|
| |
|
Главная -> Экология
Новая страница 1. Переработка и вывоз строительного мусораЯ. Щёлоков, кандидат тех. наук Реальная производственная деятельность невозможна без использования конструкционных материалов. Анализ данных по их производству показывает, что наиболее активно используется металлургическая продукция – практически половина из общего потребления всех материалов в мире. А структура используемых видов металла - почти 90% - это стальной прокат. Конечно, металлургам формально можно не беспокоиться – другая половина используемых конструкционных материалов – это железобетон (опять наполовину из железа), пиломатериалы и совсем немного, около 3-4% - это полимеры. То есть прямой альтернативы нет! Но все же она есть – в относительно рыночной структуре нашего общего экономического пространства, в сильной нашей зависимости: от внешнего мира, от колебаний цен на металлургическую продукцию, от всякого рода ограничений объемов сбыта и т.д., и т.п. Что же определяет ценовые показатели производства металла? Если сопоставить затраты энергии на производство металлов с показателями стоимости единицы их удельной прочности, то прослеживается практически прямая зависимость. А именно, стоимость единицы удельной прочности металлов прямо пропорциональна затратам энергии на их производство. Поэтому превышение энергоемкости отечественной продукции над среднемировыми показателями в 1,5 – 3 раза напрямую определяет проблемы металлургов на мировом рынке, да и на внутреннем. Здесь уже можно привести немало примеров. Но это в данном случае не наша задача. Последние годы со стороны руководства (владельцев) металлургических заводов наблюдается тенденция закрытия физических показателей производства. Практически единственное предприятие, как исключение из правила – это Магнитогорский металлургический меткомбинат (ММК), где не только ведут учет валовых и удельных показателей (энергоемкости) продукции, но и регулярно их публикуют в открытой печати. Правда, и здесь не вполне четко определено, к какому именно виду стальной продукции относят полные энергетические затраты. Но тем не менее, основные их показатели: 1996 г. – 1175 кг у.т. на т стали; 2000 г. – 915 кг у.т./т, 1996 г. – 660 кВт. ч/т; 2000 г. – 560 кВт. ч/т. В результате динамика полной энергоемкости изготовления продукции здесь следующая: снижение удельной энергоемкости ежегодно более чем на 5%. В индустриальных странах не более чем на 1,5%. Косвенно подтверждается, что у нас энергозатраты не менее чем в 2,5 – 3 раза выше; доля электроэнергии в полной энергоемкости продукции для завода с полным металлургическим циклом менее 25%. То есть 75-80 % всех энергозатрат –это первичное топливо, тепловая энергия в виде ВЭР, потерь при транспортировке горячей воды, пара, сжатого воздуха; темпы снижения удельных расходов электроэнергии ниже на 20%,чем аналогичный показатель по суммарным энергозатратам и не менее, чем на 30 %, если относить к темпам снижения удельных расходов первичного топлива и тепловой энергии. Одна из причин - для сбережения электроэнергии нужны большие инвестиции. На основании показателя полной энергоемкости продукции довольно легко оценить и энергетическую составляющую в цене продукции. По экспертным оценкам она составляет не менее 18 – 20%. Следует обратить внимание на то, что в 2000 г. введен ГОСТ Р51541-99 «Энергетическая эффективность», в соответствии с которым определение полной энергоемкости изготовления продукции является по сути дела обязательным для промышленных предприятий. Поэтому самым первым стратегическим условием качественного ведения процесса энергосбережения на любом предприятии, тем более таком энергоемком, как металлургический завод, – это сквозной энергетический анализ, как это называли где-то начиная с 1980 г., или определение полной энергоемкости изготовления продукции, как это сформулировано в выше указанном ГОСТе. Причем методическая часть этих расчетов подробно описана и опубликована неоднократно и совсем недавно в издательстве УПИ. Конечно, в каждом случае потребуется учет сырьевых и производственных особенностей каждого завода в отдельности. Хочется еще раз подчеркнуть, что без данного регулярно выполняемого методического приема предприятие будет заниматься энергопотреблением и тем более энергосбережением, как бы весьма нечетко различая ориентиры. Второй стратегический вопрос: что такое энергетика для металлургического предприятия – профильное или непрофильное занятие? На каждом металлургическом заводе должны быть источники по производству не только пара, воды, сжатого воздуха, доменного дутья, но и по производству электроэнергии. Так было всегда. Возьмите старые заводы Серова, Аши и относительно новые – ВИЗ, ПНТЗ, СинТЗ – везде сооружались ТЭЦ. Отсюда следует вывод – энергетика есть профильное занятие как для металлургов, так и для других технологов. Электрическая мощность ТЭС определяется здесь, как минимум, двумя условиями: она должна покрывать мощность собственных нужд самой станции и плюс мощность потребителей I категории. Почему произошла авария на НТМК в 2000 г. с его полной остановкой? Потому что этот очевидный энергетический принцип стал непрофильным для комбината. ТЭЦ в тот период не покрывала своих собственных нужд, не говоря о каких-то других потребителях; на металлургическом заводе много самых различных отходов, в том числе и топливных. Сжигать их на так называемой ПВЭС - это снижение надежности работы доменного цикла, КХП и т.п. Нужны специальные энергетические установки. По информации опять же с ММК, в Японии этим занимаются «чистые» энергетики, частные компании, которые строят свои электростанции рядом с металлургическим заводом на отходах металлургов. У нас пока это вряд ли возможно. Надо все эти отходы или выбрасывать, что нередко практиковалось, или использовать самим. Часто приходится слышать, что оборудование ТЭЦ, ТЭС эксплуатировать энергетикам металлургических заводов нереально. Что здесь нужны специалисты, которые есть только в Минэнерго, сейчас в РАО. Но возьмем производство доменного дутья – это удел только металлургов, и за весь советский период в состав Минэнерго ни одна ПВС не попала. Одна из причин – турбовоздуходувка – как агрегат сложнее, чем любая турбина. А привод прокатных станов это не асинхронный привод сетевого или питательного насосов. Причина опять же в делении энергетики на профильную и непрофильную. Еще одна тема современных дискуссий - какая мощность должна быть у заводских ТЭЦ, ТЭС? Здесь разбег мнений от 0 до 100%. О минимальной мощности уже говорилось выше. Где-то очень приблизительно это около 20% средней электрической мощности, потребляемой заводом. Это то, что требуется обязательно, практически без учета текущих экономических выгод или даже возможных финансовых потерь при сопоставлении себестоимости собственной электроэнергии и тарифа от АО-энерго (ФОРЭМа). Это минимум мощности по надежности и технологической самоответственности. Но все же есть другой показатель, который обычно выше предыдущего. Это возможности завода обеспечить комбинированную выработку электроэнергии при полном тепловом потреблении пара энергетического и ВЭР, сдроселлированного в противодавленческих турбинах. Причина проста. В этом случае в противодавленческом турбогенераторе расход топлива на 1 кВт.ч составляет 0,18 кг у.т., при цене 1 кВт.ч - менее 20 коп. Причем на каждые 30-50 кг насыщенного пара, вырабатываемого в котельных, можно почти бесплатно получить 1 кВт. ч электроэнергии (см. табл.). Здесь не следует ограничиваться только заменой существующих редукционно-охладительных установок (РОУ) на противодавленческие турбины. УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ПАРА ТУРБИНАМИ (сводная таблица) Примерный расход пара при производстве энергии турбинами серийного производства с механическим приводом, кг/кВт-ч БОЛЬШИЕ турбины (745 кВт и выше) СРЕДНИЕ турбины (110 кВт и выше) МАЛЫЕ турбины (75 кВт и менее) КПД = 65% КПД = 33% КПД = 20% А- фактический расход пара. кг/кВт ч; Б- температура выпуск трубы,°С или процент влажности Входное давление 37,4 атм, изб. 37,4 атм, изб. 17 атм, изб. 10,2 атм, изб. 6,8 атм, изб. 3,4 атм.изб. Выпуск 371,11°С 248,74°С 207,79°С 185,48°С 169,94°С 147,59°С 6,8 атм,изб. Теор. РП 9,66 12,33 22,79 52,14 А Б А Б А Б А Б А Б А Б БОЛЬШИЕ 14,87 229,8 18,96 7,6% 35,06 3,6% 80,22 1,5% СРЕДНИЕ 29,28 285,1 37,46 3,1% 69,06 1,2% 158,0 0,4% МАЛЫЕ 48,32 308.0 61,63 1,2% 113,95 0,2% 260,7 169,9 3,4 атм,изб. Теор. РП 7,51 9,35 13,98 20,9 33,96 БОЛЬШИЕ 11,56 190,3 14,39 9,1% 21,51 5,4% 32,15 3,5% 52,25 2,1% СРЕДНИЕ 22,78 263,5 28,33 3,3% 42,38 1,5% 63,33 0,9% 102,90 0,5% МАЛЫЕ 37,58 293,7 46,75 0,9% 69,92 148,0 104,49 149,3 169,80 149,0 2,04 атм.изб. Теор. РП 6,62 8,14 11,31 15,3 21,1 53,61 БОЛЬШИЕ 10,19 166,5 12.53 9,9% 17,40 6.4% 23.54 4,5% 32,46 3,2% 82,48 1,3% СРЕДНИЕ 20,06 250,9 24,68 3,3% 34,29 1,7% 46,37 1,1% 63,94 0.7% 162,46 0,3% МАЛЫЕ 33,09 285,6 40,72 0,6% 56,57 137,0 76,52 138.0 105,50 137,6 268,06 135,9 0.68 атм,изб. Теор. РП 5,61 6,81 8,77 10,88 13,41 21,34 БОЛЬШИЕ 8,67 130,7 10,48 10,9% 13.50 7,7% 16,75 6,0% 20,63 4,8% 32,83 3,0% СРЕДНИЕ 16,99 232,4 20,64 3,3% 26,59 1,8% 32,99 1,2% 40,64 0,9% 64,67 0,6% МАЛЫЕ 28,04 274.0 34,05 0,2% 43,86 121,9 54,44 122,7 67,06 122,0 106,71 119,8 760 мм рт.ст. Теор. РП 4,98 6,0 7,41 8,80 10,32 14,29 БОЛЬШИЕ 7,66 101,4 9,24 11,8% 11,40 8,7% 13,56 7,2% 15,90 6,0% 22,00 4,3% СРЕДНИЕ 15,10 217,7 16,18 3,3% 22,45 1,8% 26,68 1,3% 31,30 1,1% 43,32 0,7% МАЛЫЕ 24,91 265,0 30,00 102,3 37,03 110,8 44,02 111,3 51,64 110,5 71,48 107,9 87,4 мм рт ст.Теор. РП 3,50 4,19 4,74 5,20 5,64 6,53 БОЛЬШИЕ 5,47 4,2% 6,45 14,6% 7.29 12,1% 8,00 10,9% 8,68 10,0% 10,05 8,6% СРЕДНИЕ 10,77 166,3 12,69 3,1% 14,35 1,9% 15.77 1,6% 17,11 1,4% 19,80 1,2% МАЛЫЕ 17,77 234,2 20,95 69,17 23,68 76,7 26,07 76,3 28,22 74,7 32,67 71,0 Другие реальные направления: использование пара котлов-утилизаторов с организацией их подтопки природным газом; замена водогрейных котлов на паровые с установкой тех же турбин и бойлерных (трансоников); срабатывание давления природного газа; то же самое с давлением колошниковых газов; использование конверторных газов, как топлива; использование топливных отходов и т.п. То есть формальная установка ТЭС в её классическом виде на промышленном предприятии – это только частичное решение проблемы. Здесь необходимы целевые энергетические обследования заводов с ранжированием мероприятий по принципу инвестиционной привлекательности. Особо хочется сказать о водогрейных котлах. Определение водогрейного котла в технической литературе США– это устройство, создающее насыщенный пар при низком давлении (до 10 атм). И такие котлы должны использоваться для получения механической энергии (привод турбогенераторов). Есть схемы, когда турбины с противодавлением используются для привода питательных насосов котлов. Напрашивается коренной пересмотр существующих тепловых схем, сложившихся на промышленных предприятиях. То есть та экономическая ситуация, в какой мы оказались, диктует требование – частичную замену водогрейной нагрузки паровой, в виде хотя бы насыщенного пара низкого давления при организации комбинированной выработки электрической и тепловой энергии. К сожалению, комбинированное производство электрической и тепловой энергии на металлургических заводах имеет одно существенное ограничение – это резко переменное давление как пара ВЭР, так и топливных ВЭР. Хотя это в ряде случаев вполне решаемая техническая задача. Из других стратегических направлений следует выделить: децентрализация энергообеспечения объектов, уход от централизованных компрессорных, бойлерных и даже котельных; стабилизационная обработка энергетической и охлаждающей воды с помощью антинакипинов; использование испарительного охлаждения доменных печей, прокатных станов и др.; реконструкция электроприводов переменного тока. Причем здесь возможно не только частотное регулирование, возможно ступенчатое регулирование скорости или так называемый «мягкий пуск», и просто замена электродвигателей на меньшую мощность. Если же говорить о чисто технологических проблемах энергосбережения, то хотелось бы обратить внимание только на один вопрос - потери энергии с охлаждающей водой. Здесь заводы оказались так же заложниками «бесплатной» энергии советского производства. На любом заводе есть централизованные оборотные циклы водоснабжения и охлаждения, на функционирование которых расходуется огромное количество электрической энергии. Особенно это характерно для трубных заводов, для заводов с МНЛЗ и др. Обычно здесь рекомендуют использование тепловых насосов. Это реальное дело, если экономически оправдано. Но предварительно необходим пересмотр условий работы оборотных циклов. Одно из направлений – повышение температурного перепада за счет организации стабилизационной обработки воды. Расход воды можно сократить в 2 и даже в 3 раза за счет роста температурного перепада. Заодно возрастает возможность получения экономически оправданных затрат при установке теплового насоса. Тем более, если электроэнергия будет собственного производства на комбинированной выработке. В заключение хотелось бы снова обратиться к зарубежной практике. Собственных примеров, к сожалению, не хватает. Например, масштабы оборотов при реализации энергосберегающих мероприятий. Так, объемы использования антинакипинов и ингибиторов коррозии в США – более $7 млрд. в год, и наблюдается ежегодный прирост объема этих продаж. У нас в России менее $5-6 млн., т.е. в 1000 раз ниже, и заметных приростов объема продаж не наблюдается. Возможно, это и есть суммарный показатель понимания – там и у нас: что же такое Промышленная Энергетика?
Борьба с изменениями климата -Энергоэффективность Около 40% потребления энергии в Европе приходится на долю зданий. Только в Германии ежегодные энергетические затраты, связанные с муниципальной недвижимостью, составляют свыше 2 млн. евро. Это значит, что владельцам зданий самое время задуматься о возможностях экономии. Местные органы власти и компании, желающие модернизировать энергетические системы принадлежащих им зданий, часто сталкиваются с проблемой ограниченности имеющихся средств и выделяемых бюджетов. До того, как добиться снижения эксплуатационных затрат, и начать действовать в направлении защиты климата, собственникам, как правило, необходимо вначале осуществить инвестиции в современные строительные технологии. Компания «Сименс» предлагает решить проблему путем заключения договоров, оплата по которым производится из сэкономленных средств. Партнерские отношения. При такой схеме компания «Сименс» определяет и реализует потенциал для экономии энергии через модернизацию и предоставление услуг. Необходимые для этого средства компенсируются за счет снижения энергетических и эксплуатационных затрат, что предварительно вычисляется и гарантируется условиями договора. Получаемая экономия окупает расходы на повышение энергоэффективности. Если экономия окажется меньшей ожидаемой (расчетной) величины, то излишние издержки возлагаются на «Сименс». С другой стороны, дополнительные сбереженные средства делятся между партнерами. По окончании срока договора вся экономия достается компании, осуществляющей эксплуатацию здания. В числе партнеров – город Берлин. В рамках «Берлинского энергетического партнерства», охватывающего свыше 200 общественных зданий, «Сименс» гарантирует ежегодную экономию в сумме 5,26 млн. евро. Например, Берлинский университет искусств располагается в девяти зданиях, большинство из которых являются памятниками архитектуры. В них была проведена реконструкция систем отопления, кондиционирования, вентиляции и освещения. Теперь трубы в зданиях утеплены, и стала возможной раздельная регулировка отопительных контуров. Кроме того, установки вентиляции и кондиционирования воздуха интегрированы в центральную систему управления зданиями. В конечном итоге, все эти меры помогли сэкономить 4.870 МВт-часов электроэнергии, и уменьшить ежегодные объемы выбросов СО2 на 1.180 тонн. Компания «Сименс» вложила в проводившийся в течение 2004 г. первый этап реконструкции свыше 1 млн. евро. Теперь университет получает договорные гарантии на экономию в размере около 236.000 евро. Из этих средств 41.000 евро может быть напрямую перечислено в университетский бюджет, а остальная часть направляется на финансирование необходимых инвестиций. Если экономия будет больше, то полученный в течение срока договора излишек партнеры разделят между собой. «Сименс» работает в США и Италии. Компания «Сименс» работает также и в США, где является ведущим партнером при заключении договоров о повышении эффективности энергопотребления. В США схема оплаты из сэкономленных средств ( performance contracting ) используется многими государственными организациями и компаниями – например, колледжем Hudson Valley Community в штате Нью-Йорк. В течение последних двух лет в миланском офисе крупного итальянского банка UniCredit прошла реконструкция с выполнением работ по повышению энергоэффективности. Один из проектов предусматривал замену четырех холодильных установок на более современные модели. Полученная в результате экономия оказалась на целых 30% больше, чем предполагалось. В течение года выбросы CO2 при эксплуатации здания сократились на 2.400 тонн. Именно по этой причине Европейская Комиссия в 2006 году выбрала банк UniCredit в качестве партнера, а компанию «Сименс» - в качестве помощника по программе GreenBuilding . История успеха. «За последние 10 лет только в Германии мы модернизировали энергосистемы более чем 1.600 зданий, и сэкономили энергозатраты на сумму 110 млн. евро», - говорит Ульрих Брикманн, менеджер по маркетингу компании «Сименс». – «Выбросы СО2 уменьшились на 646 тысяч тонн – это сравнимо с тем, как если бы автомобиль проехал 3,6 млрд. километров». С учетом международных проектов, «Сименс» взял рубеж в 1 млрд. евро экономии, что эквивалентно уменьшению выбросов на 9 млн. тонн. Ульрих Брикманн в этой связи отмечает следующее: «Мы взяли хороший старт. Теперь всем заинтересованным сторонам – компаниям, муниципальным властям, компетентным строительным органам – необходимо работать вместе для достижения дальнейших успехов». Лучшая энергия – та, которую мы сэкономили. Экономия энергии начинается в наших домах, и помогает в деле защиты климата. Борьба с изменениями климата -Лучший результат с меньшими затратами Австралия становится первопроходцем – она планирует стать первой страной, отказавшейся от обычных электрических лампочек в пользу экономичных моделей, сокращающих энергопотребление. По прогнозам, это позволит к 2012 г. уменьшить выбросы «парниковых» газов на 4 млн. тонн. Ральф Криенс, эксперт по устойчивому развитию из компании OSRAM, расценивает такие планы как подтверждение того, что мы все можем внести свой вклад в дело защиты окружающей среды, и добавляет: «В конце концов, 19% потребляемой в мире энергии расходуется именно на освещение». Компания OSRAM выпускает экономичные электрические лампочки, дающие достаточно света при одновременном снижении энергопотребления. Обычные лампы, в среднем, служат в течение 1000 часов, и превращают в световую энергию лишь 5% от расходуемой электроэнергии. Срок службы современной экономичной лампы – 15 лет, и за это время она сберегает 1 МВт-час электричества, что соответствует примерно 0,5 тонны выбросов СО2. Если все страны Европы решительно перейдут на использование только экономичных ламп, то эффект будет огромным. Годичные выбросы СО2 в атмосферу снизятся на 57 млн. тонн, что равно суммарному объему выбросов всех автомобилей в Испании за год. В пересчете на нефть экономия составит 142 млн. баррелей. Такого количества нефти достаточно для того, чтобы в течение года отапливать десять миллионов одноквартирных домов. Энергоэффективность. Такой подход позволяет добиваться лучшего результата с меньшими затратами. «Сименс» руководствуется этим принципом по всей энергетической цепочке – от добычи и переработки нефти, газа и угля, до производства, распределения и передачи электроэнергии. Диапазон предлагаемых решений очень широк: от новейших электростанций с комбинированным циклом, до моделей холодильников, потреблявших в 2005 г. на 80% меньше энергии, чем в 1995 году. Огромное поле для экономии представляют собой двигатели эскалаторов, лифтов, вентиляторов, насосов, конвейерных лент и т.п. Следует отметить, что 97% затрат в течение жизненного цикла стандартного двигателя – это энергетические затраты, и лишь 3% приходится на монтаж и закупки. «Для достижения энергоэффективности требуется мыслить по-новому», - говорит Вольфганг Блох, руководитель департамента экологических вопросов и технической безопасности компании «Сименс». – «При покупке или модернизации оборудования уже недостаточно учитывать только затраты на материально-техническое снабжение». Экономичные двигатели. Компания Volkswagen на своем заводе в г. Зальцгиттер (Германия) осуществляет замену всех неисправных стандартных двигателей на эффективные модели производства «Сименс». Установка экономичных двигателей «Сименс» последнего поколения окупается в весьма короткие сроки. Посредством оптимизации инженеры сумели уменьшить энергетические потери (то есть количество неиспользуемой энергии, превращающейся в тепло), и экономия составила до 45 процентов по сравнению с обычными электродвигателями. Люди во всем мире становятся более мобильными. В связи с этим возникает важная задача – снизить расход топлива и выбросы без ущерба для мощности автомобиля. Это является основной целью инновационных разработок в области дизельных и бензиновых автомобильных моторов. Важной вехой на этом пути стало распространение компанией «Сименс» успешных пьезоинжекторных технологий с дизельных на бензиновые двигатели. Такие технологии уменьшают расход топлива и объем выбросов; это снижение может составлять до 20 процентов. Объемы выбросов приближаются к нулю. Нередко случается так, что вроде бы маленькие шаги приводят к большим результатам. Примером могут служить электрические компоненты для автомобилей. Так, электрические усилители рулевого механизма потребляют на 2% меньше энергии, чем гидравлические системы. В перспективе, системы помощи водителю позволят экономить до 25% топлива благодаря упреждающему управлению автомобилем. Но и это ещё не всё. Вот что говорит Иоахим Тёпфер, сотрудник компании Siemens VDO: «Мы уже разрабатываем следующую серию инновационных технологий. Они включают, в частности, электрические компоненты для приводов, систем управления и амортизаторов, а также интегрирование электронных тормозов с клиновым разжимом прямо в колёса автомобилей. Настанет день, когда практически нулевые объемы выбросов превратятся из мечты в реальность».
Измерительные приборы-анализатор. Регулировать или разделять в ес. Громадські об. Проект еэк оон. Энергетика xxi века – эффективно. Главная -> Экология 
|