Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Экономию - в промышленность Энерго- и ресурсосберегающие технологии на VII технологическом форуме в Волгограде Напряжение, возникшее вследствие крупнейшего сбоя в мировой финансовой системе, ведет к пересмотру многих процессов в экономической и социальной сферах. Так или иначе затрагивая промышленно- производственные структуры, банковский кризис вынуждает вносить серьезные изменения в решения важнейших технологических задач. На память сегодня приходит звучный советский лозунг — «Экономика должна быть экономной!». Впрочем, этот призыв был актуален всегда и везде, поскольку касался не только промышленности, но затрагивал и повседневный быт каждого отдельно взятого человека. В новых условиях выживания, когда пересматриваются, казалось бы, незыблемые основы программ и стратегий финансово-производственных укладов на всех уровнях, структуре экономной экономики необходимо базироваться на взвешенных решениях соответст­вующих специалистов. В настоящее время особое значение приобретают проекты, направленные на оперативное внедрение энерго- и материалосберегающих технологий, сочетающих в себе и разумную ценовую составляющую. Обсуждение путей решения подобных проблем на местном и региональном уровне стало главной темой VII Технологического форума в Волгограде. Впрочем, его работа строилась не только на дискуссиях специалистов различных отраслей производства, представителей административных органов, коммерческих и проектных организаций. Практическая часть мероприятий «Технофорума ’2008» включала в себя и знакомство с экспозициями, которые для выставки «Новое в энергоресурсосбережении» подготовили предприятия и компании, приглашенные ВЦ «Регион» в Волгоград. Число участников нынешней демонстрации по понятным причинам было меньшим, нежели год назад. Однако это не убавило интереса к оригинальным технологичес­ким разработкам и продуктам, представленным на форуме. Системы энергосбережения В Российской Федерации сущест­вуют нормы для разработки программ комплексного развития сис­тем теплоснабжения (СТС) административных территорий, по сути — главных энергопотребителей. Они прописаны в трех федеральных законах. Это «Градостроительный ко­декс», «Основы регулирования тарифов» и «Вопросы нормативно-техничес­­­кого обеспечения теплоснабжения». Такая разобщенность одной темы порождает некоторое несоответствие в основных положениях, которые предусматривает тот или иной муниципальный энергетический план. Каждый самостоятельно созданный документ уже ведет к тому, что независимость одной программы от другой предполагает дополнительные расходы при их практической реализации. В то же время комплексный подход к формированию программ СТС и их осуществлению с учетом всех ключевых факторов является серьезным резервом в деле энергосбережения. Если же он дополняется грамотным выбором оборудования СТС, соответствующего условиям и месту использования, то эффект экономии будет более ощутимым как для поставщиков тепловой энергии, так и для потребителей. Специалисты ОАО «Завод “Этон”» (Беларусь) на примере практического применения производимого предприятием энергосберегающего оборудования заявляют о реальной экономии тепловой энергии в общем объеме до 30%. В жилищном секторе без нарушения условий комфортности этот показатель достигает 14%. Компания выпускает разноформатные запорно-регулирующие клапаны (КЗР), в т. ч. смесительные трехходовые, проходные и угловые. Кроме того, в ассортименте продукции имеются шаровые краны, сетчатые и грязеотделительные фильтры, а также регуляторы температуры и шкафы для электрического управления и коммутации электродвигателей насосов или вентиляторов. Подобное оборудование позво­ляет комплектовать различные по назначению и мощности системы регулирования тепловой энергии. С их монтажом в теплосетях становится возможным соблюдение графика отопления помещений в зависимости от температуры наружного воздуха, снижение расхода теплоносителя в ночное время, обеспечение защиты сетей от замораживания и т. д. На предприятии разработано более десятка практических схем СТС, горячего водоснабжения (ГВС) и вентиляции. Одна из них — с зависимой системой присоединения* — строится на основе использования регулирующих гидроэлеваторов. Последние, как и КЗР, являются ведущим исполнительным звеном в контуре управления теплоснабжением. Они представляют собой трех­-ходовой эжекционный насос с регулируемым сечением сопла и фланцевым присоединением к трубопроводам. Работают устройства по команде контроллера, управляя коли­чест­вом подаваемых потребителю горячей воды или пара. Использование регулируемого гидроэлеватора в качестве смесительного устройства сетевой воды с обратной водой СТС позволяет повысить гидравлическую устойчивость тепловой сети. Происходит это вследствие большого сопротивления приспособления и малого, но являющегося достаточным для поддержания температуры смешиваемой во­ды, диапазона регулирования потока. Аппарат надежен в работе и требует минимальных затрат на обслуживание. В состав регулирующего устройства, образец которого был представлен на выставке, входит электромеханический прямоходный исполнительный механизм с шаговым электродвигателем. Подобные приводы имеют различные типы питания и управления. Компактная конструкция включает в себя струйный насос, камеру смешения (сопло), уплотнительный узел и элементы управления и крепления. Выбор конкретного аппарата (по мощности, параметрам и задачам, решаемым в СТС) будет правильным, если заказчики проконсультируются с производителями. Говоря о комплексном подходе к решению задач энергосбережения можно утверждать, что его неотъемлемой частью должен быть много­плановый учет и анализ расхода тепло­носителей и потребления энергии. Для этих целей приборостроители создают все новые и новые соответствующие устройства. Одним из лидеров российского рынка энергосберегающих технологий является НПФ «Теплоком» (г. Санкт-Петербург), несколько лет назад ставшая корпоративным центром одноименного холдинга. Ком­пания выпускает весь комплекс оборудования для коммерческого учета тепла, ориентированного на условия эксплуатации в различных климатических условиях, осуществляет все виды работ по обслуживанию и ремонту своей продукции. Предприятие производит хорошо зарекомендовавшие себя тепло­вычислители серии ВКТ, электро­магнитные преобразователи расхода ПРЭМ, измерительные комплексы по газу ГСК, теплосчетчики ТСК и т. д. Только здесь изготавливают специализированные промышленные контроллеры котельной автоматики «Спекон». Отдельным направлением деятельности является поставка наборов комплектующих изделий для проливных поверочных установок, а также выпуск сервисных и вспомогательных устройств для накопления и передачи информации. Среди новинок, показанных на выставке, компания представила ультразвуковой теплосчетчик Ultra­Heat (UH50). Модель состоит из вычислителя, ультразвукового преобразователя расхода и двух температурных датчиков. Прибор не имеет подвижных частей и не подвержен механическому износу. Примененная в устройст­ве новая конструкция расходо­меров специально для малых типоразмеров исключает использование и учет отраженных от стенок сигналов. UltraHeat, являясь многофункциональным устройством, позволяет измерять потребляемую тепловую энергию в системах водо- и тепло­снабжения многоквартирных домов. Он может использоваться в качестве расходомера-регистратора, комбинированного счетчика тепла/холода в СТС и ГВС/ХВС, а вот его применение для среды с примесями гликоля недопустимо. UH50 обеспечивает вычисление и хранение в памяти максимальных значений с датой их регистрации в архивах. Он способен осуществлять самодиагностику (с отражением данных на дисплее) и обладает рядом других сервисных функций. Альтернативные источники энергии Современный уровень энерго­потребления в мире (в частности, резко возросший спрос на электроэнергию) требует все более широкого использования как возобновляемых, так и бестопливных источников энергии. Над решением этих вопросов работают специалисты во всем мире, а ряд проектов уже успешно реализован. Россия, несмотря на то, что относится к числу наиболее обеспеченных энергоресурсами государств, не является исключением. РФ в силу ее громадного пространства не имеет равномерного доступа к источникам энергии, удовлетворяющего все потребительские сферы. Более того, из-за динамичного роста цен на основные виды энергоносителей, многим районам (и даже целым регионам) скоро просто не по силам будет налаживать энергоснабжение путем покупки ресурсов. Об этом по инициативе Волго­градского центра энергоэффективности шел предметный разговор на форуме. Тема оказалась весьма актуальна, поскольку на протяжении длительного времени электроснабжение Волгоградской и ряда других областей ориентировалось только на покупную электроэнергию. Между тем в поселке Эльтон (Палласовский р-н) при поддержке и под патронажем Камышинского технологического института и Волго­градского государственного техничес­кого университета (ВолгГТУ) уже предпринимаются попытки со­оружения бестопливных энергетических комплексов (БЭК) «Эль­тон». Это установки, рассчитанные на использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Расчетное годовое производство электроэнергии на подобном комплек­се может достигать 30 млрд кВт·ч. Показатель более чем внушительный. Такое количество уже сегодня могло бы покрыть потреб­ности всей области и позволить рас­сматривать перспективные планы развития энергопотребления. Под­считано, что эксплуатационные за­траты на работу БЭК чрезвычайно малы. Кроме того, опытным путем не выявлены какие-либо неприемлемые воздействия от функционирования модулей на окружающую среду, в т. ч. отмечается практичес­кое отсутствие выбросов СО2. В основу проекта, реализация которого потребует не только административной и финансовой поддержки, но и партнерского участия многих профильных компаний, заложен типовой модуль мощностью 300 МВт. Он включает в себя ветряную и солнечную электростанции (ВЭС и СЭС соответственно), а также сверхпроводящий замкнуто-индукционный накопитель энергии (СПИН). Таких модулей на БЭК «Эльтон» устанавливается 50 ед. Компоновка ВЭС осуществляется ветротурбинами «Радуга 1», разработанными МКБ «Радуга» (Мос­ков­­- с­кая обл.), — ветроагрегатами, уже прошедшими определенную практическую отработку. Мощность каждой такой ветротурбины с высотой башни 36 м и диаметром колеса 48 м состав­ляет 1000 кВт. На 1 модуль БЭК устанавливается 100 агрегатов, ориен­тированных по «розе ветров». Теория и опыт строительства ВЭС показали, что ветротурбинные установки должны располагаться по 20 ед. в ряду с шагом между соседними машинами в 60 м. Для степных территорий, какие преобладают в Волго­градской области, решение вопроса отвода соответствующих площадей (порядка 144 га) для формирования мощных БЭК не должно быть проб­лемой. На ветроагрегатах устанавливаются генераторы номинального напряжения 6,3 кВ, что позволяет собирать электроэнергию с каждого ряда ветротурбин по шинам 6 кВ на рядный трансформатор 6/110 кВ мощностью 20 МВА. Один типовой модуль потребует применения пяти трансформаторов. Они (по общей ЛЭП 110 и через согласующую подстанцию) выдают мощность в накопитель энергии СПИН-1000. При коэффициенте использования мощности (КИМ) 60% такой модуль ВЭС может выдавать до 210 млн кВт·ч электроэнергии в год. В промежутках между рядами ветроагрегатов проект предполагает размещение солнечных электростанций на гетероструктурных преобразователях излучения. Последние созданы в Институте ядерной энергии (Московская обл.). Они имеют коэффициент преобразования звездного излучения около 50%. Особенности конструкции СЭС такого типа заключаются в том, что солнечные панели станции закрепляются на плоских неподвижных гелиостатах, имеющих расчетный наклон в южную сторону. Ориен­тация оптической системы на Солнце осуществляется в этом случае голографическим концентратором. Он позволяет брать солнечное излучение с любого угла при неподвижном состоянии гелиостата. Отсутствие механизмов ориентации гелиостатов на Солнце, которые применялись в ранних проектах СЭС, существенно снижает стоимость и значительно упрощает эксплуатацию панели. Сверхпроводящий индукционный накопитель энергии СПИН, объединяющий систему комплекса, представляет собой замкнутую индукционную катушку из сверхпроводящих кабелей протяженностью около 5 км общей емкостью до 1000 МВт·ч*. Являясь аккумулятором поступающих от СЭС и ВЭС мощностей, он, в свою очередь, через согласующую подстанцию соединен с энергосетью линиями постоянного тока ППТ-750. Благодаря этому генерируемая электроэнергия в 600 млн КВт·ч в год каждого модуля БЭК может выдаваться в энергосистему по линиям связи. Диспетчер расходует ее по мере необходимости и вбрасывает в сеть в пик нагрузки потребления. Новые технологии Тема использования альтернативных источников энергии распространялась в дискуссиях не только на выработку электричества, но и на различные виды энергоносителей. В частности, на топливные композиции, которые можно было бы применять в поршневых двигателях. Речь, впрочем, идет уже не только о возможностях, но и необходимости. Запасы нефти не вечны, цены на традиционные моторные виды топлива растут вне зависимости от кабинет­ных решений. К переходу на другие виды энергоносителей для двигателей подталкивают и ужесточающиеся требования к токсичности отработанных газов. Не случайно Евро­пейская экономическая комиссия ООН приняла резолюцию о переводе к 2020 г. 22% автотранспорта Европы на альтернативные виды топлива (10% — на природный газ, 8% — на биогаз, 4% — на водород). Российские специалисты, оценивая ситуацию сегодняшнего дня, наиболее приемлемыми заменителями считают синтетическое жидкое топливо (СЖТ)**. В принципе, уже отработаны технологические схемы его получения с использованием пиролиза, прямой и косвенной гидрогенизации. Основными видами сырья для получения СЖТ являются природный или попутный газ, газовый конденсат, каменный и бурый уголь. Для этой же цели подходят природные битумы и битуминозные породы (сланцы, нефтяные пески), вторичные ресурсы (коксовый, ферросплавный и доменный газы), промышленные и бытовые отходы. И сегодня топливные компании уже определяются с размещением заказов на синтетическое топливо, но рассматривают эти вопросы, сообразуясь с экономической целесообразностью. Все более популярными становятся специальные добавки, используемые при сжигании различных видов топлива для получения тепла. Его действительно становится больше, если применять, к примеру, высокотемпературный абсорбент серы «Антисера-Б». Выпускаемая ООО «Нефтегаз-Сталь-ЭНВК» (Волгоградская обл.) при­садка представляет собой низко­замерзамерзающий ингибированный рас­т­вор минеральных неорганических соединений. Его вводят для снижения содержания сернистого газа, образующегося в дымовых газах во время сгорания мазута, нефти, угля и ряда серосодержащих углеводородных композиций, используемых в качестве топлива. Применение таких присадок сокра­щает расход топлива, идущего на обогрев объектов, существенно увеличивает работоспособность и срок службы устройств. Кроме того, введение «Антисеры-Б» обеспечивает удаление и предотвращает образование шлаковых отложений на поверхности оборудования. Немало­важным фактом является и двуктратное сокращение выброса токсичных газов в атмосферу. При этом нет необходимости создавать специальные фильтрующие установки на топливных агрегатах. Энергосберегающие материалы и композиции Снижение потерь электроэнергии в силовых цепях было и остается одним из важнейших направлений технологических изысканий в энерго­емких отраслях промышленности. Интересный анализ условий эксплуатации инженерного технического оборудования на предприятиях энергетического комплекса и электрометаллургических комбинатах был сделан научными сотрудниками ВолгГТУ. Его результаты показали, что неиспользованным ресурсом для решения проблемы потерь электроэнергии является уменьшение переходного электросопротивления в токоподводящих контактных уз­лах. Беспо­лезные расходы здесь зачастую достигают 50% от эксплуатационной мощности силовых установок. Контакт-детали узлов токоподвода традиционно выполняются из различных медных и алюминиевых материалов. Между собой они соединяются, как правило, двумя способами — напрямую или через стандартные переходные элементы. Послед­ние изготавливаются сваркой встык разнородных пластин или путем плакирования тонким слоем контактирующей поверхности с помощью холодной или диффузной сварки. Оба способа, как свидетельствует практика, имеют ряд недостатков и уже не могут сегодня отвечать всем требованиям энергоэффективности. Наиболее рациональным решением задачи снижения потерь электроэнергии является применение в контактных узлах силовых цепей высококачественных медно-алюминиевых или сталемедных композиционных переходников, изготавливающихся сваркой взрывом. Техно­логические особенности такого метода позволяют обеспечить высокие электрофизические характеристики, а также надежные механические свойства переходных элементов. Основу технологического процесса составляет сварка биметалличес­ких заготовок толщиной 8–10 мм с последующей их холодной прокаткой до требуемой толщины. Из полученных листов с высокой чистотой поверхности вырезаются либо штампуются готовые изделия нужных типоразмеров и форм. Одним из возможных вариантов использования сваренных взрывом композиционных деталей в силовых электрических цепях могут служить алюминиевые кабельные наконечники, плакированные тонким медным слоем. Они предназначены для соединения плоских медных выводов электрических машин и энергоустановок с кабельными токоподводами круглого сечения. Рациональным как с технологи­ческой, так и с экономической точки зрения решением конструкции разборного токоподводящего узла силовых электрических цепей является соединение плоского медного вывода и алюминиевого наконечника кабеля через сваренную взрывом тонкую переходную пластину. Равная по площади контактирующей поверхности каждой из сопрягаемых контакт-деталей и устанавливаемая с захватом элементов пластина обеспечивает контакт одно­-именных металлов (алюминий+алюминий, медь+медь). При этом реализуется идея замены одного, «плохого» контакта (медь+алюминий) двумя «хорошими», что позволяет (в отличие от соединения напрямую) избежать электрохимической коррозии. Кроме того, подобные переходники могут эффективно использоваться вместо кабельных наконечников с одно- и двухсторонней медной плакировкой, которые часто вводятся в контактные узлы с разветвлениями и отводами. Рациональное использование вто­ричных ресурсов — это не только решение накапливающихся экологических проблем, особенно в промышленно развитых регионах, а еще и перспективный прибыльный бизнес, обеспечивающий столь важное сегодня сбережение ресурсов. Такой подход на примере так называемого «черного золота на обочинах» (выбрасываемых на свалки отработанных автомобильных шин) демонстрировался на стенде ООО «НТ Эко­Центр “Зеленый мир”» (Волго­градская обл.). Количество приобретаемых в России автомобилей из года в год (даже несмотря ни на какие кризисные явления) набирает темпы. Вследствие этого в стране не меньшими темпами растет и число вышедших из строя автомобильных шин. И, видимо, очень скоро мы станем солидным дополнением к международной «копилке отходов». А она и без того уже существенна. Напри­мер, в 27 странах ЕЭС ежегодно выбрасывается более 300 млн шин. Но надо признать, что в настоящее время около трети вышедшей из строя «автообуви» за рубежом уже успешно перерабатывается и используется вновь. Этот показатель имеет оптимистичные прогнозы, поскольку ежегодно возрастает. Итальянская компания Marangoni, например, построила центр утилизации шин, обеспечивающий топливом электростанцию мощностью 3,3 тыс. кВт. Более того, из 1 т сжигаемых здесь шин (а таких тонн только за день набегает до 40) извлекают 200 кг стали и 35 кг окиси цинка. Введенная здесь технология переработки позволяет полностью избавиться от выбросов в атмосферу СО2. Широкое применение находит и получаемая в процессе утилизации резиновая крошка. Используемая в качестве добавки в резиновые смеси при изготовлении новых покрышек и других резиновых изделий, она повышает стойкость продуктов к изгибающим воздействиям, увеличивает срок их эксплуатации. Материал может служить и как напольное покрытие спортивных и игровых площадок, а англичане научились смешивать его с красителями и стали делать крупногабаритные детские игрушки, безопасные качели и т. п. В России известна технология переработки автошин путем растворения в органической композиции, патент на которую был выдан еще в 2004 г. В основе лежит уникальный способ переработки резиносодержащих и полимерных отходов. Конеч­ным результатом является не только уничтожение вредных и практически не разлагающихся (по крайней мере, в течение 100 лет) отходов, но и получение на заключительной стадии процесса высоколиквидных продуктов. Евгений Каршилов, фото автора * Зависимое присоединение в СТС применяют, когда для системы отопления требуется более низкая температура теплоносителя, чем в тепловой сети, а давление в точке присоединения ниже допустимого. Температура теплоносителя в этом случае снижается смешением сетевой воды с обратной водой системы отопления. Для смешения используются водоструйные насосы — гидроэлеваторы. * Опыт создания подобных сверхпроводящих магнитных систем у российских предприятий уже есть, поскольку аналогичные конструкции создавались под заказ (например, для ускорителя ЦЕРН в Швейцарии). ** Технология производства синтетического бензина из попутных углеводородных газов успешно разработана и реализуется компанией ООО «Нефтегаз-Сталь-ЭНВК» (Волго­градская обл.).