ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

УДК 621.311:658.26

ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Шаисламов Алишер Шабдурахманович, доцент кафедры

«Энергосбережение и энергоаудит» Ташкентского государственного

технического университета,

Республика Узбекистан, г. Ташкент

Махмудов Дилшоджон Аминжан уғли,

студент гр. 162-19 ЭСБ и ЭА Ташкентского государственного

технического университета,

Республика Узбекистан, г. Ташкент

В данной статье приведены результаты энергетического обследования котельных №1 и 2 ООО «Мубарекский ГПЗ». Указаны типы и параметры основного и вспомогательного оборудования котельных, приведены результаты теплотехнических и термографических обследований котлов и их техникоэкономические показатели. Оценен потенциал энергосбережения в котельной и разработаны энергосберегающие меры. Выявлен огромный потенциал вторичного энергоресурса в виде давления пара в РОУ для утилизации которого предложено установить противодавленческую паровую турбину, для выработки дополнительной электроэнергии для покрытия собственных нужд.

Ключевые слова: энергосбережение, энергетическое обследование, энергосберегающая мера, тепловая энергия, электроэнергия, вторичный энергоресурс, противодавленческая турбина.

Топливно-энергетический потенциал Узбекистана играет важную роль в преобразовании экономики, имеет значительную экспортную ориентацию, обеспечивает энергетическую независимость страны, устойчивый темп прироста

ВВП.

Имея относительно высокий по сравнению с развитыми странами уровень энергоемкости экономики, Узбекистан имеет и большие резервы для радикального снижения энергопотребления и экономии энергоресурсов, а соответственно сокращения эмиссии парниковых газов [1].

С принятием Закона Республики Узбекистан «О рациональном использовании энергии» практически началось формирование нормативноправовой базы политики энергосбережения, которая постоянно дополняется.

Этот Закон направлен на реализацию создания экономических, организационных и правовых основ стимулирования энергосбережения, регулирует отношения по энергосбережению, реализует принцип энергетической эффективности предприятий Узбекистана. В 13 пункте Закона отмечены условия, при которых необходимо проведение энергетического обследования (энергоаудита) предприятий [2].

В республике за последнее время изданы ряд законодательных актов, направленных на повышение энергоэффективности экономики, одним из последних ПП РУз №4779 от 10.07.2020 «О дополнительных мерах по сокращению зависимости отраслей экономики от топливно-энергетической продукции путем повышения энергоэффективности экономики и задействования имеющихся ресурсов» [3].

В данной статье представлены основные результаты энергетического обследования [4] теплопотребляющего технологического оборудования ООО «ГПЗ г. Мубарек».

Основное направление деятельности ООО «Мубарекский ГПЗ» это очистка природного газа от кислых компонентов (сероводорода и углекислоты) с последующей осушкой, производства серы и стабилизации газового конденсата с получением сжиженных газов (пропан - бутановой фракции).

На МГПЗ применяется абсорбционный метод очистки природного газа аминовыми абсорбентами (поглотителями). Проектная мощность завода по переработке сырьевого природного газа составляет 30,7 млрд. м3 в год.

В технологических процессах предприятия используются следующие виды энергии и энергоресурсов: природный газ, тепловая и электрическая энергия.

Ежегодное количество потребляемых видов энергии и энергоресурсов по заводу и их долевое участие практически не меняется, оставаясь на уровне: электроэнергия - 3,5 %, тепловая энергия (пар) - 39 % и топливо - 57 %.

Так как основные потребляемые энергоресурсы — это тепловая энергия (пар) и топливо, то отсюда можно сделать вывод, что и основной потенциал энергосбережения МГПЗ кроется в топливном газе и тепловой энергии.

Для получения объективной информации о значениях энергоэффективности работы котельных нами были проведены энергетические обследования котельной № 1 и № 2.

На котельной № 1 установлены шесть котлоагрегатов типа ГМ-50/14 с единичной паропроизводительностью 50 тонн в час. Котлы вырабатывают насыщенный пар с расчетным давлением 1,38 МПа и температурой пара 194 градуса. После редуцирования в РОУ давление пара снижается до 0,6 МПа, а температура до 170 градусов, и распределяется по паропроводам технологического пара. Проектная мощность котельной №1 составляет 300 тонн/ час. На котельной №2 установлены пять котлоагрегатов типа БКЗ-75/39. Производительность котла 75 тн/час, расчетное давление на выходе 3,9 МПа, расчетная температура перегретого пара 440 оС. После редуцирования перегретого пара в РОУ давление снижается до 0,6 МПа, температура до 170 градусов. Проектная мощность котельной №2 составляет 375 тонн/ час.

Термографический анализ изоляции действующих котлов показал, что теплоизоляция котлов котельной №2 в удовлетворительном состоянии, а теплоизоляция котлов котельной №1 в очень неудовлетворительном состоянии. Большая часть обмуровки котлов и теплоизоляция газоходов не отвечает требованиям, разрушены или вовсе отсутствует. На рисунке 1 представлены результаты термографического обследования котлов. Температура поверхности котлов типа ГМ-50/14 котельной № 1 в большей части достигает 300 и более градусов.

Из этих фотографий видно, что температура поверхности разных частей котла значительно выше нормативных 40 0С и превышают 300 0С. Это влечет большие тепловые потери. Это свидетельствует о необходимости восстановления тепловой изоляции котлов.

Рис. 1. Результаты термографического обследования котлов.

Для проверки фактического состояния и технико-экономических показателей (ТЭП) [5] были проведены теплотехнические и термографические исследования котлов котельной № 2.

При обследовании котлы работали не в номинальной нагрузке, а эксплуатационном режиме с паропроизводительностью 79-80 тонн/ч. Параметры острого пара составляли рп=2,3-2,4 МПа, tп=400 оС.

ТЭП каждого котла рассчитывалась раздельно, так для котла:

№ 2 - к (бр) =0,83 и bут=172,1 кгут/Гкал;

№ 3 - к (бр) =0,89 и bут=167,7 кгут/Гкал;

№ 5 - к (бр) =0,81 и bут=175,6 кгут/Гкал.

Усредненный к.п.д. котельной и удельный расход топлива составит:

к (бр) = 0,885 и bут=164,3 кгут/Гкал.

Результаты исследования показали, что по котельной № 2 в период обследования имело место перерасход топлива равный:

Bут = Qгод * (bфут - bнут) =10,51*( 164,3 -157,1) =75,67 т.у.т./год

или 63375 м3/год

Было рекомендовано, для обеспечения экономичной работы котлов необходимо проведение режимно-наладочные испытания (РНИ) котлов.

Вырабатываемый на котлах котельной № 2 при давлении 4,0 МПа пар, бесполезно дросселируется до давления 0,6 – 0,7 МПа в редукционно - охладительных устройствах.

Для утилизации бесполезно теряемого давления пара в РОУ можно параллельно РОУ установить энергосберегающую паровую турбину с турбогенератором, вырабатывающую электроэнергию на этом паре. Так как в этом случае РОУ и энергосберегающая турбина могут работать параллельно, когда турбина будет в работе, РОУ находится в резерве. Турбина в данном случае выполняет функцию РОУ, снижая параметры пара и плюс вырабатывается дополнительная электрическая энергия. Параметры пара за турбиной поддерживаются такими же, как если бы до этого работала редукционная установка, т.е. турбина выполняет функцию РОУ. Таким образом, преобразование паровой котельной № 2 в заводскую ТЭЦ установкой противодавленческой турбины с электрогенератором параллельно заводской РОУ во много раз увеличить эффективность использования энергии.

Котлы БКЗ -39/440 котельной № 2 вырабатывают перегретый (острый) пар с параметрами р=3,9 МПа и t= 440 oC, который редуцируется до р= 0,6 - 0,7 МПа и охлаждаются до температуры t = 160 -170 oC. «Мятый пар» после РОУ отправляется теплопотребляющим технологическим установкам завода. В котельной МГПЗ установлена РОУ 40 производительностью 40 т/час, давлением острого пара 1,4 – 4,0 МПа, температурой 225 – 450 оС, давлением охлаждающей воды 1,1 – 0,64 МПа.

Принципиальная схема энергосберегающей турбины, рекомендуемой для внедрения в котельной № 2 вместо (или параллельно) редукционного устройства РОУ представлена на рис.2.

В котельной № 2 из пяти однотипных котлов БКЗ-75/39 один из котлов находится в резерве, три из них с суммарной паропроизводительностью 225 т/ч работают на турбину, а 1 котел работает на РОУ. Расчетные параметры перегретого пара, вырабатываемых котлами равны: ро=3,9 МПа и to=440 oC. В котельной монтируется 1 противодавленческая турбина с противодавлением р2=0,6 МПа с внутренним относительным кпд oi = 0,9.

Рис. 2. Принципиальная схема преобразования котельную № 2 в заводскую

ТЭЦ.

1- котельная № 2; 2 - паровая турбина; 3 - технологические

пароиспользующие установки завода; 4 – пароконденсатный насос; 5 - деаэратор; 6 - питательный насос; 7 - электрогенератор; 8- РОУ-1; 9 - РОУ-2.

Расчет показывает, что при установке паровой турбины в котельной № 2 за год может быть выработана электроэнергия Эгод= Nт*год= 27 МВт* 8000 час = 216000 тыс. кВт-ч, плюс ГПЗ получает пар на выходе противодавленческой турбины требуемого номинала для технологических установок. Таким образом, на ГПЗ более 50 % электрической нагрузки завода будет покрывается собственной электроэнергией, вырабатываемой турбогенератором котельной № 2, что приведет к существенной финансовой экономии за счет разницы стоимостей электрической и тепловой энергии.~

1 2

Питатель-

ная вода

Перегретый пар, ро=3,9 МПа, to=440 oC

Пароконденсат

технологических

установок

Добавочная вода

Пар на

деаэратор

Технологический

пар, р2=0,6 МПа

Литература

1. Аллаев К.Р. Энергетика мира и Узбекистана.Ташкент, Молия-2007г.

2. Закон Республики Узбекистан № ЗРУ-628 «О внесении изменений и дополнений в закон Республики Узбекистан «О рациональном использовании энергии» от 14 июля 2020 г.

3. ПП РУз №4779 «О дополнительных мерах по сокращению зависимости отраслей экономики от топливно-энергетической продукции путем повышения энергоэффективности экономики и задействования имеющихся ресурсов» от 10.07.2020

4. Правила проведения энергетических обследований и экспертиз

потребителей топливно-энергетических ресурсов. Приложение к постановлению Кабинета Министров РУз от « 7 » августа 2006

№ 164.

5. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Под редакцией проф. Данилова О.Л., МЭИ. 2006 г.188 стр.