О В Никитин, В И Михайлов, А П Ветров - Эффективный сахарный завод. вопросы проектирования - страница 1

Страницы:
1  2 

ЭФФЕКТИВНЫЙ САХАРНЫЙ ЗАВОД. ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

О.В. Никитин   - ЗАО «Красный сахар (Россия, Санкт-Петербург) В.И. Михайлов - ЗАО «Красный сахар (Россия, Москва)

A.П. Ветров    - ОАО «Сахпроект» (Россия, Курск)

B.Н. Филоненко - Институт проблем энергетики в пищевой

промышленности НУПТ (Украина, Киев)

Функционирование сахарной отрасли характеризуется непрерывной рекон­струкцией различных отделений.

Этот факт, с одной стороны, может рассматриваться как положительный момент в жизни отрасли - отрасль непрерывно совершенствуется, но, с другой стороны, он же свидетельствует о непрерывной генерации новых несовер­шенств теплотехнического и технологических характера.

Каждый сахарный завод сегодня, к сожалению, все еще является объектом реконструкции в части технологического или теплотехнического усовершен­ствования.

По нашему убеждению, сформированному на базе анализа технологических и энергетических аудитов сахарных заводов и результатов реализуемых техни­ческих решений, эта ситуация является «продуктом» нового для отрасли под­хода к проблеме реконструкции завода.

Этот подход состоит в том, что от реконструкции сахарных заводов во многих случаях отлучены «профильные» проектные институты.

А право на решение вопросов комплексного повышения технологической и энергетической эффективности предприятия получают фирмы, квалифициро­ванно отвечающие только за реализацию своих специализированных вопро­сов.

Отсюда результаты работы отрасли, в частности, по теплоэнергетике, кото­рые нельзя признать удовлетворительными, см. рис. 1, [1] и рис. 3, [2].

На наш взгляд, произошло неблагоприятное для развития отрасли падение спроса на полноценные проекты реконструкции.

Сегодня в различных регионах России (в Рязанской, Тульской, Липецкой обл., Татарстане и др.) ставится задача строительства новых высокоэкономич­ных или реконструкции существующих сахарных заводов.

В связи с этим, актуальным становится переход от технических решений 70-х и 80-х годов, ориентированных на дешевое топливо и сравнительно низкие (против европейских) объемы переработки свеклы.

Реальными ориентирами перед фирмами, предлагающими свои услуги отрас­ли в деле повышения ее эффективности являются следующие:

-      выход сахара (относительно дигестии стружки) - не менее 85 %;

-      выход сахара 1-го продукта - не ниже 52 % к массе утфеля;истощение мелассы до доброкачественности - не выше 50 %;

-      потери сахара в фильтрационном осадке - не выше 0,05 % к м св

-      откачка диффузионного сока - не более 115,0 % к массе свеклы;

-      расход извести на производство - не более 2,0 % к массе свеклы;

-      удельный расход пара - не выше 23,0...25,0 % к массе свеклы

-      удельный расход тепловой энергии -133,0. ..138,0 Мкал/ тонну свеклы

-      удельный расход электрической энергии - 24,0...-28,0 кВт.час/тонну свеклы

-      объединенный (на выработку тепловой и электрической энргии) удельный расход условного топлива - не более 3,0 % к массе свеклы.

Следует отметить отличный результат сахарных заводов Беларуси в реалии-зации проектов создания на базе существующих предприятий заводов с европейским уровнем эффективности производства. Они отдали предпочтение не сотрудничеству с «ансамблем» специализированных фирм, а сделали ставку на одного генподрядчика и единый комплексный проект.

Как свидетельствует опыт отрасли, реализация отдельных технических решений без полноценной увязки их последствий для «смежных» теплотех­нических и технологических системам к успеху не приводит.

Ниже приводим примеры невыполнения условий комплексного подхода при реконструкции сахарных заводов, отмеченные нами при энергетических обследованиях.

Пример 1. Завод в рамках существующей ВУ осуществил подачу сока на ВУ по системе «в рассечку ВУ», а именно в третий корпус ВУ, перевел вакуум-аппараты на обогрев в паром 3-го корпуса, оснастив их механическими циркуляторами, т.е. реализовав действительно признаки экономичной тепловой схемы.

Однако при эксплуатации завод столкнулся с проблемой снижения темпера­тур вторичных паров 1-го, 2-го и 3-го корпусов ниже регламентных, что сни­зило эффективность системы пароотборов ВУ.

Пример 2. Завод преобразовал свою ВУ в 5-ти корпусную, сформировав зна­чительную паровую нагрузку на 5 -ю ступень выпаривания, бывший концентратор.

При эксплуатации завод столкнулся с проблемой падения давления вторич­ных паров 3-го, 4-го и 5-го корпусов и снижения нагрева сокового потока, обогреваемого вторичными парами упомянутых корпусов ВУ.

Пример 3. Завод реализовал снижение расхода тепловой энергии без учета параметров острого пара из паровых котлов и электрический нагрузки предприятия.

При эксплуатации завод столкнулся с проблемой периодического (в соответ­ствии с фазами эксплуатации вакуум-аппаратов первого продукта) выхлопа части отработанного пара в атмосферу.з

Пример 4. Заводу предлагается осуществить нагрев сока утфельным паром вакуум-аппаратом или конденсатом последних корпусов, с соответствующей коррекцией системы пароотборов, что является признаком современной экономичной схемы. С целью экономии капиталовложений покупка новых выпарных аппаратов с увеличенной поверхностью теплообмена не предпо­лагается.

При реализации указанного предложения завод столкнется с проблемой падения температур вторичных паров последних корпусов ВУ и снижения испарительной способности ВУ.

Пример 4. Заводу предлагается осуществить комплекс изоляционных работ по соковому тракту, который обеспечит снижение «потерь» температуры сокового потока от 18-20 °С до европейского уровня 8-10 °С.

При реализации указанного предложения завод столкнется с проблемой падения испарительной способности ВУ, снижения концентрации сиропа и повышения расхода пара на завод.

В нашей информационной базе, на сегодня, подобных просчетов не менее 24 примеров.

Перечисленные выше примеры являются признаками не комплексного подхода к задаче совершенствования сахарного завода.

Все они являются факторами, которые не работают на снижение паропотреб-ления завода и представляют собой объекты для критики аудиторских обследо­ваний и будущей работы следующих фирм, предлагающими свои услуги в совершенствовании производства.

В результате завод делает лишние шаги на пути к достижению поставлен­ных целей, что тормозит движение сахарной отрасли к эффективности.

Выход из сложившегося положения мы видим в возврате к положительному опыту прошлого, когда реконструкция сахарных заводов всегда была объек­том работы проектных институтов.

Эффективная реконструкция сахарных заводов, равно, как и строительство новых, должно быть реализовано через создание полноценных проектов.

При такой постановке и решении вопроса фирмы, специализирующиеся на совершенствовании отдельных станций сахарного производства, могут искать приложения своих усилий на пользу предприятия только при условии реализа­ции магистрального направления развития предприятия, установленного про­ектом.

Реализация отдельных задач ставит завод в состояние неопределенности выбора дальнейшего пути реконструкции.

Предлагаем к рассмотрению минимально необходимый перечень требова­ний, которым должен удовлетворять проектная организация, способная взять на себя ответственность за успешную реконструкцию сахарного завода.

-      Организация должна иметь государственную лицензию на выполнение проектных работ, подтверждающую проектную квалификацию.

-      Сотрудники организации должны владеть современными компьютерными средствами и методами представления проектной документации.

-      Организация должна располагать:

 

-      банком данных по апробированным техническим решениям во всех вопросах строительства сахарного завода, от систем по приемке свеклы, до систем обессахаривания мелассы.

-      научно обоснованной методикой расчетов трубопроводов для энергоно­сителей, обеспечивающих минимизацию потерь температуры конденСА­ции греющих паров от источника до потребителя.

-      научно обоснованными методиками взаимоувязки технологических и теплотехнических технических решений.

-      эффективными алгоритмами управления процессами и возможностью предложить их к реализации.

-      методами определения ожидаемых показателей эффективности работы завода на различных этапах реализации проекта

-      научно обоснованными методами формирования выпарных станций, и системы пароотборов, с учетом степени использования вторичных энерго­ресурсов (ВЭР) и теплотехнических возможностей выпарных аппаратов и подогревателей различных конструкций.

 

Предлагаем нашу оценку современной тенденции в проектировании вы­парных установок на базе 6-ти (7-ми) корпусных ВУ.

Указанное проектное решение является «теплотехническим» ответом на полномасштабное использование ВЭР в тепловой схеме завода, при котором остающихся потребителей пара, формирующих систему пароотборов ВУ, стано­вится не достаточно для получения концентрированного, 68-72 % СВ, сиропа.

Поскольку применение трансформации тепла (на базе пароструйных или механических компрессоров для сжатия вторичных паров ВУ или утфельного пара вакуум-аппаратов) для повышения испарительной способности ВУ встречает трудности, то европейские проектанты сделали выбор в пользу традиционного решения - увеличивая число ступеней выпаривания до 6-ти или 7-ми.

Пределом числа ступеней выпаривания является способность выпарных «потреблять» минимальный температурный перепад.

Как известно, при выпаривании густых сиропов пленочные выпарные аппа­раты могут эксплуатироваться при меньших температурных напорах, чем циркуляционные.

Учитывая это свойство пленочных выпарных аппаратов, проектанты ис­пользуют именно эти конструкции при формировании ВУ для экономичных тепловых схем, и имеют возможность в рамках общего температурного пере­пада для ВУ сахарного завода использовать на одну-две ступени выпаривания больше.

Таким образом, именно наиболее полное использование ВЭР в тепловой схеме завода порождает, как необходимость, создание 6-ти (7-ми) корпусных ВУ.

Естественно, что при условии не полного использования ВЭР необходимость в 6-ти (7-ми) корпусных ВУ не возникает.

Повышенное паропотребление потребителей гарантирует получение высоко концентрированного сиропа и в рамках 5 -ти корпусных ВУ.

Ниже, в табл. 1, приводим проектную систему потребителей пара экономич­ной тепловой схемы с высокой степенью использования ВЭР, которая реализу­ется на современном европейском сахарном заводе в рамках 6-ти корпусной ВУ.


Указанная система может служить прототипом тепловой схемы реконстру­ируемого (новостроящегося) отечественного завода и может обеспечить приемлемые уровни потребления пара и расхода топлива в ТЭЦ.


7

Подогреватели сокового потока от станции фильтрации до выпарной установки

6,18

8

Подогреватель густого сиропа

Расход пара отсутствует.

Сироп перед фильтрацией не нагревается

9

Сборники сиропа Пропарка центрифуг

0,15

10

Сборники паток

0,50

11

Клеровка

0

12

Сушка сахара

0,4

13

Пропарка вакуум-аппаратов

Расход пара отсутствует

14

Обогрев вакуум-аппаратов продуктового отделения

11,13

15

Потери тепловой энергии во внутризаводских трубопроводной системе энергоносителей

Указанные потери тепла (и их эквививалент -увеличение расхода пара на соответствующие потре­бители) учтены в расходах пара на потребители

16

Потери тепловой энергии в трубопроводах подачи пара от ТЭЦ к заводу

Указанные потери тепла

(и их эквививалент -увеличение расхода пара завод) относятся к потерям теплоты на ТЭЦ

17

Потери от неритмичности переработки свеклы завода

Отсутствуют

Завод работает исключительно ритмично.

Всего

24,43 % к массе свеклы

Как следует из энергетических соотношений сахарного производства, [3], именно это паропотребление завода обеспечивает:

-      удельный расход тепловой энергии -130,0 Мкал/тонну свеклы;

-      удельный расход условного топлива

(без топлива на производство электроэнергии) - 2,30 % к массе свеклы.

Если первая проблема проектов совершенствования состоит в преодолении не комплексного решения вопроса, то вторая проблем состоит в том, что проектные организациям не располагают комплексом технических решений, которые бы обеспечили минимизацию потребления пара технологическими потребителями.

Ниже, в табл. 2, приводим сопоставительную таблицу предельно экономич­ных (по данным европейских проектов) и проектно эксплуатационных (по дан­ным отечественных проектов) значений расходов пара на основные станции завода.

Таблица 2. Сопоставление предельно экономичного и проектно эксплуатационного потребления и пара технологическими станциями

сахарного завода

 

 

Предельно

Проектно

Превышение,

п.п

Наименование

экономичные

эксплуата-

% к массе

 

потребителя

значения, % к массе свеклы

ционные значения, % к массе свеклы

свеклы

1

2

3

4

5

1

Подогреватель барометрической воды

Расход пара отсутствует

0,2

+0,20

2

Подогреватель жомопрессовой воды

Расход пара отсутствует

0,8

+0,80

3

Диффузия

1,9

2,3

+0,40

4

Подогреватель

Нагрев сока

Нагрев сока

Теплота ВЭР в

 

диффузионного сока

утфельным

утфельным

балансе пара не

 

 

паром на 20 °С

паром на 13 -15 °С

участвует

5

Подогреватель

Нагрев

Нагрев

Теплота ВЭР в

 

преддефекованного

конденсатом

конденсатом

балансе пара не

 

сока (конденсатная группа нагрева)

на 25 °С

на 16 °С

участвует

6

Подогреватели предде­фекованного сока (па­ровые группы нагрева)

4,17

5,5

+1,33

7

Подогреватели соко­вого потока от станции фильтрации до ВУ

6,18

10,9

+4,72

8

Подогреватель сиропа

Расход пара отсутствует

0,60

+0,60

9

Сборники сиропа Пропарка центрифуг

0,15

0,30

+0,15

10

Сборники паток

0,50

0,5

0,0

11

Клеровка

0

0,2

+0,20

12

Сушка сахара

0,4

0,8

+ 0,8


13

Пропарка BAA

Расход пара отсутствует

0,3

+0,3

14

Вакуум аппараты

11,13

14,9

+3,77

15

Потери во внутриза­водских сетях

0,0

1,0

+1,0

16

Потери от неритмич­ности работы завода

0,0

0,8

 

Всего

24,43

39,10

 

Такой уровень паропотребления завода обуславливает:

-      проектно эксплуатационный удельный расход тепловой энергии - 208,0 Мкал/тонну свеклы;

-      проектно эксплуатационный удельный расход условного топлива

(без топлива на производство электроэнергии) - 3,55 % к массе свеклы,

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

О В Никитин, В И Михайлов, А П Ветров - Эффективный сахарный завод. вопросы проектирования