Снижение энергетических затрат на предприятиях...

Снижение энергетических затрат на предприятиях хлебопекарной промышленностиРуководство по повышению рентабельности производства

Содержание этого отчета защищено авторским правом.

Воспроизводить, копировать или распространять текст отчета полностью или по частям, в любой форме без ссылки на отчет Международной финансовой корпорации (IFC) «Снижение энергетических затрат на предприятиях хлебопекарной промышленности» запрещается.

IFC поощряет распространение этой публикации и настоящим дает свое согласие пользователю этой работы на воспроизведение ее частей для личного некоммерческого использования, без права на перепродажу, дальнейшее распространение или создание продукции, созданной непосредственно на основе содержания или информации, изложенной в публикации. Воспроизведение или использование этого труда иным способом будет обусловлено формальным письменным разрешением IFC.

При подготовке отчета «Снижение энергетических затрат на предприятиях хлебопекарной промышленности» за основу взято одноименное руководство, разработанное в рамках программы «Лучшая практика энергоэффективности» Министерства окружающей среды Великобритании. Руководство было дополнено и адаптировано к применению в России. Информация в этом отчете представлена исключительно с целью ознакомления. IFC, группа Всемирного банка, а также Глобальный экологический фонд, Датское энергетическое агентство, Министерство иностранных дел Финляндии и Министерство труда и экономики Финляндии не несут ответственности за достоверность информации, содержащейся в отчете.

Этот отчет не претендует на исчерпывающее освещение вопросов, которые в нем анализируются, и не должен служить основой для принятия деловых решений. По всем правовым вопросам обращайтесь за консультацией к независимому юристу.

Информация и материалы, использованные в процессе подготовки этого отчета, являются собственностью IFC и сохраняются в ее архивах.

© 2009 Международная финансовая корпорация

Этот отчет можно получить в электронном виде по следующему адресу: www.ifc.org/rsefp

Снижение энергетических затрат на предприятиях хлебопекарной промышленностиРуководство по повышению рентабельности производства

Снижение энергетических затрат на предприятиях хлебопекарной промышленности

Руководство по повышению рентабельности производства

| 2 |

Cодержание

1. Краткое содержание .............................................................................................3

2. Предприятие хлебопекарной промышленности: энергопотребление и энергетические затраты ................................................4

3. Стадии производственного процесса ..............................................................5

3.1. Хранение и подготовка муки к производству ...........................................6

3.2. Охлаждение дрожжей и воды ..................................................................7

3.3. Расстоечные шкафы ................................................................................. 8

3.4. Хлебопекарные печи ................................................................................ 8

3.4.1. Горелки............................................................................................ 9

3.4.2. Утилизация теплоты уходящих газов хлебопекарных печей ...... 10

3.4.3. Пекарные камеры ......................................................................... 11

3.5. Выгрузка хлеба из форм .......................................................................... 11

3.6. Охлаждение готового продукта .............................................................. 12

4. Общепромышленное энергопотребляющее оборудование и технологии ................................................................................................................ 13

4.1. Сжатый воздух ......................................................................................... 13

4.1.1. Эффективное использование утилизированной теплоты компрессоров ......................................................................................... 15

4.1.2. Воздушные ножи .......................................................................... 16

4.2. Котлы и распределение пара ...................................................................17

4.2.1. Производство пара ....................................................................... 19

4.2.2. Распределение пара ..................................................................... 20

4.3. Вода .........................................................................................................20

О программе IFC по стимулированию инвестиций в энергосбережение .................................................................................................. 22

Таблица 1. Энергосберегающие мероприятия и потенциальный срок окупаемости ......................................................................................................... 5

Таблица 2. Потенциал использования теплоты компрессоров ...................... 15

Таблица 3. Потенциал экономии энергии при использовании пневматических ножей ..................................................................................... 17

Таблица 4. Энергосберегающие мероприятия в системах производства и распределения пара и возможная экономия......................... 18

Таблица 5. Типичные меры по сокращению потребления воды .................... 21

Рис. 1. Потребление газа по секторам на предприятиях хлебопекарной промышленности ................................................................................................ 4

Рис. 2. Потребление электроэнергии по секторам на предприятиях хлебопекарной промышленности ...................................................................... 4

Рис. 3. Типичная экономия вследствие реализации мер по снижению утечек сжатого воздуха ...................................................................................... 14

Рис. 4. Схема утилизации теплоты компрессора ............................................. 16

Таблицы

Рисунки



| 3 |

Данное Руководство пред наз наче но для пред прия тий хле бо пекар ной про мыш лен нос ти, ко то рые обыч но ис поль зу ют тун нель ные печи. Сни же ние энер го пот реб ления пред прия тия ми хле бо пе карной про мыш лен нос ти ве дет не пос редст вен но к росту их при бы ли. Кроме того, сни же ние рас хо да энер гии име ет и эко ло ги чес кое зна че ние.

В целом по отрасли в России энерге ти чес кие затраты составляют около 2,5 млрд руб. в год.

1. Краткое содержание

Экономию энергии можно контролироватьЕсли энергетические затраты хлебозавода составляют 2,5% от совокупных затрат, а его прибыль равна 5% от оборота, то снижение энергетических затрат на 10% эквивалентно росту прибыли на 5%.

Основная часть энергопотребления на предприятии хлебопекарной промышленности приходится на долю печей. Однако многие другие виды оборудования также потребляют большое количество тепла и электроэнергии, поэтому для достижения наибольшей экономии необходим целостный подход. Потенциал энергосбережения описан в различных разделах данного Руководства.



| 4 |

По итогам 2006 г. предприятия хлебопекарной промышленности РФ произвели продукции на сумму около 100 млрд руб., из которых 2,5 млрд руб. или 2,5% составляют энергетические затраты. На долю хлебопекарных печей приходится основная часть энергопотребления на предприятиях; на втором месте стоят электро

двигатели, приводящие в действие мешалки и вентиляторы. В структуре энергопотребления отрасли 510% составляет электроэнергия, 9095% — топливо и теплоэнергия.

На рис. 1 и 2 показано относительное потребление газа и электроэнергии на предприятиях хлебопекарной промышленности.

2. Предприятие хлебопекарной промышленности: энергопотребление и энергетические затраты

Хлебопекарные печи, 77

Нагрев воды, 4

Коммунальные услуги, 14

Расстоечные шкафы, 5

Рис. 1. Потребление газа по секторам на

предприятиях хлебопекарной промышленности

Рис. 2. Потребление электроэнергии по секторам на

предприятиях хлебопекарной промышленности

Охладители для выпеченного хлеба, 20

Холодильное оборудование, 7

Воздухообработка, 5

Хлебопекарные печи, 15

Сжатый воздух, 7

Устройства для выгрузки из форм, 5

Мешалки, 10

Конвейерные ленты, 6

Расстоечные шкафы, 5

Другое, 20



| 5 |

Как и многие пищевые производства, изго тов ле ние хлебопекарных изделий включает несколько стадий, и на каждой приме няются различ ные методы. В этом разделе приводятся опи

сания различных технологий и возмож ных энер го сбе ре гаю щих меро прия тий на каж дой ста дии произ водст вен но го процесса. Эта инфор ма ция кратко систе ма тизиро вана в табл. 1.

3. Стадии производственного процесса

Стадия произ-водственного процесса

Общепромышленные энергопотребляющие установки/ Технологии

Потенциал энергосбереже-ния (%)*

Капиталовложения Срок окупаемости

Хранение и подготовка муки к производству

более эффективные электродвигатели

3 цена немного выше, чем у стандартного электродвигателя

до 3 лет

Охлаждение дрожжей и воды

правильное размещение камер и оборудования

до 30 стоимость работ и материалов по переносу камер из внутренних помещений

< 1 года

своевременная очистка поверхностей конденсаторов и испарителей

до 10 беззатратное немедленно

использование автономных камер

до 50 стоимость холодильных камер от 2 лет

максимальная загрузка камер охлаждения

в среднем до 20 беззатратное немедленно

контроль состояния теплоизоляции камер,

в среднем до 10 на ремонт теплоизоляции от 1 года

секционирование камер, уменьшение их высоты

в среднем до 20 стоимость теплоизоляции или стеновых панелей

от 1 года

Расстоечные шкафы

правильная эксплуатация и обслуживание, целевой мониторинг

5 затраты на создание оптимальных условий эксплуатации расстоечных шкафов

< 1 года

Хлебопекарные печи

утилизация теплоты уходящих газов хлебопекарных печей

До 7 затраты на приобретение и монтаж утилизационного оборудования

до 5 лет

настройка режимов работы горелок

5 небольшие (технический специалист предприятия)

немедленно

теплоизоляция и использование смотровых лючков

2,5 стоимость материалов и работ < 1 года

Выгрузка готового хлеба из форм

регулируемые электроприводы 30 стоимость частотных преобразователей

23 года

Энергосберегающие мероприятия и потенциальный срок окупаемости

Таблица 1.



| 6 |

Стадия произ-водственного процесса

Общепромышленные энергопотребляющие установки/ Технологии

Потенциал энергосбереже-ния (%)*

Капиталовложения Срок окупаемости

Охлаждение готовых изделий

более эффективные электродвигатели

3 цена немного выше, чем у стандартного электродвигателя

до 3 лет

эффективное холодильное оборудование

20 стоимость и монтаж оборудования

до 5 лет

Сжатый воздух регулирование 5 стоимость системы автоматического регулирования

до 3 лет

устранение утечек 30 стоимость материалов и запорной арматуры

< 1 года

установка автономных компрессоров

40 стоимость компрессоров < 1 года

использование двухскоростных компрессоров в режиме максимальной производительности с дросселированием на всасывающей стороне

15 беззатратное немедленно

утилизация теплоты системы охлаждения компрессора

до 25 стоимость утилизационного оборудования и монтажа

< 2 лет

эффективные воздушные ножи до 70 стоимость оборудования и монтажа

< 1 мес.

Пневмо-транспорт муки

замена в ряде случаев компрессоров воздуходувками

до 50 стоимость воздуходувки и монтажа

< 1 года

* Экономия энергии в процентах приведена в пропорции к текущему уровню энергопотребления. Высокое значение в таблице не обязательно указывает на более значительный потенциал энергосбережения, чем более низкое значение для другой технологии.

Пневматическая бестарная транспортировка муки обеспечивает аккуратное распределение муки индивидуально для каждой мешалки при помощи программируемого логического управляю

щего устройства. Предприятиям с несколькими производственными линиями и мешалками, возможно, требуются локальные бункеры для муки и пневмотранспортеры.

3.1. Хранение и подготовка муки к производству

На ряде предприятий практикуется использование воздуходувок для пневмотранспорта муки вместо компрессоров. Экономия электро

энергии может составить до 50% электропотребления на транспортировку муки сжатым воздухом, вырабатываемым компрессорами.

Использование более эффективных электродвигателей на системах пневмотранспорта может снизить потребление электроэнергии почти на 3%.



| 7 |

Ингредиенты, требующие охлаждения, включают жидкие дрожжи для продления эффективного срока хранения и холодную воду; они смешиваются в различных пропорциях для контроля температуры замеса теста.

Часто используются компактные холодильные установки; продуманное месторасположение мо

жет повысить их эффективность. В идеале, они должны находиться вне помещения в прохладном, затененном месте, куда не попадает солнечный свет. Следует также избегать их размещения в «горячих зонах» или там, где на поверхности конденсатора или на фильтре может скапливаться мусор, листья деревьев или мука, снижающие их КПД.

3.2. Охлаждение дрожжей и воды

Регулярное техобслуживание не только обеспечит надежную работу, но и минимизирует энергетические затраты. Следующие правила могут стать полезным руководством по опреде-лению проблемных участков, проведению техобслуживания и достижению экономии энергии:

• повышениетемпературыконденсациина1о С увеличит эксплуатационные затраты на 24%;

• снижениетемпературыиспаренияна1о С увеличит затраты на 24%;

• перепускныеклапанынабайпасахмогутувеличить затраты более чем на 20%;

• неправильноотрегулированныекомпрессорымогут увеличить затраты более чем на 20%;

• отсутствиерегулированиявспомогательногооборудования может увеличить затраты более чем на 20%;

• эксплуатационныеиздержкихолодильнойустановки, расположенной в производственном помещении или в рабочей зоне с температурой воздуха на 10о С выше, чем температура окружающей среды, могут возрасти на 30%. В этом случае, наряду с другими факторами, стоит подумать о ее перемещении;

• засоренныеконденсаторымогутрадикальноснизить эффективность.

В качестве холодильных камер используются помещения, внутренняя поверхность которых изолируется. Хладагент для охлаждения подается в испарители, смонтированные на стенах камер. Так как камеры охлаждения обычно расположены внутри производственных корпусов, необходим постоянный контроль состояния теплоизоляции. Перепад температур между поверхностью стен и воздухом

внутри камеры не должен превышать 12о С.

Камеры охлаждения, как правило, имеют такую же высоту, как соседние производственные помещения, и загружены в среднем на 30%, что снижает эффективность работы системы охлаждения. Рекомендуется секционирование камер и уменьшение их высоты.



| 8 |

3.3. Расстоечные шкафы

3.4. Хлебопекарные печи

Газовые нагреватели являются альтернативой паровым батареям, экономя до 20% энергии. Еще большей экономии можно достичь при утилизации тепла уходящих газов хлебопекарной печи с помощью теплообменника (см. Раздел 3.4).

Распыление воды может обеспечить необхо димый уровень влажности во время оконча тельной расстойки. Мелкодисперсные распы лители и оборудование для микротумана поставляются

вместе с эффективными системами регулирования.

Комбинация газового нагрева или утилизации теплоты уходящих газов с впрыском мелких капель воды (микротуман) может заменить использование пара на обоих этапах расстойки. Это приведет к важным изменениям на предприятии, значительно уменьшив потребление пара и обеспечив экономию энергии.

Эффективная расстойка определяет текстуру и качество хлебных изделий. Она включает два этапа. Первый этап, иногда называемый дутьем, проходит в процессе перемещения заготовок теста от тестоделительных машин к формовочным агрегатам перед его помещением в хлебопекарные формы. В это время происходит обдув теста теплым воздухом. На этом этапе потребляемая мощность может достигать 100 кВт.

Окончательная расстойка — это второй этап, во время которого тестовые заготовки находятся в хлебопекарных формах. При этом обычно поддерживается температура воздуха 45о С и относительная влажность 85%. Как правило, нагрев воздуха осуществляется газовыми нагревателями или паровой батареей. Необходимый уровень влажности обеспечивается подачей пара. Обычно тепловая нагрузка составляет 25100 кВт.

Печи являются самыми большими потребителями энергии в хлебопекарной промышленности, а значит, и важными объектами для изучения на предмет возможностей энергосбережения.

Существует много видов печей (например, конвейерные, конвейерные с ленточным подом, каменные), но по основным принципам работы их можно разделить на два типа: с внутрикамерным и внекамерным нагревом.

В печах с внутрикамерным нагревом воздушный поток, содержащий продукты сгорания газа, циркулирует по всей печи, обдувая выпекаемые изделия, и выбрасывается в атмосферу. При этом поток воздуха может увлекать за собой муку и другие частицы продуктов, засоряющие поверхности воздуховодов или теплообменника, используемого для утилизации теплоты печи.



| 9 |

Печи с внекамерным нагревом работают с двумя воздушными потоками. Поток воздуха, содержащий продукты сгорания, с помощью теплообменника отделяется от воздушного потока, используемого в процессе выпечки. Таким образом, система сжигания газа практически не загрязняется и может использоваться для утилизации вторичной теплоты (см. Раздел 3.4.2).

Большинство теплообменников печей с внекамерным нагревом представляют собой воздуховоды или трубы c противотоком, в которых более низкая температура достигается во вторичном потоке и

распределяется системой контроля турбулентности, обеспечивая равномерный нагрев на всем пространстве печи сверху донизу.

Температура в горелке находится на уровне 1000о С; при смешивании с обратным воздухом она понижается в воздухозаборнике до 400500о С. Учитывая размер теплообменника и рабочие температуры, с течением времени неизбежно относительное движение или деформация труб и воздуховодов теплообменника. Это может привести к утечкам между воздушными потоками и снижению КПД печи.

Рекомендуется проводить регулярные (например, дважды в год) проверки наличия утечек, а значит, и эффективности системы контроля температуры. Это позволит избежать увеличения количества

сжигаемого газа для компенсации утечек и приведет к значительной экономии энергии за счет снижения потребления газа.

Обеспечение прозрачного и яркого цвета пламени и почти абсолютного заполнения им камеры сгорания, а также минимизация избытка воздуха может увеличить общую тепловую эффективность на 5%.

3.4.1. ГорелкиЭффективность горелок, т.е. оптимальные режимы горения и регулировки пламени, очень важна с точки зрения эффективности использования энергии. Большое значение имеет соотношение топлива и воздуха — изучите ин

формацию производителя перед принятием решения. Портативное оборудование для проведения анализа уходящих дымовых газов может быть весьма эффективно и принести быстрый результат при условии использования опытным оператором.



| 10 |

Номинальная мощность горелки – 2,5 Гкал/ч

Коэффициент загрузки – 50%

Печь работает 24 часа в день 6 дней в неделю и 51 неделю в году

Тариф на газ – 1500 руб./тыс. нм3 (8000 ккал/нм3)

Эксплуатационные затраты = 2,5 × 50% × 24 × 6 × 51 /8 × 1500 = 1721 тыс. руб.

Экономия 5% путем повышения тепловой эффек-тивности = 86 тыс. руб.

Для достижения этой экономии не требуется никаких капитальных затрат, поскольку соответствующие действия обычно выполняются техническим специалистом предприятия, и поэтому окупаются незамедли-тельно.

Пример: Утилизация теплоты уходящих газов печи с внекамерным нагревомТеплообменник, используемый на одном из предприятий в Австралии, состоял из комплекта тепловых труб в блоке, установленном между воздуховодами уходящих газов хлебопекарной печи и подачи воздуха расстоечного шкафа.

Блок тепловых труб позволял утилизировать теплоту печи для использования в процессе расстойки. Вторичная теплота, доступная для утилизации, характеризовалась следующими параметрами:

2045 кВт при эффективности около 65%, скорость воздуха в воздуховоде — 1,5 м/сек. Эта схема полностью покрывала потребность предприятия в теплоте для процесса брожения теста, делая ненужными газовые нагреватели и паровые батареи.

При сравнении затрат на установку оборудования для утилизации вторичной теплоты и эксплуатационных издержек газового котла при его работе в трехсменном режиме простой срок окупаемости составил около 1,5 года.

3.4.2. Утилизация теплоты уходящих газов хлебопекарных печейНа некоторых российских заводах в эксплуатации находятся печи Марсакова — высокопроизводительные печиавтоматы, смонтированные в 3040 гг. прошлого века, относящиеся к внутрикамерному типу. Высокая температура и большие объемы уходящих газов делают эффективной утилизацию теплоты этих печей для нужд отопления и горячего водоснабжения производственных помещений.

Экономия топлива составит не менее 3% топливопотребления печи. Утилизация теплоты уходящих газов печей ФТЛ2 и ВНИИХПIII57 снижает удельный расход топлива на выпечку тонны продукции в среднем на 3 кг у.т./т, что составляет до 7% удельного топливопотребления этих печей.

Успешный опыт утилизации теплоты уходящих газов печей с внекамерным нагревом накоплен во многих зарубежных странах (например, в Австралии).

Пример: Экономия энергии и затрат путем повышения тепловой эффективности:



| 11 |

3.4.3. Пекарные камерыСрок службы промышленной печи измеряется десятилетиями, и все это время необходимо проводить техобслуживание. Обмуровка печи проектируется

с таким расчетом, чтобы минимизировать теплопотери. Если температура поверхности поднимается до 45о С или выше, рекомендуется обследовать панели и крепежные детали.

Качество прокладок на смотровых лючках печи со временем ухудшается; их необходимо осматривать и менять по мере необходимости. Значительной экономии можно достичь, если уменьшить утечки горячего воздуха и приток в пекарную камеру замещающего его более холодного воздуха окружающей среды.

Пример: Применение частотно- регули ру емых приводов на вытяжных вентиляторахСущественное снижение энергопотребления было достигнуто благодаря установке преобразователя частоты на приводы вытяжных вентиляторов для повышения эффективности регулирования. Эко

номия энергии явилась результатом уменьшения нагрузки двигателя в соответствии с реальными потребностями процедуры выгрузки хлеба из форм. На двух предприятиях хлебопекарной промышленности удалось достичь экономии энергии в размере 34,5% и 54,7%, срок окупаемости этих проектов составил 1,4 и 1,2 года соответственно.

Выгрузка или высвобождение хлеба из форм происходит в два этапа. Сначала буханка высвобождается с помощью сжатого воздуха, подаваемого через форсунки на буханки / формы, и таким образом приподнимается над формой. Затем хлеб окончательно вынимается с помощью вакуума, обеспечиваемого сверху на буханках через гибкие патрубки (устройство для выгрузки из форм).

Использование воздушного ножа может снизить потребление сжатого воздуха, повысить эффективность регулирования и снизить уровень

шума на прилегающей территории. Более подробная информация приведена в Разделе 4.1.2.

Установка частотнорегулируемых приводов (ЧРП) позволяет обеспечить необходимое ускорение и регулирование скорости вытяжных вентиляторов и, приводит к снижению пускового и рабочего тока. Мощность, потребляемая электродвигателем, связана квадратичной зависимостью с величиной силы тока, и поэтому самой большой экономии можно достичь путем повышения эффективности регулирования.

3.5. Выгрузка хлеба из форм



| 12 |

Повышение температуры испарения на 2о С позволяет добиться снижения эксплуатационных затрат на 48%. Снижение эксплуатационных издержек холодильного оборудования на 20% вполне реально и достижимо, иногда без дополнительных затрат.

Более эффективные электродвигатели могут привести к снижению потребления электроэнергии благодаря сокращению потерь. Установив более эффективные электродвигатели на охлаждающие вентиляторы, можно сэкономить 3% потребляемой энергии. Стоимость таких электродвигателей часто не намного выше, чем обычных.

ПримерКПД эффективного электродвигателя мощностью 22 кВт составляет 93,5% (в то время как КПД

обычного, стандартного электродвигателя той же мощности равен 90,5%). Экономия энергии в расчете на один электродвигатель, работающий в три смены 5 дней в неделю в течение 51 недели при загрузке 75%, составляет около 5 тыс. руб. при тарифе на электроэнергию 1,4 руб./кВт.ч.

В случае замены неисправного стандартного электродвигателя на более эффективный срок окупаемости может быть очень мал.

3.6. Охлаждение готового продукта

Охлаждение хлеба обычно осуществляется путем обдува отфильтрованным и обработанным воздухом, подаваемым вентиляторами, с тщательным регулированием расхода. Для достижения равномерного охлаждения всех рядов

изделий необходима постоянная скорость воздушного потока. Обычно в каждый момент времени в работе могут находиться шесть и более вентиляторов мощностью 22 кВт каждый.

На кондитерских предпри-ятиях требуется более быстрое охлаждение готовых изделий, так как в их состав часто входит крем, шоколад и другие чувствительные к температурному воздействию ингредиенты. Экономии энергии можно достичь путем охлаждения изделий в несколько этапов, пока продукция движется по конвейеру через зоны с понижающейся температурой;

например, на первом этапе можно использовать для охлаждения окружающий воздух, на втором — воздух, охлажденный до 10о С, на каждом последующем — все более низкие температуры. Таким образом, на каждом этапе можно обеспечить оптимальную разницу температур воздуха и готовой продукции и повысить эффективность работы испарителей холодильных установок.



| 13 |

Экономическая эффективность предприятий хлебопекарной промышленности зависит от эффективной работы общепромышленного энергопотребляющего оборудования. За исключением горелок хлебопекарных печей, о

4. Общепромышленное энергопотребляющее оборудование и технологии

которых шла речь в Разделе 3.4, практически все энергозатраты приходятся на долю общепромышленных энергопотребляющих установок, поэтому важно рассмотреть возможности энергосбережения в этой области.

Чрезвычайно широкое применение сжатого воздуха свидетельствует о его способности выполнять множество функций, однако, он является дорогостоящей формой энергии, стоимость которой со-ставляет более 15 руб. / кВт.ч.

Обычно за 10 лет эксплуатации систем подачи сжатого воздуха 75% в структуре его стоимости приходится на энергию, 15% — на капитальные затраты и 10% — на техобслуживание. Поэтому энергоэффективная система сжатого воздуха чрезвычайно экономи

чески эффективна, даже если ее стоимость несколько выше.

Определенную прямую экономию можно получить при небольших или нулевых затратах. Например, утечки могут составлять до 50% потребления сжатого воздуха. Регулярное проведение работ по поиску и устранению утечек может сократить эти потери до уровня менее 10%. Постепенная потеря давления в системе в периоды, когда сжатый воздух не используется, свидетельствует о наличии утечек.

4.1. Сжатый воздух

Утечка из отверстия диаметром 2 мм в системе, работающей в трехсменном режиме при постоянном давлении 5,5 бар, в течение 1 года приведет к потере 15 400 руб. на стоимости энергии.

На рис. 3 показана экономия энергии и затрат, достигнутая в результате реализации двух мероприятий по снижению утечек сжатого воздуха на типичном предприятии. Этот рисунок показывает, что потери с утечками были снижены на 50%, и свидетельствует, что регулярное техобслуживание систем

сжатого воздуха очень важно для минимизации утечек.

Следует отметить, что централизованное снабжение сжатым воздухом эффективно при компактном расположении производственных участков и их круглосуточной работе. Для удаленных производств



| 14 |

и при периодическом производственном цикле рациональнее установка компрессоров вблизи технологического оборудования и их включение/ выключение в

зависимости от режима работы оборудования, использующего сжатый воздух. Экономия электрической энергии может составить до 40%.

В Руководстве по Энергопотреблению №41 «Утечки сжатого воздуха» показаны полезные методы снижения затрат. Другие примеры и

подробная информация о способах достижения экономии приведены в Руководстве «Энергоэффективные системы сжатого воздуха».

Анализ использования сжатого воздуха является важным инструментом энергетического менеджмента. Он может выявить потенциальные возможности энергосбережения, включая следующие:

• прииспользованиинесколькихкомпрессоровработа одного из них «в базовом режиме», т.е. с полной нагрузкой при максимальной эффективности, а остальных — в течение коротких

периодов пикового потребления;

• еслипотребностьвсжатомвоздухенеравномерна, подумайте об установке компрессора с частотнорегулируемым приводом. При наличии нескольких компрессоров один должен быть оснащен ЧРП и использоваться в качестве «регулирующего» агрегата*;

Утеч

ки, л

/c

Номера недель 2005/2006

Год

овы

е п

отер

и с

уте

чкам

и, т

ыс.

руб

.

180

1-е мероприятие по снижению утечек

2-е мероприятие по снижению утечек

160

140

120

100

80

6028 32 36 40 44 48 52 2 6 10 14 18 22 26 30 34

525

490

455

420

385

350

315

280

245

210

175

Замеры утечекФактические утечки

Оценка утечек, если не производился ремонт

Рис. 3. Типичная экономия вследствие реализации мер

по снижению утечек сжатого воздуха



| 15 |

• можнолипонизитьдавлениесжатоговоздуха?Это могло бы сократить потребление энергии на электродвигателях, а также уменьшить утечки в системе;

• использованиелокальногорезервуараможетсгладить колебания давления в отдаленных трубопроводах сжатого воздуха, являющиеся

следствием циклической нагрузки, и снизить общий уровень давления в системе.

* При установке частотнорегулируемого привода обязательно консультируйтесь с изготовителем компрессорного оборудования. ЧРП не всегда является оптимальным решением, так как его эффективность при нагрузках свыше 70% ниже, чем у компрессоров с постоянной скоростью.

Информацию по этой теме можно получить в Руководстве по Энергопотреблению №40 «Производство сжатого воздуха» и в связанном с ним Руководстве по Энергопотреблению №42 «Обработка сжатого воздуха».

4.1.1. Эффективное исполь-зование утилизированной теп-лоты компрессоровЕсли установить теплообменник, то можно утилизировать теплоту системы смазки и охлаждения компрессора на существующих установках. Как показано в табл. 2, возможна утилизация до 80% теплоты.

Привод электродвигателя (кВт) Потенциал утилизации тепла (кВт)

56 44

75 59

86 68

93 74

112 89

134 107

Потенциал использования теплоты компрессоровТаблица 2.

На предприятии хлебопекарной промышленности утилизированная теплота компрессоров может использоваться там, где есть необходимость в дополнительном источнике тепла. Одним из приме

ров может быть оборудование для мойки корзин для хлеба или аналогичные производственные установки. Другой областью применения может стать нагрев воды для уборки или системы отопления.



| 16 |

Пример: Утилизация тепла компрессораДва компрессора мощностью 112 кВт каждый были оборудованы теплообменниками, присоединенными к охладителям масла (см. рис. 4). Использование разных теплообменников было обусловлено необходимостью предотвратить взаимное загрязнение смазочных масел. Анализ работы системы сжатого воздуха показал, что электродвигатели компрессоров практически постоянно находились в работе, расходуя 21 тыс. кВт.ч электроэнергии в неделю. Количество теплоты для утилизации составляет порядка 17,5 тыс. кВт.ч (около 15 Гкал). При использовании этой теплоты для подогрева воды для уборки и собственных нужд предприятия отпала бы необходимость в соответствующем количестве теплоэнергии, вырабатываемой в котлах. Срок окупаемости установки теплообменников — около 2 лет.

Рис. 4. Схема утилизации теплоты компрессора

4.1.2. Воздушные ножиСократить потребление сжатого воздуха можно путем замены трубы с высверленными воздушными форсунками на воздушные ножи.

Сжатый воздух, подаваемый через форсунки, часто используется для высвобождения буханок хлеба из форм перед окончательной выгрузкой. Воздушные ножи охватывают большую поверхность, чем одно просверленное отверстие, поэтому требуется меньшее количество форсунок. Кроме того, можно добиться более эффективной регулировки направления подачи воздуха. Благодаря возможности регулировать распределение воздуха, получен

ной вследствие использования специальных точных насадок, можно снизить давление воздуха и увеличить экономию. Пониженный уровень шума улучшит условия труда работников предприятия — существенная дополнительная выгода.

Поскольку высверленные форсунки обычно делаются с учетом условий и пространства конкретного предприятия, необходимо экспериментирование на месте для определения желаемого уровня подъема буханок хлеба. Однако в табл. 3 показаны обычные уровни экономии сжатого воздуха при использовании стандартного диапазона насадок.

Горячее масло

Горячий воздух

Горячая вода

Горячее масло

Потери тепла Утилизация 15% вторичной теплоты

Утилизация 80% вторичной теплоты

Установка для ути-лизации вторич-

ной теплоты

Компрессор

Охладитель

Воздуховод



| 17 |

Диаметр форсунок (мм) Потребление сжатого воздуха (л/мин.) Годовая экономия (руб.)

Труба с просверленными форсунками

Воздушные ножи

2 240 192 3780

4 900 747 12075

Потенциал экономии энергии при использовании воздушных ножей

Таблица 3.

Примечание В таблице 3 показана экономия в расчете на каждую форсунку, работающую с 50%ной нагрузкой при давлении 5,5 бар в трехсменном режиме, исходя из стоимости сжатого воздуха 0,41 руб. за 1000 литров. На некоторых предприятиях используется до 12 форсунок на каждой производственной линии для подъема буханок или освобождения форм от крошек. Еще большей экономии можно достичь, если использование воздушных ножей позволяет сократить количество необходимых форсунок по сравнению с трубой с просверленными отверстиями.

Пример: Экономия сжатого воздуха при использовании воздушных ножейПредприятие хлебопекарной промышленности в Великобритании установило два воздушных ножа на аппарате выгрузки хлеба, заменив участок просверленной трубы с шестью форсунками диаметром 4 мм.

Исходя из данных по потреблению сжатого воздуха из табл. 3 для форсунок, работающих с 50%ной нагрузкой, получаем:

Начальное потребление сжатого воздуха = 6 × 900 л/мин × 50% = 2700 л/минКонечное потребление сжатого воздуха = 2 × 747 л/мин × 50% = 747 л/минЭкономия сжатого воздуха = 2700 – 747 = 1953 л/мин т.е. 70% от начального потребления

При стоимости сжатого воздуха 0,41 руб./1000 л экономия затрат составляет:

1953 л/мин × 0,41 руб. × 60 мин × 24 часа × 6 дней = 6918 руб. / неделя

1000 л

С учетом затрат на оборудование и монтаж простой срок окупаемости составил менее 1 месяца.

Паровые котлы являются частью традиционного централизованного оборудования предприятия хлебопекарной промышленности. При работе котельного оборудования расходуется значительное количество энергии как в производстве, так и в распределении пара, и необходимо предпринимать все возможные усилия для того, чтобы котлы работали с максимальной эффективностью.

Потери тепла при выработке пара включают три основные составляющие: на долю уходящих дымовых газов приходится около 75%, а остальное — на долю продувки котлов и потерь с наружным охлаждением. Потери тепла в системах распределения пара происходят обычно в форме прямых потерь пара (утечки и конденсатоотводчики) в результате невозврата конденсата и низкого качества теплоизоляции паропроводов.

4.2. Котлы и распределение пара



| 18 |

В табл. 4 приведено краткое руководство по реализации возможных мероприятий и достижению

потенциальной экономии. Некоторые из перечисленных мер затем будут описаны более подробно.

Энергосберегающие мероприятия Потенциал экономии энергии

Производство пара

Оптимизация горения (горелки, соотношение «топливо–воздух»)

до 2%

Установка оборудования для контроля содержания кислорода

1—2%

Утилизация теплоты продувки 1—3%

Установка экономайзера 3—5%

Установка конденсационного экономайзера

9%

Замена теплоизоляции котлов Цель — снижение потерь до 1% (максимум)

Минимизация присосов по газовому тракту и через обмуровку котла

Снижение потерь с уходящими газами на 0,3—0,4% при уменьшении коэффициента избытка воздуха в уходящих газах на 0,1

Распределение пара

Повышение уровня возврата конденсата 10—12% энергии, расходуемой на производство пара, можно вторично использовать путем возврата конденсата

Устранение утечек Утечка диаметром 1 мм при давлении 7 бар обходится в 2000 руб. в год

Повышение эффективности системы отвода конденсата

В крайних случаях до 13%

Секционирование неиспользуемых паропроводов, присоединенных к системе распределения, для устранения нерационального расхода тепла

Может быть разным

Теплоизоляция паропроводов Потери от трубопровода диаметром 50 мм составляют 500 Вт/м

Изменение рабочих давлений пара Зависит от конкретных условий: более высокие уровни давления требуют больше энергии

Использование пара вторичного вскипания

3%

Энергосберегающие мероприятия в системах производства и распределения пара и возможная экономия

Таблица 4.



| 19 |

4.2.1. Производство пара

Минимизация потерь тепла с уходящими дымовыми газами. Потери тепла с уходящими дымовыми газами могут быть сведены к минимуму путем обеспечения правильного соотношения «топливовоздух» и предотвращения загрязнения трубопроводов и поверхностей нагрева.

Избыток воздуха в воздушнотопливной смеси, поступающей в горелку, приводит к увеличению потерь тепла с уходящими дымовыми газами. Если количество подаваемого воздуха недостаточно для полного сгорания, топливо расходуется не полностью, и может образовываться дым. Необходимо отрегулировать работу горелок для оптимизации соотношения «топливо–воздух». Проконсультируйтесь с поставщиком котельного оборудования по вопросу установки правильных режимов.

Необходимо проводить регулярные проверки оптимальности соотношения «топливовоздух», как правило, путем проведения анализа состава уходящих дымовых газов с помощью портативных газоанализаторов. Такой анализ, в результате которого автоматически определяется эффективность работы котлов, соответствует цели регулярных контрольных проверок.

Следует также минимизировать присосы воздуха через обмуровку котла и его хвостовые поверхно

сти. Для этого нужно следить за состоянием обмуровки и герметизировать все отверстия и щели по тракту котла. Снижение присосов воздуха с уменьшением коэффициента α на 0,1 дает экономию топлива до 0,4%.

Минимизация потерь тепла в результате продувки котлов. Регулярное проведение продувки котлов необходимо для удаления отложений, контролирования общего количества нерастворенных веществ и предотвращения образования накипи. Частота продувок определяется индивидуально для каждого предприятия в зависимости от режимов химводоподготовки. Необходимо стремиться к снижению больших потерь тепла от продувки или путем повышения качества подготовки питательной воды для минимизации образования отложений и накипи, или путем установки оборудования для утилизации теплоты продувки. Теплообменник может использовать некоторое количество тепла, теряемого в результате продувки, например, для подогрева питательной воды.

Минимизация потерь с наружным охлаждением. Потери тепла от современных котлоагрегатов обычно составляют не более 1% от максимальной теплопроизводительности, но в случае повреждения теплоизоляции или ее плохого качества потери могут достигать 10%. Следует проводить регулярные проверки состояния теплоизоляции.



| 20 |

4.2.2. Распределение параНеиспользуемые участки паро-проводов часто являются источником потерь энергии, поскольку техническое обслуживание теплоизоляции и систем отвода конденсата на этих участках проводится в последнюю очередь. Неиспользуемые паропроводы часто находятся на большой высоте, под крышей, где расположены вентиляционные выходы, способствующие потерям «полезного» тепла. При первой же возможности следует убрать неиспользуемые участки паропроводов. Некоторые исследования показывают, что на старых предприятиях обычно удается сократить общую длину паропроводов на 10—15%.

Также неэффективно использование труб большого диаметра для передачи малых объемов пара: в некоторых случаях потери тепла могут превышать потребление теплоты на технологические цели. Затраты на установку паропроводов соответствующего диаметра и с хорошей теплоизоляцией зачастую окупаются очень быстро.

Утечки пара необходимо обнаруживать и устранять при первой же возможности. Этому необходимо уделять самое пристальное внимание, так как всего лишь несколько утечек через запорную арматуру могут быстро и существенно увеличить издержки.

При давлении пара 7 ати одна утечка диаметром 1 мм приводит к потере пара в объеме 2,5 кг/ч, что соответствует 1,9 кВт энергии и приводит к расходу котельного топлива стоимостью почти 2000 руб. в год.

Предприятиям, взявшим на вооружение системный подход к сокращению потребления воды, обычно удается снизить водопотребление на 2050%.

Вода является ценным ресурсом, широко применяемым для обслуживания производственного процесса, который, однако, может стать источником «скрытых» затрат предприятия. Сокращая количество потребляемой воды, предприятия экономят на затратах на водоснабжение, водоотведение,

на эксплуатационных издержках насосного оборудования, а, кроме того, снижают вредное воздействие на окружающую среду. Если сокращается потребление горячей воды, можно достичь еще большей экономии энергии. В табл. 5 показаны обычные способы экономии воды на промышленных предприятиях.

4.3. Вода



| 21 |

Типичные сферы использования воды на предприятии хлебопекарной промышленности включают следующие:• водакакингредиент;• мойкаоборудования—мытье

корзин, противней, бункеров и уборка производственной территории;

• системаохлаждениякомпрессоров;

• столовая — приготовлениепищи, уборка;

• личнаягигиена—туалеты,умывальники, души.

На многих предприятиях используется по меньшей мере в два раза больше воды, чем необходимо для выполнения конкретной операции, например, при мойке оборудования водой из шланга.

Мероприятия Возможная экономия

Применение замкнутого контура 90%

Применение замкнутого контура с подготовкой 60%

Установка автоматических клапанов 15%

Ополаскивание встречным потоком 40%

Использование оборотной системы охлаждения компрессоров

90%

Типичные меры по сокращению потребления водыТаблица 5.



| 22 |

О программе IFC по стимулированию инвестиций в энергосбережение

Программа по стимулированию инвестиций в энергосбережение действует в России с 2005 года и рассчитана на 5 лет. Деятельность Программы направлена на создание рынка финансирования энергоэффективных проектов российскими банками и лизинговыми компаниями. Программа включает в себя инвестиционное направление, консультационную поддержку, а также работу по улучшению законодательной базы и осведомленности в области энергоэффективности.

Цены на энергию в России постоянно растут. Несмотря на это, многие промышленные предприятия до сих пор используют энергоемкое оборудование, установленное более двадцати лет назад – 48% всего промышленного оборудования в стране было установлено до 1985 года. Исследование практики энергосбережения 625 предприятий, проведенное в рамках Программы, показало, что потенциал экономии энергозатрат в среднем на 5070% выше, чем полагают руководители российских предприятий. Причем лишь 24% предприятий обращались в банки и лизинговые компании за финансированием для энергоэффективных проектов. В свою очередь, финансовые институты считают, что такие проекты связаны с более высокими рисками и долгосрочным финансированием.

Направления работы программы

Программа по стимулированию инвестиций в энергосбережение предлагает консультационную поддержку финансовым институтам, их клиентам и другим участникам рынка по следующим направлениям:

� Поддержка банков и лизинговых компаний при раз работке программ и продуктов, направленных на финансирование энергоэффективных проектов: тренинги и обучение сотрудников, методические материалы и консультации по отдельным сделкам, организация маркетинговых мероприятий, разработка коммуникационной стратегии и рекламных материалов.

� Консультации технических экспертов при оценке потенциала энергосбережения и выявлении новых возможностей сокращения энергозатрат на предприятии.

� Сотрудничество с поставщиками энергоэффективного оборудования, развитие эффективного взаимодействия с потенциальными клиентами и финансовыми институтами.

� Аналитические исследования и отчеты, содержащие экспертный анализ и практические рекомендации по повышению энергоэффективности в России.



| 23 |

� Повышение общественной осведомленности о проблемах энергосбережения и изменения климата.

� Совершенствование законодательной базы с целью повышения привлекательности инвестиций в энергосбережение.

Помимо консультационной поддержки, IFC предоставляет российским финансовым институтам долгосрочные кредитные линии для развития в России рынка финансирования проектов, направленных на повышение энергоэффективности.

Доноры Программы

Программа финансируется Глобальным экологическим фондом, Министерством иностранных дел Финляндии, Датским энергетическим агентством и Министерством труда и экономики Финляндии.

Дополнительная информация: www.ifc.org/rsefp



| 24 |

Об IFC

IFC, являясь членом Группы Всемирного банка, создает возможности выхода

из бедности и улучшения условий жизни людей во всех регионах мира. Мы

способствуем устойчивому экономическому росту в развивающихся странах,

поддерживая развитие частного сектора, мобилизуя частный капитал и

оказывая консультативные услуги и услуги снижения рисков компаниям и

правительствам. За 2009 финансовый год IFC инвестировала $14.5 миллиардов,

что способствовало притоку капитала в развивающиеся страны во время

финансового кризиса. Дополнительная информация: www.ifc.org

IFC в России

Россия стала акционером и членом IFC в 1993 году. С тех пор IFC инвестировала

в России $4,5 миллиарда, в том числе, $1,1 миллиард в виде синдицированных

кредитов, в более чем 190 проектов в различных отраслях экономики страны.

Инвестиционный портфель IFC в стране составляет $2,2 млрд., что ставит страну

на третье место в мире. В России IFC инвестирует во многие важнейшие отрасли:

банковский сектор, лизинг, ипотеку, инфраструктуру, горно добывающую,

пищевую, целлюлозно-бумажную промышленность, добычу нефти и газа,

стройматериалы, телекоммуникации, информационные технологии, розничную

торговлю и здравоохранение.

Программа ifc по стимулированию инвестиций в энергосбережение

Руководитель ПрограммыМаксим Титов

Москва, ул. Большая Молчановка, 36/1Тел.: +7(495) 411 7555Факс: +7(495) 411 7572E-mail: [email protected]

Специалист по PR и коммуникациямОльга Страдышева

Москва, ул. Большая Молчановка, 36/1Тел.: +7(495) 411 7555Факс: +7(495) 411 7572E-mail: [email protected]

Руководитель Волжского офиса ПрограммыКристина Турилова

Нижний Новгород,ул. Большая Печерская, 31/9Тел.: +7(831) 416 0610Факс: +7(831) 416 0604E-mail: [email protected]

Дополнительную информацию о программе можно получить на сайте: www.ifc.org/rsefp

Снижение энергетических затрат на предприятиях...

Documents