Энергетическое хозяйство

 

4. Выводы и  предложения

 

4.1. рекомендации по совершенствованию энергетического хозяйства

Анализ потребления  предприятием ТЭР показывает, что  на предприятии имеются резервы неиспользуемой электрической и тепловой энергии.

На предприятии  имеются неиспользованные вторичные  энергетические ресурсы. Утилизация тепла, которое выбрасывается наружу системами аспирации потребует вложения больших материальных затрат, и по этой причине в настоящее время нецелесообразна. Также затруднительно использовать тепловую энергию, которая выделяется при сжатии воздуха в компрессорах ввиду периодичного режима их работы. При работе сушилок в атмосферу выбрасывается воздуха (30+17,5*3)*24*60 =118800 тыс. кг воздуха с температурой не менее 60 °С,

где 30 расход воздуха  зоны охлаждения, тыс. кг/ч;

60 число суток  работы сушилки, ч.

Годовое количество тепловой энергии, выбрасываемой в атмосферу, будет только из зоны охлаждения сушильно-охладительной шахты:

30*24*60*2*0,24*(60-16,5)*10-³ = 252 Гкал / год.,

где 30 - количество отработанного воздуха, выбрасываемого в атмосферу, тыс. кг / час;

24*60 - число часов работы сушилок в год;

60 - температура воздуха,  выбрасываемого в атмосферу, °С;

16,5 - средняя  температура наружного воздуха  при работе сушилки, С;

2 - количество  сушилок, шт.

Выбрасываемый из сушилок воздух имеет повышенную влажность и при понижении температуры будет интенсивная конденсация водяных паров, что ограничивает возможность использования этих вторичных ресурсов.

Доля электрической  энергии в общем потреблении  предприятием ТЭР составляет 80% и потому основное сокращение потребления ТЭР можно достигнуть за счёт внедрения мероприятий по экономии электроэнергии.

Основные мероприятия  по экономии электрической энергии:

1. Замена асинхронных электродвигателей на электродвигатели меньшей мощности. За счет этого мероприятия можно сократить до 10% общего потребления предприятием электроэнергии. На предприятии установлено 1175 электродвигателей разной мощности. Электродвигатели поставлялись в комплекте с технологическим оборудованием, большинство их имеют электрическую мощность не превышающую 10 кВт. Замена электродвигателей связана с определёнными затратами и трудностями. Кроме этого работают эти двигатели периодически, а не постоянно, а потому срок окупаемости замена этих электродвигателей будет больше трёх лет. Намечается модернизация оборудования КХП и может оказаться, что оборудование, на котором будет заменён электродвигатель, будет демонтировано при модернизации предприятия. Исходя из вышеперечисленных причин внедрение мероприятия по замене электродвигателей большей мощности на электродвигатели с меньшей мощности может быть осуществлено только на отдельных агрегатах.
2. На предприятии ещё используются в настоящее время лампы накаливания. Замена ламп накаливания люминесцентными сокращает потребление электроэнергии на освещение в 4 раза, а замена ламп накаливания на ртутные сокращает расход электроэнергии на 35-50% от расхода электроэнергии на освещение. Определённая работа по замене ламп накаливания на предприятии проводится, но ещё не получила должного распространения.
3. На предприятии используются вентиляторы старых типов с КПД меньше 80%.Сокращение расходов электроэнергии на привод вентиляторов можно заменой вентиляторов старых типов на современные вентиляторы с КПД - 80-86%. Это даёт сокращение расхода электроэнергии на привод вентиляторов на 20-30%. Внедрение этого мероприятия потребует капиталовложений, которыми в настоящее время предприятие не располагает.

4. Предприятие  работает неритмично из-за отсутствия потребителей продукции, вырабатываемой предприятием, потому имеют место частые остановки производственных участков, подразделений. Своевременное отключение трансформаторов, обслуживающих неработающие участки, подразделения, позволит сократить потребление предприятием электрической энергии.

Часовые потери электроэнергии в трансформаторах определяются по формуле:

VW_T= VP_xx*1+VP_max*K²_3T, кВт.ч., (7.18, 7.19)

где VP_Xx - потери холостого хода трансформатора, кВт. ч; ( Приложение П6) VPmax - потери короткого замыкания трансформаторов,, кВт. ч; (Приложение П6) Кэт - коэффициент загрузки трансформатора.

Результаты  расчёта для установленных на предприятии трансформаторов приведены в таблице № 7

 

Таблица № 7

Марка трансформатора	VPXX кВт.ч	+VPMax, кВт.ч	КЭт, кВт.ч	VWT, кВт.
ТМ-1000	3,8	2,03	0,4	5,83
ТМ - 630	2,27	1,22	0,4	3,49

Анализ показывает, что вопросам экономии ТЭР на предприятии  в настоящее время уделяется внимание, но, однако, предприятие располагает неиспользованными резервами по снижению расходов ТЭР предприятием, о чём было сказано выше.

 

4.2.рассчёт  экономической эффективности предложенных  мероприятий по совершенствованию организации энергетического хозяйства.

1 Замена технологической  схемы реконструкции

линии дробления.

В настоящее  время в настоящее время в  технологической линии дробления  используется 8 дробилок марки 50/63хБ. Производительность каждой дробилки 3 т/ч. Общая установленная мощность электропривода дробилок 5x45+3x55 = 390 кВт. Каждую дробилку обслуживает своя аспирационная система. Общая мощность электродвигателей аспирационных систем 18,5*8 = 148 кВт. Т.е. суммарная мощность электропривода существующей технологической линии дробилки без учёта мощности конвейера цепного, конвейера винтового восьми разгрузителей и фильтров ( 13,6 кВт):

390+148 = 538 кВт.

Предлагается  вместо существующих восьми дробилок установить две молотковые вертикальные дробилки (ДМВ) с производительностью по 15 т/ч каждая. Суммарная мощность электропривода дробилок будет 2x132 +2x18,5 =301 кВт. Годовая экономия электроэнергии от внедрения данного предложения будет:

538*0,5*24 - 301*0,5*24*(24/30) =3566,4 кВт.ч./сутки,

где 24 - число  часов существующих дробилок, необходимых  для переработки планового количества зерна, час.

Для внедрения  данного предложения потребуются нории 2 шт. и шнеки 2 шт. Общие затраты на внедрение данного мероприятия составят 72000 евро. Срок окупаемости данного мероприятия будет:

72000*1590/(3566,4* 119,3) = 269,1 суток работы оборудования, т.е. меньше года.

Годовая сокращение электроэнергии от внедрения данного предложения будет:

80999/(30*24)*3566,4 = 401215 кВт. ч.

 

2 Изменение технологической  схемы и привязка линии предмесей

зерна для  производства комбикормов

В настоящее  время развес сырья для приготовления  рецептур комбикормов производится индивидуально для каждого вида сырья. При этом суммарная мощность используемого электрооборудования при существующей технологической схемы линии приготовления предмесей - 104,24 кВт. За каждый час работы этой линии потребляется 104,24*0,5 = 52,12 кВт. ч. Внедрение данного предложения позволит значительно сократить время работы оборудования линии приготовления предмесей, а, значит, также сократится и потребление электроэнергии на приготовление предмесей. Снижение потребления электроэнергии линией приготовления предмесей при внедрении этого мероприятия, а также необходимые материальные затраты для реализации этого мероприятия будут определены после выполнения проектной документации.

 

3 Использование  сушильного агента сушилки, для  горения природного газа в теплогенераторе.

Для сушки  зерна в сушилках используется в  качестве сушильного агента горячий воздух, подогретый в теплогенераторе, работающем на природном газе. Природный газ сгорает в теплогенераторе, нагревает воздух до температуры 350-н370 С. С такой температурой сушильный агент подаётся в камеры нагрева зерна. Камера нагрева с размерами 1000х2900x6300 представляет собой четырёхсекционный вертикальный противоточный теплообменник прямоугольного сечения с тормозящими элементами. От теплогенератора с помощью двух вентиляторов ВЦ 4 -76-8 и одного вентилятора ВЦ-14 - 46 - 6,3 горячий воздух, подаётся в первую, вторую, третью зоны сушки. Этот воздух перед подачей в сушилку охлаждается до температуры 60- 100 С за счет разбавления горячего воздуха с атмосферным воздухом. Отработанный воздух с температурой 60 С из сушильных камер выбрасывается наружу через выпускное устройство.

Предлагается  часть отработанного воздуха  из сушильных камер подавать на всас дутьевого вентилятора теплогенератора. Тогда будет частично использоваться тепло, которое выбрасывается наружу через выпускные устройства сушильно-охладительных шахт

В 2004 году было израсходовано на сушку зерна  сушилках 429565нм природного газа. (Справка по расходу сырья, используемого на предприятии за 2004 г.) Теоретический объём воздуха для сжигания 1 м³ природного газа: 9,01 м³

Сушка зерна  происходит в основном в конце  июля, август, начало сентября. Средняя температура наружного воздуха в этот период года для г. Могилёва - 16,5 С ( СНБ 2.04.02-2000,Приложение 1 Строительная климатология). Природный газ сжигается с коэффициентом избытка воздуха 1,15. При подаче в топку теплогенератора воздуха с температурой 60  С экономия тепловой энергии будет:

429565*l,15*0,29*9,01*(60-I6,5)*10 ⁶ - 56 Гкал /год,

где 1,15 - коэффициент избытка воздуха;

0,29 - теплоёмкость  воздуха, ккал/нм * С.

Для внедрения  данного предложения понадобится 30м.п. воздуховода диаметром 315 мм из тонколистовой стали, 10м² листовой стали, два обратных клапана для воздуха диаметром 315 мм.

Стоимость воздуховода:

((0,315*3,14*30)+10)*50000= 1983650 руб,

где 50000- стоимость 1 м² воздуховода, руб;

150000 - стоимость обратного  клапана диаметром 315 мм, руб.

Срок окупаемости  внедрения данного предложения:

(1983650+2*1500)/(56*34040 )= 0,87 года

Но  внедрение этого мероприятия  возможно только после разработки проекта, согласованного и утверждённого в установленном порядке.

В целях более полного использования тепловой энергии отработанного воздуха сушилок предлагается в первую зону нагрева сушильной камеры подавать 10% рециркуляционного воздуха от всего необходимого количества воздуха для сушки. Остальную часть сушильного агента будут составлять наружный воздух и нагретый воздух после теплогенератора. В этом случае уравнение материально-температурного баланса будет:

370*L_r+60*0,l*L_Cil+L_HB*16,5=L_ca*90,

где L_r - доля от общего количество воздуха, нагретого до температуры 370 С;

L_ca - общее количество сушильного агента поступающего в первую сушильную зону нагрева сушильной шахты;

L_HB - доля наружного воздуха от общего количество сушильного агента.

370* L_r+ L_HB*16,5 = 90*(1-0,1). Решая это уравнение, получаем результаты:

доля нагретого  воздуха будет 0,215 от всего количества воздуха поступающего в первую сушильную зону нагрева воздуха и доля наружного воздуха будет соответственно 0,685. Без рециркуляции уравнение материально-температурного баланса будет:

370* L,+ L_HB*16,5 = L_ca*90. Решая это уравнение, получаем результаты:

доля нагретого  воздуха будет 0,21 от всего количества воздуха поступающего в первую сушильную зону нагрева воздуха и соответственно доля наружного воздуха будет соответственно 0,79.

Уменьшится  на 0,5% количество воздуха нагреваемого до температуры 370 °С. Экономия тепловой энергии за счёт применения рециркуляции:

0,29*(370-16,5)*17500*(49400/25)*10'⁶= 15.5 Гкал /год. Т.е. увеличение доли рециркуляции отработанного воздуха даст экономию тепловой энергии всего 15,5 Гкал / год. Но срок окупаемости затрат на внедрение этого мероприятия по предварительным расчётам будет более четырёх лет. Т.е. использование отработанного воздуха из сушилок для рециркуляции не рекомендуется ввиду малой эффективности данного предложения.

 

4 Уменьшение  числа оборотов вентиляторов  систем аспирации, в которых производительность систем превышает требуемое значение.

Для поддержания  параметров воздуха в производственных помещениях используются системы аспирации. Всего на предприятии работает 82 системы аспирации. На все системы аспирации заведены паспорта. В 1993 году было выполнено испытание аспира-ционных систем элеватора № 2 сотрудниками СЗ СПНУ Треста « Оргпищепром», в 2000 г 39 остальных аспирационных систем сотрудниками МО МАЭ, г, Минск. Анализ данных паспортов систем аспирации показывает, что у некоторых систем аспирации фактические расходы воздуха завышены по разным причинам по сравнению с проектными расходами. У абсолютного большинства систем аспирации электродвигатели имеют завышенные мощности, чем это необходимо. Кроме того, у некоторых аспирационных системах фактическая производительность превышает проектную. Это приводит к увеличенному потреблению электроэнергии системами аспирации.

Так, например, фактическая производительность вентилятора  аспирационной системы АС-12 элеватора № 2 выше проектной. Проектная производительность вентилятора системы была Lnp ⁼ 2000 м³ / ч, а фактическая производительность Lф= 3150 м³ / ч, фактический развиваемый напор вентилятором Нф = 148 кгс / м². Вентустановки систем аспирации выполнены по шестой схеме исполнения, т.е. с клиноременной передачей. Мощность установленного электродвигателя установки -N = 10кВт. Расчётная мощность электродвигателя, потребляемая вентилятором при расходе воздуха 3150м /час и напоре 148 кгс/ м определяется по формуле:

N = L*H*K* 1,1*1,02/(3600* 102*л), кВт,

где г| - КПД  вентилятора, равный 0,6;

К - коэффициент  запаса на пусковой момент, равный 1,15;

1,1 - 10% запас по мощности.

Максимальная  концентрация пыли в аспирационных  системах по данным испытаний систем не превышает 2400 мг / м³. Формула для подсчёта мощности определена для воздуха с удельным весом 1,2 кг/мЗ. С учётом пыли удельный вес запылённого воздуха будет 1,224. Поправка на запыленность воздуха будет: