|
| |
|
Главная -> Экология
Газовая утилизационнаябескомпрессорная турбина типа губт. Переработка и вывоз строительного мусораМинскер Ф.Е., директор Центра энергоресурсосбережения ОАО «ОПТРОН» Одной из главных задач Правительства России является ориентирование на создание высоких и наукоемких технологий, обеспечивающих производство конкурентоспособной продукции народно-хозяйственного назначения. Это требует в качестве первоочередной – решение задачи снижение энергоемкости и производства и сферы услуг. Доля энергозатрат в себестоимости продукции и сфере услуг составляет до 20%, 30%, что значительно выше, чем в странах с развитой рыночной экономикой. Одной из основных причин такого положения являются применяемые в народном хозяйстве энергорасточительные технологии, оборудование и приборы. По оценкам экспертов, внедрение энергосберегающих технологий и оборудования способствует снижению потребностей в энергоресурсах не менее чем на 30%-40%. Мировая и отечественная инженерная практика показала, что наибольший экономический эффект при реализации программ энергосбережения дает переоснащение энергетических сетей и коммуникаций устройствами частотно-регулируемого электропривода. В промышленно развитых странах (и в России тоже) около 2/3 всего объема потребляемой электроэнергии используется для механической работы, выполняемой электроприводом. Наиболее широко в отраслях промышленности и коммунального хозяйства используются электроприводы на базе асинхронных электродвигателей (55%-60% всей потребляемой энергии). (Рис. 1.) Объем электроэнергии, потребляемой электроприводом 1 - объем электроэнергии, потребляемой народным хозяйством: 2 - объем электроэнергии, потребляемой электроприводом: 3 - объем электроэнергии, потребляемой асинхронным электродвигателем (в составе электропривода: Как правило, во многих отраслях народного хозяйства, в т.ч. ЖКХ установлены электродвигатели с большим запасом по мощности в расчете на максимальную производительность оборудования, несмотря на то, что часы пиковой нагрузки составляют всего 15%-20% общего времени его работы. В результате электродвигатели с постоянной скоростью вращения потребляют среднесуточно значительно, иногда до 60%, больше электроэнергии, чем это необходимо. Отсюда следует, что основные резервы сбережения электрической энергии заключены в широкомасштабном применении энергосберегающих электроприводов. Наиболее радикальным, дающим большую экономию электроэнергии способом (до 30%-50%) является оснащение электродвигателей частотными преобразователями, позволяющими регулировать частоту их вращения в зависимости от реальной нагрузки. При этом не требуется замена стандартного электродвигателя, что особенно актуально при реконструкции объектов. Области применения регулируемого электропривода весьма обширны. В жилищно-коммунальном хозяйстве и коммерческом секторе это: насосы холодной и горячей воды в центральных тепловых пунктах; насосные установки водоканальных и тепловых сетей; насосные установки очистных станций; компрессоры, вентиляторы, кондиционеры, установленные в зданиях. В топливно-энергетическом комплексе : буровые установки, насосы нефтеперекачки и компрессоры газоперекачки; экскаваторы, электротрансмиссии мощных карьерных самосвалов, карьерные дизель-троллейвозы, транспортеры и конвейеры, дробилки и мельницы, шахтные подъемные машины и шахтный электротранспорт. насосные и вентиляторные установки ТЭС, ТЭЦ, РТС и котельных, насосные установки тепловых сетей и др. В промышленности и сельском хозяйстве это: перемешивающие устройства, центрифуги, насосы, компрессоры, вентиляторы; электроприводы обрабатывающих станков, электротранспортеры и конвейеры, печи, мельницы и др. Распределение асинхронных электродвигателей по мощностям и потреблению электроэнергии приведено на табл. №1. Табл.№ 1 Распределение асинхронных двигателей по мощностям и потреблению электроэнергию Мощность, кВт Процент от общего количества Процент к общему потреблению электроэнергии до 1 10 5 от 1 до 5 60 40 от 5 до 20 20 30 от 20 до 100 9 20 свыше 100 1 5 В целом электродвигатели мощностью от 1,0 до 100 кВт составляют ~90% и потребляют 90% электроэнергии, преобразуемой в механическую. Наиболее массовый ассинхронный электропривод по количеству потребляемой электроэнергии находится в дипазоне мощностей 1-20 кВт., а среди исполнительных механизмов самыми распространенными являются вентиляторы, транспортеры и насосы, составляющие более половины общего количества механизмов (табл. 2). Табл. №2 Распределение асинхронных электродвигателей по механизмам Механизмы % от общего количества Механизмы % от общего количества Вентиляторы 37,7 Смесители 5,5 Транспортеры 19,9 Механизмы перемещения 4,0 Насосы 17,0 Затворы, задвижки 3,7 Станки обрабатывающие 7,0 компрессоры 2,8 Эффективность использования регулируемого электропривода в конкретных механизмах приведена в табл.№3. Табл. №3 Экономия электроэнергии при использовании регулируемого электропривода в различных механизмах Насосы на 25%-30%; Компрессоры на 40%; Вентиляторы на 30%; Центрифуги на 50%. Дымососовы от 30% до 80% Учитывая, что эти типы механизмов составляют более 50% от общего количества используемых электроприводов данное направление является приоритетным для внедрения. Другое важное достоинство регулируемого электропривода – это снижение эксплуатационных затрат, которое имеет несколько составляющих: снижения величины пусковых токов электродвигателей до уровня номинальных и, соответственно, исключения вредного воздействия этих токов на питающую сеть: практического исключения из работы дросселей, заслонок, различного рода клапанов; исключения гидроударов в гидравлической сети, плавное изменение подачи воздуха в вентиляторах и др., т. е. исключение или существенное снижение динамических воздействий на технологическое оборудование и сети; продления срока службы подшипников и др. вращающихся частей, поскольку механизмы, снабженные преобразователями частоты в течение длительного времени работают с частотами вращения меньшими номинальных. В результате значительно снижаются эксплуатационные расходы и уменьшаются возможности аварийности всего оборудования в целом. По оценке американских экспертов считается, что экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат по меньшей мере сопоставим с эффектом от прямого сбережения энергоносителей. Третьим важным достоинством применения регулируемого электропривода является экономия воды и тепла при использовании его в насосных установках. Так в жилищно-коммунальном хозяйстве применение преобразователей частоты в повысительных насосах горячей и холодной воды позволяет экономить до 10%-15% воды и до 8%-10% тепла. Во всем мире уделяется большое внимание расширению производства регулируемых электроприводов переменного тока. По различным источникам в промышленно-развитых странах от 50% до 70% выпускаемых и запускаемых в эксплуатацию электроприводов являются регулируемыми, а к 2005г. их доля возрастет до 80%-90%. Столь высокие темпы роста производства и введения в эксплуатацию регулируемых электроприводов обусловлены их высокой рентабельностью. Как сказано выше, электропривод, являясь крупнейшим потребителем электроэнергии и потенциально огромным резервом энергосбережения, обеспечивает за счет экономии энергоресурсов большой экономический эффект. На рис. №2 показана эффективность применения регулируемого электропривода на объектах народного хозяйства. Рис. №2 Эффективность применения регулируемого электропривода на объектах народного хозяйства Системы водозабора РТС, котельные ЖКХ, объекты социальной сферы Промышленные предприятия Очистные сооружения, станции канализационного слива Насосные агрегаты Тяго-дутьевые комплексы, насосные агрегаты горячего и холодного водоснабжения, насосы отопительные, питательные, подпиточные, солевые, циркуляционные Системы горячего водоснабжения, насосы отопительные, циркуляционные, лифтовые механизмы, вентсистемы Конвейерная техника, компрессоры, системы вентиляции и кондиционирования, насосы тепло- и водоснабжения, грузоподъемные механизмы, станочное оборудование Вентиляционные системы, насосы перекачки, технологические насосы Разработка и внедрение регулируемого электропривода является одним из самых перспективных и экономически оправданных направлений из всех энергосберегающих технологий, емкость рынка преобразователей частоты для России составляет, по оценкам экспертов десятки млн. штук, в том числе несколько сот тысяч – для систем ЖКХ. Рынок регулируемых электроприводов в Европе в 2000 году составил порядка 1 млрд.$, а к концу 2001 года может достигнуть 1,5 млрд.$. На отечественном рынке этого нового оборудования представлена продукция всех ведущих фирм мира: ”Hitachi “, “Mitsubisi“, “ABB“, “Allen Bradley“, “Danfoss“ и др. Мировое сообщество оценило неизбежность проблемы энергоресурсосбережений для России и провело оценки рынка энергосберегающих технологий, особенно регулируемых электроприводов с его самой высокой рентабельностью среди всех других отраслей. Его потенциальные объемы привели к реально наблюдаемым признакам товарной интервенции. Итогом неконтролируемого допуска зарубежных производителей на рынке энергоресурсосберегающего оборудования и технологий может оказаться попадание под жесткий стратегический контроль крупных корпораций. Сравнение отечественных и импортных преобразователей частоты показывает, что несколько выигрывая в ценовой конкуренции, они пока незначительно проигрывают импортным по показателям надежности и долговечности. Основной причиной этого является невысокое качество поставляемых из стран СНГ и регионов РФ комплектующих изделий. Проводимая эксплуатационная доводка преобразователей частоты и работа с поставщиками комплектующих изделий позволяют надеяться на повышении качества. Однако для достижения мировых показателей необходим комплексный подход к разработкам и организации производства с объединением усилий предприятий, имеющих опыт в разработке и производстве аналогичных изделий, комплектующих приборов и элементной базы. Поскольку регулируемый электропривод концентрирует в себе основные направления полупроводниковой электроники: микроэлектронику, силовую электронику, сенсорную и информативную электронику, то его интенсивное развитие даст дополнительный толчок к дальнейшему развитию и этой отрасли на промышленных предприятиях области, в т. ч.: силовая электроника – линии электропередач, железнодорожный транспорт, бытовая техника; сенсорная электроника – новые возможности приборостроения за счет использования полупроводниковых микродатчиков; информационная электроника – микроэлектроника с использованием систем отображения информации на отечественных светоизлучающих диодах и индикаторах. Основные направления развития и внедрения регулируемого электропривода в народном хозяйстве области целесообразно реализовать посредством шести агрегированных проектов, приведенных в табл. 4. Табл. №4 Освоение и организация серийного произ-водства маломощных (0,55–3,7 кВт) ЧРП на отечественной элементной базе для использования в отраслях промышленности и сельском хозяйстве Освоение и организация серийного производства ЧРП средней и большой мощности (5,5–320 кВт) на отечественной элементной базе для использования в системах ЖКХ, объектах социальной сферы и отраслях промышленности и сельском хозяйстве Освоение и организация производства высоковольтных (до 10 кВ) ЧРП мощностью до 7 мВт на отечественной элементной базе для использования в системах водоканала и энергоснабжающих организациях Разработка и освоение автоматических станций и систем автоматического управления на базе ЧРП Создание отечественной элементной базы для выпуска ЧРП (силовые полупроводниковые диоды, силовые IGBD GTO модули, микродатчики, контроллеры и др.) Разработка нормативно-правового обеспечения выпуска и применения отечественного ЧРП Реализация комплекса работ по внедрению регулируемого электропривода обеспечит в народном хозяйстве: экономию энергоносителей (от общего потребления): электроэнергии до 15%-20%, воды питьевого качества до 10%-12%, топлива – 8%-10% экономию денежных средств за счет уменьшения потребления энергоносителей значительное увеличение ресурса работы оборудования создание индустрии отечественных импортозамещающих ЧРП закрепление высококвалифицированного научного и производственного персонала значительные поступления средств в бюджет от уплаты налогов предприятиями. Сроки окупаемости при внедрении регулируемого электропривода составляют менее 1,0 года, причем источником капитальных вложений последующих энергосберегающих мероприятий может выступить экономия денежных средств, полученная в следствии реализации работпервых этапов. Эффект будет более значительным в связи с тенденцией повышения цен на энергоносители.
Специальнымконструкторским бюро по газовомутурбостроению в конце 60-х годов разработанаоригинальная технология энергосбережения - газовая утилизационная бескомпрессорнаятурбина ГУБТ. Турбина предназначенадля производства электрической энергии засчет избыточного давления доменного газана металлургических заводах. Передоваятехнология быстро нашла применение как накрупнейших Советских металлургическихзаводах, так и за рубежом Турбина хорошо зарекомендовала себя впроцессе эксплуатации. Применение ГУБТпозволяет практически без затрат топливавозвратить до 40 % энергии, затрачиваемой надоменное дутье. ГУБТ легко встраивается втехнологический цикл как вновь вводимого,так и действующего доменного оборудования.Фактически развиваемая турбиной мощностьзависит от режима работы доменной печи иопределяется расходом и давлениемпроходящего через турбину газа. Взависимости от этого турбина ГУБТ имеетнесколько модификаций (ГУБТ-12М, ГУБТ- 8М,ГУБТ- 6М соответственно мощностью 12, 8, 6 МВт).Турбина осевая, двухступенчатая,прямоточная. Может поставляться сгазоподогревателем и без него. В конструкциитурбины предусмотрен поворотныйнаправляющий аппарат, позволяющийпроизводить настройку турбины наизменяющиеся условия работы доменной печив процессе эксплуатации, а такжеоригинальный быстродействующий запорно-регулирующийорган, специальные меры для предупрежденияпротечек доменного газа в машзал. Турбина оснащенадистанционной автоматизированной системойуправления, контроля и защиты игидродинамической системой регулирования,позволяющими обходиться безобслуживающего персонала в машзале. Основныетехнические параметры ГУБТ Марка турбины ГУБТ-12М ГУБТ-8М ГУБТ-6М с газоподо- гревателем без газо- подогре- вателя с газопо- догрева- телем без газо- подогре- вателя с газопо- догрева- телем без газо- подогре- вателя Мощность на муфте вала турбины, МВт 12 10 8 7 6 5 Внутренний относительный КПД, % 85 84 85 84 85 84 Расход доменного газа через турбину, отнесенный к нормальным условиям, м3/ч 3,6*105 4,1*105 2,6*105 2,9*105 2,4*105 2,7*105 Давление доменного газа перед турбиной, абсолютное, кгс/см3 3,3 3,3 3,0 3,0 2,6 2,6 Температура доменного газа перед турбиной,0С 140 40 120 40 120 40 Давление доменного газа за турбиной, кгс/см3 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 Частота вращения ротора, об/мин 3000 3000 3000 3000 3000 3000 Габаритные размеры, МхМхМ 6,4х2,1х2,8 6,4х2,1х2,8 6,4х2,1х2,8 Масса, т 58 54,3 58 54,3 58 54,3 ГУБТ-12 поставлено 18 турбин общей мощностью 216000 кВт. Из них : в Россию - 4 (общей мощностью 48000 кВт); на Украину - 4 (общей мощностью 48000 кВт); в Казахстан - 2 (общей мощностью 24000 кВт); в Японию - 5 (общей мощностью 60000 кВт); в Италию - 1 (общей мощностью 12000 кВт); в Индию - 2 (общей мощностью 24000 кВт) ГУБТ-8 поставлено 3 турбины общей мощностью 24000 кВт. Из них: в Россию - 1 (мощностью 8000 кВт); на Украину - 2 (16000 кВт) ГУБТ-6 поставлена в Россию 1 турбина мощностью 6000 кВт.
Виноградов ю. Куда катится мировая энергетика. Лукашенко не хочет переплачиватьмоскве за газ. О проблемах теплоснабжения малых городов. Голова наер євген сухін провів з. Главная -> Экология 
|