Пути совершенствования организации энергетического хозяйства

 

Анализ этих данных показал, что целесообразно разделить  систему оборотной воды на две  подсистемы. Таблица 2.3. Основные показатели использования энергоресурсов ОАО «Белшина»

 

№ п/п	Показатели	Величина показателя
		2004	2005	Темп роста %
1.	Энергоемкость продукции, млн. руб./млн. руб.	0,067	0,064	95,5
2.	Энергоотдача, млн. руб./млн. руб	14,84	15,63	105,3
3.	Удельный вес энергозатрат в себестоимости  продукции, млн.руб./млн.руб.	0,072	0,07	97,2
4.	Энерговооруженность труда, млн.руб./чел.	1,325	1,5	113,2
5.	Прибыль на 1 руб. энергозатрат, млн.руб./млн.руб.	0,97	1,25	128,9
6.	Электровооруженность труда, тыс. кВт.-ч./чел.	13,25	14,95	112,8
7.	Электроемкость продукции, тыс. кВт.-ч./млн.руб.	0,67	0,64	95,5
8.	Теплоемкость продукции, Гкал./ млн.руб.	1,96	1,76	90
9.	Коэффициент электрификации, тыс. кВт.-ч. / т.у.т.	1,25	1,3	104
10.	Теплоэлектрический коэффициент, Гкал./ тыс. кВт.-ч.	2,9	2,75	94,8
11.	Электротопливный коэффициент, тыс. кВт.-ч. / т.у.т.	106,9	106,7	99,8
12.	Удельная электроемкость продукции, тыс. кВт.-ч. /тыс. шт.	57,41	57,97	101

 

Примечание: источник –  данные предприятия.

В отчетном году энергоемкость  продукции заметно уменьшилось  и соответственно уменьшился удельный вес энергозатрат в себестоимости  продукции. Предприятие стало потреблять меньше теплоэнергии, но больше электроэнергии и топлива.

 

3. Предложения по совершенствованию  работы энергохозяйства предприятия

 

Для оценки эффективного использования энергии, на примере печей РЕКАТ-2-2.3, проведем расчеты за недельный период времени. Это объясняется тем, что необходимо учитывать нерабочие дни (остывание) и последующий нагрев (холостой ход) для выхода печи на рабочий режим.

Замеры  по диаграммам с пульта показали, что  время холостого хода колеблется от 6 до 3 час.

 

 

• Расход энергии  на х.х.:

 

Q= 4,5*108=486кВт.

 

• Рабочее время:

 

t = 5*16=80час.

 

• Производительность  печи:

 

Закалка 200*8 = 16000 кг/нед.

Нитроцементация (цементация) 100*80= 8000 кг/нед.

 

• Средняя производительность при соотношении 

закалка/цементация = 50/50

 

 

• Полезно использованное тепло при температуре нагрева  – 900^оС и теплосодержание i= 141,3 ккал/кг (590,9кдж/кг)

 

U= 12000*590,3= 7083*10^зкдж/нед.= 1967 кВт (7,083Гдж/нед).

 

• Недельный приход энергии

 

Q_å = 147.7*16*5+486=12246кВт.ч

 

• Средний КПД = .
• Без учета энергии эндогаза и природного, а также холостого хода

 

КПД = .

 

• Резерв экономии Δ = 22,7-16,0 = 6,7% или 41024 кВт.ч/год.

 

На 5 печей 41024*5=205120 кВт.ч/год.

 

Анализ  этого резерва показывает, что  использовать его можно при применении высокоэффективных футеровочных материалов. Обзор фирм и заводов, производящих такого класса материалы показал, что  наиболее перспективными являются материалы  представленные в таблице 3.1.

 

Таблица 3.1. Обзор фирм и заводов, производящих высокоэффективные футеровочные материалы

Наименование материала	Маркировка материала	РФ/т Цена	tnr		r,кг/м3
1	2	3	4	5	6
Сухоложский огнеупорный завод Свердловской обл.
Плиты	МКРП-340	20000	1150	0,23	340
Блок	СКР Р-130	21000	1150	0,15	130
Подольский огнеупорный завод
Легковые	ШЛ-0,9	5000	1100	0,25	900
	ШЛ-0,4	15200	1100	0,15	400

 

Важнейшими  характеристиками оценки эффективности  применения футеровочных материалов являются:

Термическое сопротивление 

 

R = (3.1)

 

Объемная  теплоемкость С_v= кдж/м^з.

Произведем  технико-экономические расчеты.

Толщина слоя футеровки печи РЕКАТ-2-2.3 –  350 мм, состоящей из 4-х слоев – из них два внутренних и два из диатомита имеет термическое сопротивление.

 

 (3.2)

 

при такой  конструкции время разгона печи (холостой ход) – 4,5 ч и температура  на наружной поверхности печи – 65^оС.

При применении плит МКРП-340 с толщиной 0,12 м и слое шамота 0,13 м будем иметь следующие характеристики:

 

R = 0.797 м²/Вт*К

Сv= 54,4 кдж/мзк

Tn = 50^оС.

 

Время выхода печи на рабочий режим подсчитываем по зависимости

 

q = t (B_i. F_o)

Q= (3.3)

 

где: t_n, t_н и t_о – соответственно температура внутренней поверхности

tn=950 ^оС, tн температура наружной поверхности

tн = 50^оС.

 

 (3.4)

 

Критерию  Фурье

 

 (3.5)

 

где: а - эквивалентный коэффициент температуропроводности, м²/ч

а≈ 2,4*10^-6м²/ч

По графикам Q= КС (В₁,F_o) с учетом времени оттаивания находим время t _х.х. = 2,0 ч.

Годовой фонд экономии энергии при 50 неделях  в год составит

 

t _х.х.=2*50=100 ч=10800кВтч

Стоимость энергии (115 руб.= кВтч на 01.01.2005 г.)

С=100*108*115=124200 руб. РБ.

Стоимость огнеупоров – 35200 руб РБ или 6800 РФ = 300 тыс. РБ.

Расход огнеупоров на печь при F_å≈ 10 м² составит 5,0 м³.

 

Помимо  сокращения t _х.х, тура снижается и температура наружной поверхности

Расчет:

Было  – 65^оС, стало 50^оС - Δt=15^оС. Соответственно сократятся потери в окружающую среду.

 

при q=4,11 кВт/м²

q= 3,4 кВт/м².

 

В год  потери составляют

 

t₀₅ = Q =4,11*16*251=16505 кВтч/м²

t₅₀ = Q = 3,4*16*251=13654 кВтч/м².

ΔЭ=16505-13654 = 2850 кВтч/м².

 

На пять печей с F= 10 м² каждая

 

Э = 2850 * 5 * 10 = 142,5 тыс. кВт.ч

Э = 10,800 * 5 + 142,5 = 196,5 тыс. кВт.ч или 2,26 млн.руб.

 

Суммарная экономия

 

Э_å = 10800+2850=13650 кВтч или 156,98 тыс.руб.

 

Срок  окупаемости 

 

t = = 0,33 года

 

При установке  такого класса огнеупоров за счет сокращения толщины футеровочного слоя можно  увеличить рабочий объем печи и соответственно производительность агрегата.

Суммарная экономия по 5 печам составила

 

Э=13650*5=68,250 тыс.кВтч/год.

 

За счет утилизации физического тепла уходящих газов при Q =7232 клдж/м^з и часовом расходе 15 м³/ч эндогаза и 1 м^з природного газа – Q = 35000 кдж/м^з можно получить следующую экономию

 

Э=0,8 (7232*15+34,500)= 56528 кдж/ч

 

0,8 –  коэффициент потерь пяти печей.

 

Э = 56528*5=282640 кдж/ч.

В год  Э₂=282,64*10³*6,41*10³=1809*10⁶ кдж/год = 1809 кдж/год = 432 Гкал/год.

 

Исходя  из расчетов можно внести следующие  предложения:

1. Провести постепенную модернизацию печей РЕКАТ-2-2.3 на огнеупоры класса МКРП-340.
2. Разработать установки по утилизации физического тепла уходящих газов с целью подогрева приточного воздуха на отопление ≈ 1500 млн. м^з/год или для нагрева воды ≈ 6 тыс. м^з/год до 40^оС.

При создании собственных децентрализованных систем у МЗКТ появляется возможность  использовать этот источник энергии, например, для целей отопления.

Рассмотрим этот вопрос.

При политропном сжатии конечная температура  воздуха в компрессоре составит:

 

= 288*(6) = 434К=(146^оС). (3.6)

 

m≈1.2 – показатель политропа

Т1 = 273+15= 288К

Р2/Р1 = 6.

При установке воздушных винтовых компрессоров типа 6ВВ-20/9м/,эту энергию  можно использовать для целей  отопления или нагрева воды.

Эта энергия согласно паспортным характеристикам  на один компрессор равна 98кВт или 510Гкал/год.

При потреблении на УП «МЗКТ» – 105м^з/мин и получаемой энергии за счет охлаждения компрессора типа 66В-20

 

20/96 = 0,28 м^з/кВт

 

установленной мощности в компрессорах, суммарная энергия охлаждения с  учетом потерь η ≈ 0,8

 

Эå= 0,8*510*6=2448Гкал/год или 0,4Гкал/час (428ту.т.)

 

Если на нужды отопления и  вентиляции расходуется 30,8 тыс. Гкал (2003-2004 гг.) то в % отношении утилизируемое  тепло воздушного охлаждения составит

Эу.т = *100 ≈ 7,95%.

 

Информационный поиск более  эффективных котельных установок  для выработки тепловой энергии  и воздушных компрессоров для  выработки сжатого воздуха позволил принять для последующего рассмотрения в качестве альтернативного оборудования:

• Котельные установки фирмы МСN-IVAR (Италия) и фирмы «LOOS» (Германия), ГСКБ г. Брест;
• винтовые компрессоры сжатого воздуха фирм «Пензакомпрессормаш» (Россия), Atlas Copco (Бельгия) KAESER (Германия) и Inger Soll-Rand (США).

Технические характеристики воздушных винтовых компрессоров приведены в таблице 3.2.

 

Таблица 3.2. Технические характеристики воздушных винтовых компрессоров

№ п/п	Показатели	Ед. изм.	Наименование фирм
			Россия Пенза	Бельгия Atlas Copco	Германия KAESER	США Inger Soll-Rand
1.	Модель	-	6ВВ 9/9 ВВ 40/9	GA55 GA250	GC-121 GA-240	ML55 ML250
2.	Давление	атм	9	7,5	7,5	7,5
3.	Производительность	мз/мин	9/9/40	10/43,5	12,2/46,1	9/41,1
4.	Приводная мощность	кВт	90/315	55/250	75/260	55/250
5.	Габариты	м	2,5х1,39х1,72 4х1,85х2,4	2,0х0,98х2,0 3,2х2,15х2,48	1,95х1,22х1,45 3,24х1,94х1,97	2,21х1,33х1,36 3,02х1,74х2,0
6.	Вес	кг	2500/5500	1260/4330	1520/5900	1450/3556
7.	Стоимость	тыс.$	33,3/52,5	25,16/80,2	39,67	370,45/105,205
8.	Удельная стоимость 1 мз/мин	тыс.$ 1 мз/мин	1,16/0,66	2,52/1,89	3,25	4,17/2,56