ных установок (БРУ)

150 т у.т./год

Внедрение БРУ, работающих под вакуумом 1550 т у.т./год

Внедрение технологии сбраживания высококонцентрирован-

ного сусла

260 т у.т./год

14.3. Энергосбережение на предприятии

Потенциальные возможности энергосбережения на предприятиях

сходны, несмотря на различия в конструкциях промышленных установок и

способах их эксплуатации. Работы по энергосбережению следует вести в

следующих направлениях:

1. Регулярные энергетические обследования предприятий (энерго-

аудит);

2. Организация учета потребления энергоресурсов.

3. Повышение уровня эксплуатации и технического обслуживания

оборудования (организационные

работы).

4. Модернизация оборудования и технологических процессов (мало-

затратные работы).

5. Замена существующего оборудования на новое, менее энергоем-

кое, и внедрение новых технологий.

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

463

Последовательность, в которой расположены эти виды работ, соот-

ветствует существующим законодательным требованиям и определяется

возрастанием требуемых объемов инвестиций и сроков реализации этих

мероприятий.

Прежде всего необходимо оценить потенциал энергосбережения. С

этой целью проводится энергетическое обследование предприятия в соот-

ветствии с требованиями Федерального закона «Об энергосбережении». На

основании этого обследования и определяются

стратегические направле-

ния экономии энергии.

Опыт показал, что правильная организация учета энергопотребления

позволяет экономить 5 – 10 % энергоресурсов без дополнительных меро-

приятий в основном только за счет организации автоматизированной сис-

темы контроля и учета расхода энергии (мощности) – АСКУЭ.

При составлении программы реализации мероприятий по энергосбе-

режению следует учитывать следующее.

Во-первых, целесообразно реализовать

мероприятия организацион-

но-технические. Это в основном повышение уровня технического обслу-

живания оборудования. На втором этапе целесообразна проработка финан-

сового обеспечения программы (средства предприятия, банковский кредит,

кредит под будущую экономию энергоресурсов, возможное финансирова-

ние за счет отечественных и международных программ (грантов) и т.д.).

На этом же этапе следует организовать контроль

результативности выпол-

нения программы. Например, за исходное состояние принимается текущее

энергопотребление предприятия до начала выполнения программы энерго-

сбережения. Затем, исходя из анализа существующих возможностей, уста-

навливают контрольные цифры по сокращению энергопотребления на ко-

нец каждого из этапов выполнения программы энергосбережения. Важным

аспектом реализации программы является проблема мотивации персонала

предприятий на

ее выполнение. Информацию о программе энергосбереже-

ния необходимо в доступной форме довести до всех участвующих в ней

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

464

исполнителей, которые должны знать, что получат реальное вознагражде-

ние при реализации ее этапов.

При разработке мероприятий по энергосбережению на предприятии

следует помнить, что имеются два основных направления экономии: со-

вершенствование энергоснабжения и совершенствование энергоиспользо-

вания.

Экономия ТЭР путем совершенствования энергоснабжения

Основными из мероприятий являются:

1. Правильный выбор энергоносителей. Для каждого процесса

необ-

ходим такой энергоноситель, который обеспечивает наибольший энергети-

ческий и экономический эффект. Например, для печей и нагревательных

установок должны сравниваться прямое использование топлива и электро-

нагрев; для кузнечно-прессового оборудования – электроэнергия, сжатый

воздух и пар (если он имеется на предприятии). Вид энергоносителя выби-

рают, сопоставляя варианты и комплексно анализируя следующие

факто-

ры:

− требования со стороны технологии (изменение качества выпус-

каемой продукции, расход сырья и пр.);

− экономические различия в конструкции и условиях эксплуатации

оборудования;

− затраты на сравниваемые энергоносители;

− наличие необходимого оборудования;

− необходимый период времени для осуществления замены обору-

дования;

− экономический эффект от использования ВЭР, затраты на

эколо-

гические мероприятия.

Затраты по рассматриваемым вариантам определяются по выраже-

нию

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

465

З = Е · К

+ И

+ Э

уд

· П · З

уд.з

. – ΣΔЗ

где Е – срок окупаемости; К

– капитальные затраты на данную технологиче-

скую установку без учета затрат на установки ВЭР; И

– эксплуатационные

издержки без энергетической составляющей; Э

уд

– удельный расход энерго-

ресурсов; П – годовой выпуск продукции; З

уд.з

– приведенные удельные за-

траты (тарифы) на энергоносители; ΣΔЗ

– эффект от использования ВЭР.

Для предприятий допускается оценка сравниваемых вариантов по

действующим тарифам на энергию, если затраты на мероприятия покры-

ваются из фонда предприятия.

2. Уменьшение числа преобразований энергии. Так как каждое пре-

образование энергии связано с потерями, то чем меньше последовательных

преобразований претерпевает энергия, тем выше общий КПД. Экономиче-

ски

, например, целесообразна замена сжатого воздуха электроэнергией

всюду, где это возможно по технологическим условиям.

3. Разработка рациональных схем энергоснабжения. Схема энерго-

снабжения завода – сложный комплекс, в котором взаимозависимы и часто

взаимозаменяемы отдельные энергоносители. Разработка комплексной

схемы энергоснабжения, увязанной с технологией и учитывающей техно-

логически необходимые параметры всех энергоносителей, вскроет резервы

экономии и

покажет очередность их реализации. Основные пути решения

проблем газосбережения представлены в [73].

4. Автоматизация энергоснабжающих установок. Сюда относятся та-

кие мероприятия, как автоматизация отопительных агрегатов, бойлерных

установок, подстанций и внедрение телеуправления и автоматического ре-

гулирования параметров энергии различных двигателей и агрегатов.

5. Повышение качества энергоресурсов. Любое изменение парамет-

ров энергоресурсов (давления, температуры,

влажности, сернистости,

зольности, качества электроэнергии и т.п.) приводит к ухудшению качест-

ва продукции и перерасходу энергоресурсов.

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

466

Экономия ТЭР путем совершенствования энергоиспользования

Данные мероприятия разрабатываются технологами совместно с

энергетиками. Основными из них являются:

1. Организационно-технические мероприятия.

2. Внедрение технологических процессов, оборудования, машин и

механизмов с улучшенными энерготехнологическими характеристиками.

3. Совершенствование действующих технологических процессов,

модернизация и реконструкция оборудования.

4. Повышение степени использования ВЭР.

5. Утилизация низкопотенциального тепла.

Покажем

направления совершенствования энергоиспользования на

примере ряда технологических агрегатов металлургического назначения.

Индукционные печи и установки. Индукционный нагрев и плавка

металлов широко используются в металлургической, машиностроительной

и других отраслях промышленности. Индукционный нагрев токами про-

мышленной частоты (50 и 60 Гц) применяется для сквозного нагрева ме-

таллов при прокатке, ковке и штамповке. Мощности этих установок

дости-

гают 30 МВт. Индукционные установки высокой частоты (от 100 Гц до

1 млн Гц) применяются в термических, прокатных, трубопрокатных произ-

водствах для термообработки деталей, сварки труб, выращивания моно-

кристаллов и т.д. Мощность этих установок достигает 10 МВт. Индукци-

онные печи для плавки металлов по принципу действия делятся на каналь-

ные и тигельные

. Канальные печи применяются для плавки меди, латуни,

цинка, алюминия. Они имеют мощность до 4000 кВ·А и работают на про-

мышленной частоте (50 и 60 Гц). Тигельные печи применяются для плавки

чугуна, алюминиевых и медных сплавов. Они имеют мощность до 20000

кВ·А и работают как на промышленной, так и на повышенной частоте –

500, 1000 и

2400 Гц. В последние годы наметилась тенденция применения

индукционных канальных и тигельных печей для плавки электростали.

Удельные расходы электроэнергии в индукционных установках зависят от

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 14. Отраслевое энергосбережение

467

типа расплавляемого металла и лежат в следующих пределах, кВт·ч/т:

Тигельные для плавки чугуна…………….600 – 800

Канальные для плавки:

меди………………………………….250 – 300

медных сплавов……………………..160 – 220

алюминия и его сплавов……………360 – 500

цинка………………………………….90 – 120

Индукционный нагрев металлов…………300 – 400

Энергетический баланс индукционных печей свидетельствует о том,

что на удельные расходы электроэнергии в них влияют: производитель-

ность; температура загружаемой шихты

; температура кладки печи; вели-

чина зумпфа (жидкого металла, оставляемого в печи после плавки), тепло-

вые и электрические потери.

Электропечи сопротивления. По технологическому назначению

печи сопротивления можно разделить на три группы:

1. Термические печи для различных видов термической и термохи-

мической обработки черных и цветных металлов, стекла, керамики, метал-

локерамики, пластмасс

и других материалов.

2. Плавильные печи для плавки легкоплавких цветных металлов и

химически активных тугоплавких металлов и сплавов.

3. Сушильные печи для сушки лакокрасочных покрытий, литейных

форм, металлокерамических изделий, эмалей и т.п.

По характеру работы печи сопротивления разделяют на печи непре-

рывного и периодического действия. Мощность печей от 5 до 10000

кВт.

Основными путями снижения удельных расходов энергии являются:

снижение тепловых потерь, в том числе и за счет улучшения теплоизоля-

ции; повышение производительности печей; уменьшение потерь на акку-

муляцию тепла и предварительный нагрев изделий; оптимизация и автома-

тизация электрических и технологических режимов работы печи.

Электросварочные установки. Организационно-технические меро-