АВТОРЫ:

 

 

Кандидат технических наук:

В. И. Хлудеев

Кандидат физико-математических наук:

А. Н. Ефременко

 

Энергосберегающие модули (ЭСбМ) для пневмокамерных насосов.

 

1. Введение

Предприятия РФ имеют в значительной своей части промышленное оборудование 60-70- х годов выпуска, замена которого современным оборудованием требует больших капитальных затрат и длительных сроков окупаемости, в том числе необходимо переобучение персонала. Указанные причины затрудняют внедрение новых технологий из-за высокой стоимости начальных затрат и, как правило, приводят в среднесрочном периоде к росту себестоимости выпускаемого предприятием конечного продукта.

Развитие промышленного производства ориентируется не только на применение новых машин и технологий, но может осуществляться при более низких начальных затратах путем модернизации существующего оборудования. Модернизация предполагает улучшение существующих параметров производительности оборудования при одновременном снижении удельных затрат по электроэнергии на 1 тонну выпускаемой продукции, т.е. направлена на энергосбережение и снижение себестоимости. Снижение энергозатрат путем модернизации существующего оборудования, как результат применения современных технологий; – это технологии энергосбережения, которые в ряде случаев дают впечатляющие результаты.

Одним из направлений деятельности ООО «Технологии энергосбережения» (официальный сайт www.tes31.ru ) является производство и внедрение энергосберегающих модулей ЭСбМ для пневматических камерных насосов, которыми осуществляется транспортировка различных сыпучих материалов: цемент, известь, глинозем, шамот, пропанты, апатитовый концентрат, фосфориты, золошлаки, колосниковая пыль доменных печей, осажденная пыль электрофильтров, сухие смеси, гранулированные материалы и др. Технология ЭСбМ запатентована ООО «ТЭС», внедрена на ряде предприятий и позволяет в 2 раза сократить затраты по электро-энергии при транспортировке сыпучих материалов.

 

2. Технология ЭСбМ

Как известно, камерный насос представляет собой один или несколько сосудов, оборудованных загрузочным патрубком, с плотно закрывающимся клапаном, герметизирующим сосуд после загрузки, и разгрузочным устройством, обеспечивающим интенсивное разрыхление и выдачу аэрированного материала в транспортный трубопровод. Материаловоздушная смесь под действием перепада давления перемещается к месту разгрузки [1].

Технология ЭСбМ [2] обеспечивает оптимальную (в зависимости от физико-механических свойств материала, параметров трассы материалопровода) концентрацию материаловоздушной смеси непосредственно в камере насоса, которая без изменения термодинамических параметров поступает в материалопровод и сохраняет стабильность при транспортировке. ЭСбМ относится к нагнетательным установкам, работающим по принципу перемещения материалов в потоке воздуха, и применяется для транспортировки порошкообразных и мелкозернистых материалов. ЭСбМ – это модуль встраиваемый в пневмокамерный насос, который позволяет устойчиво работать при пониженном давлении и пониженном удельном расходе транспортирующего агента (количестве кубических метров сжатого воздуха в пересчете на нормальные условия, отнесенные к тонне материала) за счет уменьшения сопротивления среды. Для ЭСбМ камера насоса перестает быть сосудом для вытеснения материала воздухом, а становится камерой интенсивного быстропротекающего процесса перемешивания во всем объе ме.

ЭСбМ обеспечивает 2-х кратное снижение расхода сжатого воздуха за счет специально подобранной системы турбулентных воздушных потоков в объеме камеры, создающих максимально возможную для данного материалопровода концентрацию смеси, которая без затруднений поступает в приемный склад (силоса, бункер).

Экономическая эффективность выполняемой реконструкции камерных насосов рассчитывается следующим образом:

Экономия электроэнергии при производстве сжатого воздуха, после установки ЭСМ на ПКН:

Э(эл.эн.) = Ки х Тгод х Qн х (Рдо- Рпосле) х q КВтчас, где:

Э(эл.эн.) - годовая экономия электроэнергии;

Ки - коэффициент использования оборудования;

Тгод - годовой баланс рабочего времени 365 дней х 24 ч.

Qн - производительность камерного насоса, определяется производительностью цементной мельницы;

Рдо - расход сжатого воздуха на транспортировку 1т материала камерным насосом до реконструкции;

Рпосле - расход сжатого воздуха на транспортировку 1т материала камерным насосом после реконструкции;

q - удельный расход электроэнергии на производство 1м3 сжатого воздуха.

Экономический эффект в рублях:

Эруб. = Э(эл.эн.) х Ц(эл.эн.), (руб.) - цена 1 Квтчас для предприятия

Целесообразность внедрения технологии энергосберегающих модулей (ЭСбМ) на примере годовой экономии холдинга

Удельные затраты электроэнергии на производство 1 м3 сжатого воздуха (КВтчас/м3), ,для заводов РФ: 1 м3 = 0,1 КВтчас.

Выполним расчет годовой экономии электроэнергии – Э эл.эн, для 2-x камерного ПКН ТА-29 с удельным расходом 100м3/т. и производительностью 60 т/час, после установки ЭСбМ:

Ки = 0,81        Qн = 60т/час        Рдо = 100м3/т        Рпосле = 50м3/т        q = 0,1КВтчас./м3

Ээл.эн = 0,81 x 365 сут x 24 час x 60 т/час x (100 м3/т - 50 м3/т) x 0,1 КВтчас/м3 =

= 2 128 680 КВтчас/год.

Цена электроэнергии для промышленных предприятий в настоящее время составляет 1 КВтчас = 2,2 руб, т.е. в стоимостном выражении годовая экономия электроэнергии от установки ЭСбМ на ПКН

Эруб. = Ээл.энx 2,2 руб/КВтчас = 2 128 680 КВтчас/год x 2,2 руб/КВтчас = 4 683 069 руб/год

Стоимость ЭСбМ для 2-х камерного ТА-29 (включая обследование, инжиниринг, изготовление, шеф-монтаж, авторский надзор и пусконаладку оборудования – 1 500 000 руб.

Срок окупаемости ЭСбМ: 12 месяц. x 1,5/4,68 = 4 месяца.

Гарантия 1 год, при выполнении правил эксплуатации.

Срок службы ЭСбМ – 5 лет.

Внедрение ЭСбМ обеспечивает снижение себестоимости конечного продукта на 11,0 руб/т, за счет экономии электроэергии при перекачке сыпучих материалов:

(100м3/т - 50м3/т x 0,1 КВтчас/м3 x 2,2руб/КВтчас = 11,0 руб/т.

Холдинг с объемами годовой перекачки сыпучих материалов в 10 млн.т. с долей ПКН - 85% и фуллеров (пневматических насосов) - 15% , экономит на ЭСбМ: 10 млн.т. x 0,85 x 11,0 руб/т = 93,5 млн.руб/год

3. Слайды с мест установки ЭСбМ

Монтаж энергосберегающих модулей (ЭСбМ) на 2-х камерных ПКН К-1955 и ТА-29

ПРУП «Кричевцементошифер», Белоруссия, 2006 год.

 

 

 

Монтаж энергосберегающего модуля (ЭСбМ) на ПКН ТА-28

ОАО «Ангарскцемент», РФ, 2009 год

Результаты замеров работы ЭСбМ (монитор машиниста цем. м-ц.) на 2-х камерном ПКН цем. м-цы №5 ПКН К-1955, ЗАО «Осколцемент», 2008 год.

 

 


4. Заключение

 

В заключительной части остановимся на преимуществах технологии ЭСбМ, которые получены в практике их применения в период с 2004 г. по 2009 г ООО «Технологии энергосбережения» вся подробная информация размещена на сайте www.tes31.ru

 Преимущества от ЭСбМ на практике:

А) Из эксплуатации полностью или частично выводится компрессорное оборудование без потери производительности ПКН, закупка новых дорогостоящих компрессоров и запчастей к ним - не требуется.

В) Реконструкция ПКН проводится в течении одной рабочей смены (8-10 часов), т.е. без длительной остановки процесса производства.

С) Осушка воздуха для работы энергосберегающих модулей за счет использования «НОУ-ХАУ» - не требуется

D) Простота обслуживания камерных насосов после реконструкции снижает затраты на их эксплуатацию и не требует переобучения рабочего персонала.

 Все сопла аэрационной системы для ЭСбМ производства ООО «ТЭС» выполненны из высокопрочных легированных сталей с применением плазменной технологии термообработки, сопла аэрации взаимозаменяемы и сделаны съемными для удобства обслуживания. ЭСбМ неприхотлив в обслуживании, надежен и стабилен в работе.

 

E) Существенные преимущества ЭСбМ перед зарубежными фирмами - удельный расход сжатого воздуха на 1 т. цемента ниже вдвое, цена ниже в 5-6 раз, поэтому окупаемость вложений на ЭСбМ составляет 4-5 месяцев

Экономический эффект

Позвольте предложить, Вашему вниманию наши услуги по снижению затрат сжатого воздуха (электроэнергии) на транспортировку сыпучих материалов камерными насосами в условиях Вашего производства. ООО «ТЭС» на основе запатентованной технологии осуществляет реконструкцию камерных насосов всех марок, которая позволяет при транспортировке сыпучих материалов снизить расход сжатого воздуха(электроэнергии) от 30%.

Преимущества перед зарубежными аналогами

Внедрение данной реконструкции позволяет Вам вывести из эксплуатации высвободившееся компрессорное оборудование и снизить нагрузку на действующие компрессора.

Обслуживание камерных насосов после реконструкции упрощается, что влечёт за собой снижение затрат на их эксплуатацию. Осушка воздуха не обязательна.

Экономическая эффективность выполняемой реконструкции камерных насосов определяется следующими аналитическими выражениями.

Экономия электроэнергии при производстве сжатого воздуха для работы одного ПКН ТА:

Э(эл.эн.) = Ки х Тгод х Qн х (Р1- Р2) х Q1 , кВт/час, где:

Э(эл.эн.) - годовая экономия электроэнергии;

Ки - коэффициент использования оборудования;

Тгод - годовой баланс рабочего времени 365 дней х 24 ч.

Qн - производительность камерного насоса, определяется производительностью цементной мельницы;

Р1 - расход сжатого воздуха на транспортировку 1т цемента камерным насосом до реконструкции;

Р2 - расход сжатого воздуха на транспортировку 1т цемента камерным насосом после реконструкции;

Q - удельный расход электроэнергии на производство 1м3 сжатого воздуха.

Экономический эффект в рублях:

Эруб. = Э(эл.эн.) х Ц(эл.эн.), (руб.), где:

Э(эл.эн.) - экономия электроэнергии в результате реконструкции, кВт/час;

Ц(эл.эн.) - цена 1 кВт/час для предприятия (2 руб.)

Ки = от 0,7 до 0,9

Qн = 60 т/час для 2-х камерного ТА-29;

100 т/час для ТА-28

Р1 = 100-120м3/т; Р2 = 50м3/т; Q1 = 0,1 кВт х час/м3

Эруб. ТА-29 = (0,7;0,9)х 365 х 24 х 60 х (100-50) х 0,1 х 2 = 3679200;4730400

Эруб. ТА-28 = (0,7;0,9)х 365 х 24 х 100 х(100-50) х 0,1 х 2 = 6132000;7884000

Эруб. ТА-29 от 3 679 200 до 4 730 400 руб.;

Эруб. ТА-28 от 6 132 000 до 7 884 000 руб.


Целесообразность внедрения технологии энергосберегающих модулей (ЭСбМ) на примере годовой экономии холдинга:

 

Удельные затраты электроэнергии на производство 1 м3 сжатого воздуха (КВтчас/м3), как правило 1 м3 = 0,1 КВтчас.

Привожу расчет годовой экономии электроэнергии – Э, для цем. мельницы Ø 3,2x15м производительностью 50 т/час, на которой имеется 2-х камерный ПКН ТА-29 с удельным расходом 100 м3/т., после установки ЭСбМ:

Ки = 0,81        П = 50т/час        Рдо = 100м3/т        Рпосле = 45м3/т        Уд = 0,1КВтчас./м3

Э = 0,81 x 365 сут x 24 час x 50 т/час x (100 м3/т - 45 м3/т) x 0,1 КВтчас/м3 =

= 1 951 290 КВтчас/год.

Стоимость электроэнергии для завода в настоящее время 1 КВтчас = 2,2 руб, т.е. в стоимостном выражении годовая экономия электроэнергии от установки ЭСбМ на цем. мельнице Ø3,2x15м :

2,2 руб/КВтчас Э = 2,2 руб/КВтчас x 1 951 290 КВтчас/год. = 4 292 838 руб/год

Стоимость изготовления ЭСбМ для 2-х камерного ТА-29, включая шеф-монтаж и пусконаладку – 1500000 руб.

Срок окупаемости ЭСбМ: 12 месяц. x 1,5/4,2 = 6 месяц.

Гарантия 1 год, при выполнении правил эксплуатации.

Срок службы ЭСбМ – 5 лет.

Как следует из расчета, внедрение ЭСбМ обеспечивает снижение затрат по электроэнергии на 12,1 руб/т. при производстве цемента.

Холдинг при годовом выпуске цемента 30 млн.т. с долей ПКН - 85% и фуллеров (ПВН) - 15% , экономит на ЭСбМ: 30 млн.т. x 0,85 x 12,1 руб/т = 308,55 млн.руб/год

Технология позволяет на камерных насосах Вашего предприятия снизить до 50% потребление сжатого воздуха при перекачке сыпучих материалов (минеральных удобрений-апатитового концентрата,цемента и др.) от мельниц в силоса и уже в течение первого года эксплуатации не только окупить начальные затраты на приобретение модуля, но и получить чистую прибыль в виде экономии электроэнергии и отключении избыточного парка компрессоров.