пути повышения эффективности

АНАЛИЗ ПОТЕНЦИАЛА ЭКОНОМИИ
ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Докладчик: Грицай М.А.
г. Краснодар, 28 сентября 2011 года
СОДЕРЖАНИЕ
 СИТУАЦИЯ В СФЕРЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
3
 ЦЕЛИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
4
 ПОДХОДЫ К ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ
5
 ИССЛЕДУЕМЫЕ ПРОИЗВОДСТВА. 2011 ГОД
8
 ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ. НАШ ПОДХОД
9
 ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ
11
 ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВАХ
18
2
СИТУАЦИЯ В СФЕРЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ.
СУТЬ ПРОБЛЕМЫ
Локальный
характер
модернизаций
Отсутствие
систем
мониторинга
Высокая
энергоемкость
продукции
Ухудшение
экологии
Низкая культура
производства
3
ЦЕЛИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
Снижение энергопотребления на предприятиях
газоперерабатывающего и нефтехимического
кластеров на 5% ежегодно в течение ближайших
пяти лет
Реализация принципа
энергосбережения
«от технологии»
Разработка и
внедрение
инновационных
методов
энергосбережения
Современные
энергоэффективные
технологии при
проектировании
новых производств
4
ПОДХОДЫ К ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ
На данный момент принимаемые меры по увеличению энергоэффективности
имеют локальный поверхностный принцип
Экономичные
источники освещения
Локальная замена
теплообменного
оборудования
Внешние
источники
энергоснаб
жения
Высокоэффективные
градирни
Теплообменная
сеть
Система
разделения
Локальная замена
массообменных
элементов
Катализ
5
ПОДХОДЫ К ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ
Реализуемый принцип – метод энергосбережения «от технологии»
Внешние
источники
энергоснаб
жения
Теплообменная
сеть
Система
разделения
Почему нужно делать так:
1. Изменение глубоких
слоев ХТС ведет к
пересмотру точки
эффективности внешних
слоев
2. Меры, реализуемые на
нижних слоях дают гораздо
более значимый эффект
Катализ
6
ПОДХОДЫ К ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ
Условно: энергопотребление – 100 МВт
Потенциал энергосбережения по уровням ХТС
Внешние источники
~ 10%
Экономия – 1 МВт
Теплообменная
сеть
~ 30%
Экономия – 3 МВт
Точка
приложения
усилий
Схема
разделения
Экономия
10%
~ 60%
Экономия – 6 МВт
7
ИССЛЕДУЕМЫЕ ПРОИЗВОДСТВА. 2011 ГОД
НИЖНЕВАРТОВСКИЙ ГПК
1. МАУ-3
2. МАУ-4
3. ТУ-4
II. Тобольский НХК
1. Существующая ЦГФУ
2. Строящаяся ЦГФУ
III. Уралоргсинтез
ЦГФУ
IV. Воронежсинтезкаучук
Д-4
V. Тольяттикаучук
1. БК-3
2. Д-4
VI. Томскнефтехим
ЭП-300
VII.СИБУР-Химпром
Установка ПиКСОУиВ
I.
8
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
I.
Обследование производства
1. Выезд на производство и натурные замеры фактических параметров
производства
2. Сбор информации по технологическим параметрам производства
3. Сбор информации по аппаратурному оформлению производства
4. Совместно с производственным персоналом: определение «узких
мест» производства
5. Анализ полученных данных
6. Выбор наиболее представительных режимов работы производства
7. Первичное математическое моделирование процесса
9
I.ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
II. Разработка мероприятий по энергосбережению
1. Уточненная модель существующего производства
2. Разработка мер по модернизации схемы разделения существующего
производства:
a. Оптимизация цепочки разделения
b. Исследование возможности применения принципов
термодинамически обратимой ректификации
c. Оптимизация внутреннего устройства массообменного
оборудования
3. Разработка мер по модернизации теплообменной сети:
a. Пинч-анализ существующей теплообменной сети. Разработка
рекомендаций по переобвязке
b. Рациональная замена теплообменного оборудования на
современные типы аппаратов
c. Модернизация существующего теплообменного оборудования
(оптимизация количества установленных аппаратов, турбулизаторы
– по трубному и межтрубному пространству)
4. Исследование возможности применения тепловых насосов
5. Разработка мер по оптимизации внешнего энергопотребления, а также
общих рекомендаций по применению современных теплоизоляционных
материалов.
10
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
ПРОБЛЕМА
Низкая эффективность процессов разделения - классическая схема разделения имеет
термодинамический КПД на уровне 5-9%. Наличие зон «вредной» необратимости
РЕШЕНИЕ
 Применение принципов обратимой ректификации
Позволяет :
- кардинально снизить энергозатраты на процессы разделения.
ЭФФЕКТ:
Экономия OPEX
10 –30%
Зоны обратимого смешения
Зоны необратимого смешения
11
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
ПРОБЛЕМА
Низкая эффективность процессов разделения (низкий кпд устаревших массообменных устройств
обуславливает необходимость высоких энергозатрат на осуществление процессов).
РЕШЕНИЕ
 Использование современных высокоэффективных массообменных устройств
Позволяет :
- снизить энергозатраты на процессы разделения;
- увеличить производительность действующих установок (при модернизации
действующих объектов).
ЭФФЕКТЫ:
Увеличение
производительности
Экономия OPEX
5 – 15 %
12
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
ПРОБЛЕМА
Неоптимальное использование тепловой энергии ввиду несовершенства технологических схем.
Соответственно, для осуществления протекания технологического процесса требуется
дополнительная энергия от внешних источников.
РЕШЕНИЕ
 Использование современных энергосберегающих технологий
(интеграция тепловых процессов, включающая пинч-анализ * схем)
при построении теплообменных сетей технологических процессов.
ЦЕЛЬ – МИНИМИЗАЦИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ОТ ВНЕШНИХ ИСТОЧНИКОВ.
ЭФФЕКТЫ:
мин. расход тепла
Экономия
OPEX
10 - 30%
ТЕМПЕРАТУРА
ПИНЧ - точка
возможность
рекуперации тепла
мин. расход холода
ЭНТАЛЬПИЯ
* - область наиболее эффективного применения – технологические схемы со
сложными теплообменными сетями.
13
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
ПРОБЛЕМА
Низкая эффективность теплообменных процессов, вследствие повсеместного
использования морально устаревшего оборудования.
РЕШЕНИЕ
 Широкое использование современного высокоэффективного теплообменного оборудования
(в том числе пластинчатые и многопоточные пластинчато-ребристые теплообменники)
Обеспечивает снижение:
-энергозатрат за счет эффективной рекуперации тепла/ холода технологических
потоков;
- капитальных затрат.
ЭФФЕКТЫ:
Экономия CAPEX:
5 – 20 %
Экономия OPEX
5 – 15 %
14
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
ПРОБЛЕМА
Отсутствие использования низкопотенциального тепла технологических потоков
РЕШЕНИЕ
 Использование принципа «теплового насоса»
Обеспечивает снижение:
-энергозатрат за счет передачи тепла от менее нагретого тела к более
нагретому;
- дополнительное преимущество:
В соответствии с постановлением Правительства РФ №857 от 25.10.2010, тепловые насосы
включены в перечень объектов и технологий, имеющих высокую энергетическую
эффективность, осуществление инвестиций в создание которых является основанием для предоставления
инвестиционного налогового кредита.
ЭФФЕКТЫ:
Экономия OPEX
20 – 40 %
Налоговые
льготы
15
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
ПРОБЛЕМА
Несовершенство тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.
РЕШЕНИЕ
 Широкое использование современных высокоэффективных
теплоизоляционных материалов
Применение высокоэффективных теплоизоляционных материалов (например,
жидких на основе вспененной керамики или стекла), обладающих низким
коэффициентом теплопередачи, вместо широко используемых в настоящее
время, существенно снижает потери тепла/ холода в окружающую среду.
ЭФФЕКТЫ:
Экономия OPEX
3–5%
16
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
ПРОБЛЕМА
Отсутствие мотивации персонала и систем контроля за использованием энергоресурсов.
РЕШЕНИЯ
 Изменение ключевых показателей эффективности (KPI)
менеджмента среднего звена производственных объектов
Обеспечивает :
- повышение уровня осознания важности энергосбережения;
- изменение в культуре энергопотребления.
 Внедрение системы энергетического менеджмента
Цель – эффективное управление потреблением энергоносителей.
Составляющие:
Учет
энергоресурсов и
материальных
потоков
Анализ
фактического
энергопотребления
ЭФФЕКТ:
Экономия OPEX
5 – 10 %
Внедрение
системы
управления
энергопотреблением
17
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ НА РЕАЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ
• Оптимизация теплообменной сети МАУ. НВГПК
Объем реконструкции
Снижение
энергозатрат, %
САРЕХ,
млн. руб.
Снижение ОРЕХ
млн. руб/год
Переобвязка, дооборудование
новыми теплообменниками
20
25
18
• Внедрение теплового насоса в схеме МАУ. НВГПК
Объем реконструкции
Снижение
энергозатрат, %
САРЕХ,
млн. руб.
Снижение ОРЕХ
млн. руб/год
Монтаж цикла теплового насоса
25
100
22,5
Внедрение принципов термодинамически обратимой ректификации на
действующей ЦГФУ Тобольск-Нефтехим
Объем реконструкции
Снижение
энергозатрат, %
САРЕХ,
млн. руб.
Снижение ОРЕХ
млн. руб/год
Переобвязка колонн
10
50
28,5
18
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ НА РЕАЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ
•Замена массообменных элементов на колоннах цеха Д-4. Тольяттикаучук
Объем реконструкции
Увеличение
производительно
сти, %
САРЕХ,
млн. руб.
Снижение ОРЕХ
млн. руб/год
Замена внутренних устройств
колонн
40
29
23,5
•Замена массообменных элементов на колоннах цеха БК-3. Тольяттикаучук
Объем реконструкции
Снижение
энергозатрат, %
САРЕХ,
млн. руб.
Снижение ОРЕХ
млн. руб/год
Замена внутренних устройств
колонн
10
16,5
12
Внедрение теплового насоса на колонне Кт-430 цеха БК-3. Тольяттикаучук
Объем реконструкции
Снижение
энергозатрат, %
САРЕХ,
млн. руб.
Снижение ОРЕХ
млн. руб/год
Переобвязка колонн
25
95
35
19
Поистине серьезное стремление к какой-либо
цели — половина успеха в ее достижении.
В. Гумбольдт
БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!
© ОАО «НИПИгазпереработка», 2011
20