ВТОРИННИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ (ВЕР) ЗАВДЯКИ
УСТАНОВЦІ КОТЛІВ-УТИЛ13АТОРІВ (КУ)
У виробництві сірчаної кислоти печі для випалу колчедану с джерелами виходу вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР). Необхідно визначити економічну ефективність заходів щодо використання ВЕР печей киплячого шару для випалу колчедану за таких умов:
продуктивність печі - 200 т/добу;
температура киплячого шару - 830 °С;
температура газів на виході з печі - 820 °С;
температура газів на виході з котлів-утилізаторів - 400 °С;
кількість теплоти, що відводиться від киплячого шару -15,7 ГДж/год;
кількість годин роботи печі в році - 8000 год/рік.
Проведені теплотехнічні розрахунки показали, що як теплоути-лізаційна установка, яка використовує теплоту газів печі та теплоту пилу колчедану (що виноситься з відхідними газами), може бути прийнято утилізаційний котел типу КС-200-ВТКУ БелКАЗ, ще виробляє пару технологічних параметрів. При цьому можливе вироблення теплоти у котлі-утилізаторі за рік складає 245000 ГДж.
Замінюваним джерелом теплопостачання є котельна підприємства, що працює на природному газі при середньому к.к.д. роботи котлів ηзам = 0,89.
Рішення
1.1. Установка утилізаційного котла КС-200-ВТКУ БелКАЗ за піччю випалу колчедану дозволяє значно скоротити вироблення пари технологічних параметрів у котельній і тим самим знизити витрати природного газу на енергетичні потреби підприємства.
1.2. Розрахунки виконуються у порівняльних цінах 1 кв. 1992 р. При виконанні економічних розрахунків не враховується фактор часу, оскільки монтаж та введення в експлуатацію КУ за піччю випалу колчедану здійснюється протягом 1,2 року.
2. При виробленні теплоти в КУ 245000 ГДж/рік та її повному використанні на технологічні та виробничо-опалювальні потреби підприємства річна економія палива становитиме:
ΔВTt = (0,0342)QT / hзам = 0,0342 • 245000 /0,89 = 9400 т у.т./рік.
3. Збільшення прибутку, що залишається у розпорядженні підприємства, за рахунок скорочення споживання природного газу у котельній при установці КУ за піччю випалу обчислюється за фомулою
ΔΠet = ЦTt ΔΒTt = 2000 • 9400 = 18800 тис. крб./рік,
де ЦTt = 2000 крб./т у.т. - середня ціна природного газу в 1 кв. 1992 р.
4. Оскільки установка КУ не впливає на зміну експлуатаційних технологічних параметрів печі для випалу колчедану, значення Δ°Сt = 0, оскільки експлуатаційні витрати на підприємстві (окрім витрат на обслуговування утилізаційного обладнання) не змінюються.
5. Екологічні результати на підприємстві, що зумовлені установкою КУ та безпосередньо впливають на прибуток, полягають у зниженні:
1) теплового впливу на атмосферне повітря відхідних газів печі для випалу колчедану в результаті зниження їх температурного потенціалу з 820 до 400 °С;
2) викидів оксиду азоту в атмосферу в результаті заміщення вироблення пари у котельних агрегатах, що працюють на природному газі, виробленням пари аналогічних параметрів у КУ;
3) викидів пилу з відхідними газами під час випалу сірчаного колчедану в результаті його часткового осідання на поверхні нагріву КУ.
5.1. Оскільки методикою*) не передбачаються виплати підприємств за теплове забруднення навколишнього природного середовища, то в цьому розрахунку припускається, що проведення заходів, пов'язаних зі зниженням теплового впливу на середовище, не впливає на збільшення прибутку підприємства.
5.2. Під час роботи котельної заводу на природному газі викиди оксидів азоту в атмосферу складають mNOx = 1,40 кг/т у.т. Зниження викидів оксиду азоту за рік в результаті установки КУ обчислюється за формулою
ΔМtNOx = mNox • ΔΒTt 10−3 =1,40 • 9400 •10−3 = 13,16 т/рік.
*) Методика визначення тимчасових нормативів плати та платежів за забруднення навколишнього природного середовища України. Київ, 1992.
5.3. В подальшому розрахунок виконується за формулами (3) - (6) на підставі вихідних показників нормативів плати методики *) .
5.3.1. Оскільки викиди оксидів азоту (як і пилу сірчаного колчедану) в атмосферне повітря перевищують ліміти, встановлені для підприємства регіональними органами Мінприроди, скорочення платежів підприємства при зниженні викидів оксидів азоту обчислюється за фомулою
ΔΠtNOx = KПNox • НtNox • ΔМtNox • KT(a) = 4 • 495 • 13,16 • 0,75 = 19,54 тиc.кp6./piк,
де KПNOx - коефіцієнт кратності плати за понадлімітний викид в атмосферу оксидів азоту, який встановлюється місцевими територіальними органами управління у розмірі від 1 до 5,
береться в розрахунку KПNox = 4;
НtNox - норматив плати за викиди в атмосферу 1 тонни оксидів азоту в межах встановленого ліміту, НtNox = 495 крб./т;
ΔМtNox - скорочення маси понадлімітного річного викиду з атмосферу оксидів азоту за рахунок установки КУ;
KT(a) - коеф;цієнт, який враховує територіальні, екологічні та соціально-еконсадічні умовк і особливості в районі розміщення підприємства. При розміщенні підприємства и місті з чисельністю населення 300 тис. чол. коефіцієнт KT(a) = 0,75.
5.3.2. У разі осідання на поверхні нагріву КУ пилу сірчаного колчедану в кількості mП = 1,7 кг/ГДж річне скорочення викидів пішу в атмосферу становитиме:
ΔΜtП = mп • Qt 10−3 = 1,7 • 245 000 •10−3 = 416,5 т/рік.
5.3.3. Тоді скорочення платежів підприємства за рахунок зниження викидів в атмосферу пилу сірчаного колчедану розраховується аналогічно, як і у випадку скорочення викидів NОx,
ΔΠtП = ΚПП • ΗtП • ΔΜtП • KT(a) = 4 •280 •416,5 • 0,75 •10−3 = 349,86 тис.крб./рік.
*) Методика визначення тимчасових нормативів плати та платежів за забруднення навколишнього природного середовища України. Київ, 1992.
5.3.4. Сумарне скорочення платежів підприємства за забруднення атмосфери в результаті установки КУ становитиме:
ΔΠtохр = ΔΠtNOx + ΔΠtП = 19,54 + 349,86 = 369,4 тис. крб./рік.
6. За цінами 1992 р. капіталовкладення в утилізаційну установку Ку.у. = 13700 тис. крб., експлуатаційні витрати, пов'язані з виробленням в КУ утилізаційної пари, складають приблизно
Uy.y. = 17,0 крб./ҐДж. При максимальній величині банківського процента на кредит, узятого підприємством для придбання та установки КУ, е = 25 %, річний ефект для підприємства, зумовлений утилізацією відхідних газів печі випалу сірчаного колчедану, виразиться в сумі (ф-ла 2):
ΔΠt = 18800 + 369,4 - (17,0 • 245 + 0,25 • 13700) = 11579,4тис. крб./рік.
7. Якщо навіть вважати, що одноразові витрати підприємства на придбання та установку утилізаційного устаткування повинні повністю окупитися в перший же рік експлуатації КУ, то і в цьому разі значення ΔΠt >0:
ΔΠt = 18800 + 369,4 - (17,0 • 245 +13700) = 1304,4 тис. крб./рік.
Таким чином, уже при сучасних цінах на природний газ та ути-лізаційне устаткування проведені розрахунки свідчать про високу ефективність утилізації тепла відхідних газів печі випалу. Слід сподіватися, що більшість заходів утилізації ВЕР буде залишатися економічно ефективною для промислових підприємств навіть в умовах відсутності спеціальних законодавчих актів з енергозбереження, що передбачають використання додаткових економічних заходів для впливу на підприємство з метою його зацікавленості в економії та раціональному використанні паливно-енергетичних ресурсів.
ДОДАТОК 2
Довідковий
ПЕРЕЛІК
ОСНОВНИХ ЗАХОДІВ ЩОДО ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ В ГАЛУЗЯХ НАРОДНОГО ГОСПОДАРСТВА
1. Основні заходи щодо енергозбереження у промисловості
1.1. Основні заходи щодо енергозбереження у чорній металургії:
1) розширення застосування процесів безперервної розливки сталі;
2) впровадження технологій сухої грануляції доменних шлаків;
3) будівництво великотоннажних дугових печей;
4) поліпшення якості залізорудної шихти;
5) розширення застосування установок сухого гасіння коксу;
6) заміна мартенівських печей на киснево-конвсрторні;
7) заміна природного газу на вугільний пил під час подавання в доменні печі та підвищення рівня підігріву повітряного дуття;
8) збільшення висоти шару шихти і використання теплоти агломерату для підігріву повітря у агломераційному виробництві;
9) використання ефективніших пальникових пристроїв для сушіння і підігріву сталерозливних ковшів та іншого розливного обладнання;
10) застосування пальникових пристроїв з низьким виходом оксидів азоту в продуктах згорання та підвищення рівня підігріву повітря в прокатному виробництві;
11) розширення застосування технології безперервного коксування вугілля;
12) впровадження низькотемпературного нагріву металу під звичайну та контрольовану прокатку;
13) використання ВЕР для вироблення електроенергії;
14) застосування регульованого електроприводу.
1.2. Основні заходи щодо енергозбереження у кольоровій металурги:
1) залучення до виробництва вторинних кольорових металів;
модернізація та реконструкція існуючого обладнання та удосконалення технологічних схем, зокрема установка електролізерів з опаленими анодами;
2) проведення процесів електролізу алюмінію за допомогою ЕОМ;
використання магнітогідродинамічної (МГД) техніки для виробництва алюмінію;
3) впровадження економічних методів утилізації тепла відхідних газів та тепла шлаків печей киплячого шару, відбивних, шахтних, шлако-сублімувальних, електричних печей та конверторів для виплавки міді, нікелю та свинцю;
4) впровадження установок регенерації водню, нових п'ятикорпусних випарних батарей та інше.
1.3. Основні заходи щодо енергозбереження в хімічній промисловості:
1) широкомасштабне впровадження енерготехнологічних агрегатів та установок у виробництві аміаку (АМ-85, АМ-90 потужністю 500 тис. т/рік), карбаміду, азотної кислоти, каустичної соди, метанолу та інших продуктів;
2) впровадження плазмохімічного методу слабкої азотної кислоти та інших азотовмісних речовин, введення високопродуктивних агрегатів АК-72, АК-72Н;
3) теплова переробка токсичних горючих та рідких виробничих відходів;
4) установка високоефективного в енергетичному відношенні устаткування потужністю 600-800 тис, т/рік у виробництві сірчаної кислоти;
5) збільшення випуску синтетичного аміаку на агрегатах М-400, Н-450;
6) удосконалення технологічних процесів виробництва калійних добрив, апатитового концентрату, жовтого фосфору, карбаміду зі зниженням питомих витрат природного газу;
7) використання теплових вторинних енергоресурсів для виробництва холоду,
1.4. Основні заходи щодо енергозбереження у машинобудуванні:
1) удосконалення конструкцій та модернізація паливо-споживаю-чого обладнання, включаючи автоматизацію нагрівальних та термічних печей;
2) зниження металоємності продукції, що випускається;
3) обов"язкова установка рекуператорів з підвищеним підігрівом повітря (500-600 оС) та установка газопальникових пристроїв з низьким виходом оксидів азоту:
4) широке впровадження нових теплоізоляційних та вогнетривких, у тому числі волокнистих, матеріалів для футерування печей;
5) повне використання тепла відхідних газів, тепла охолодження агрегатів, тепла відпрацьованої пари від пресів і молотів та інше.
1.5. Основні заходи щодо енергозбереження у промисловості будівельних матеріалів:
1) збільшення обсягів виробництва цементного клінкеру сухим способом;
2) інтенсифікація процесів випалу клінкеру шляхом впровадження ефективних теплообмінних та пальникових пристроїв;
3) розширення використання мінералізаторів, заміна глинистого компонента у сировинній суміші на технологічні матеріали, використання термостійких вогнетривів, зниження вологості шламу у виробництві клінкеру за рахунок використання розріджувачів та переведення потужностей з мокрого способу на напівсухий;
4) удосконалювання систем скловаріння та впровадження електричного та газоелектричного варіння скла;
5) збільшення випуску порожнистої цегли та підвищення частки паливовмісних добавок (попелу ТЕС, продуктів вуглезбагачення та ін.) у виробництві керамічної цегли;
6) впровадження нових випалювальних агрегатів та модернізація обладнання для виробництва цегли, черепиці, фаянсу, керамзиту та інших пористих заповнювачів;
7) модернізація діючих та впровадження нових обертових і шахтних печей, розширення використання фракційної сировини, впровадження систем КВП у виробництво вапна;
8) удосконалювання технології та обладнання у виробництві будівельної кераміки, мінеральної вати та сантехнічних виробів.
1.6. Основні заходи щодо енергозбереження у лісопаперовій промисловості:
1) впровадження установок контролю технологічного процесу на лініях виробництва плит ДСП та ДВП;
2) застосування автоматичних пристроїв керування вентиляторними установками, рекуперації та утилізації тепла;
3) використання теплонасосних установок у виробництві паперу та картону;
4) товарне використання деревних відходів як сировини в процесах гідролізу, виробництва целюлози, будівельних матеріалів, добрив тощо.
1.7. Основні заходи щодо енергозбереження у харчовій промисловості:
1) удосконалювання теплових систем та оптимізація режимів теплоспоживання;
2) впровадження нових енергозберігаючих технологій та обладнання;
3) скорочення кількості дрібних та неекономічних котелень;
4) якісне виробництво, переробка та зберігання харчової продукції при скороченні втрат сировинних та паливно-енергетичних ресурсів;
5) скорочення втрат теплових ВЕР з гарячим конденсатом, вторинними парами через незадовільну теплоізоляцію продуктопроводів та паропроводів.
2. Основні заходи щодо енергозбереження на транспорті
2.1. Ефективне використання палива в автомобільному, авіаційному, трубопровідному, залізничному, морському та річковому транспорті з метою вдосконалення рухомого транспорту, шляхового господарства.
2.2. Раціональна організація використання транспортних засобів.
2.3. Підвищення якості паливно-мастильних матеріалів.
2.4. Запровадження на всій території нормативів граничної витрати палива та енергії за групами транспортних засобів.
