Следуйте передового опыта в паровой системы управления
Теплопередача
Эти советы о том, как улучшить пара производства, распределения и восстановления может помочь заводу увеличить свою эффективность паровой системы на целых 20-30%.
Достижение операционной передового опыта является постоянной задачей для производителей стремится уменьшить затраты и сохранить свои предприятия прибыльными. К счастью, многие существуют возможности для промышленных предприятий, чтобы сократить расходы на электроэнергию без ущерба для работы или окружающей среде.
Химический процесс промышленности (ИПЦ), в частности, могут воспользоваться, потому что они очень интенсивные пара, с котельного топлива приходится более 50% от их общего потребления энергии (1). Общие области энергосбережения возможности выработки пара, распространение, конечного использования и восстановления. В этой статье приводятся некоторые типичные меры по энергоэффективности. Предложения и информация, представленная здесь приходило из США кафедра (DOE) Энергетика Энергетическая Советы серии, которые могут быть востребованы в качестве дополнительной информации; отзыв листов можно ознакомиться в Интернете по адресу <A HREF = "http://www.oit.doe. пра / bestpractices / "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.oit.doe.gov/bestpractices/ </ A>.
Сокращение спроса
котлы завода может быть производить больше пар или пар высокого давления, чем это необходимо для конечного использования. Понимание процесса требований особенно важно, когда ниже по течению улучшений, таких, как изоляция и увеличение возврата конденсата, осуществляются. Нижняя потерь перевести на изменения пара.
На Nalco химической Ко посредничества с завода в Bedford Park, IL (Nalco сейчас известен как Ондео Nalco), инженер-технолог определил, что давление пара заголовке 125 фунтов на квадратный дюйм отпала необходимость в связи с изменениями в некоторых процессов предприятия. Команда специалистов из техническое обслуживание, коммунальные услуги и производственных подразделений оценили возможность сокращения заголовка давления и решили постепенно уменьшить заголовок давления, в то время как наблюдения за последствиями этого изменения на производительность системы. Давление было сокращено в два раза, сначала в 115 фунтов на квадратный дюйм, а затем в 100 фунтов на квадратный дюйм. Установлено, что завод не было негативного воздействия на работу системы, и в настоящее время действует система на 100 фунтов на квадратный дюйм. Это привело к снижению потребления энергии на 8%, что значительно превышает первоначальные ожидания, и сохранили завод $ 142000 в год. Выбросы углерода были также сокращены (2).
Другой подход заключается в снижении удельного давления конечного использования. В рамках своей программы Operational Excellence, Вулкан химических веществ (Birmingham, AL) реализован проект оптимизации процесса с участием двух единиц chloromethane производства. Это 4-месячный проект не требует капитальных вложений. Давления пара системы в первой колонке дистилляции был снижен с 35 до 26 фунтов на квадратный дюйм, что привело к снижению температуры конденсации, что требуется меньше рефлюкс во время разделения компонент. Средняя потребность reboiler пара на единицу продукции сократился почти на 6%, при этом годовой экономии в размере 42 000 (3).
Бойлер настройка
Основные направления возможность в котле настройка включать минимизации избыточного воздуха горения и непрерывной оптимизации продувки котла.
Обеспечение оптимального количества избыточного воздуха для горения, снижает потери тепла стек, обеспечивая при этом полное сгорание топлива. Стек температуры и кислорода дымовых газов (или углекислый газ) содержание основных показателей избыточного воздуха. Оптимальная подача воздуха является функцией от вида топлива и котельных и горелок, многие хорошо разработанные системы используют менее 10% избытка воздуха. Состав дымовых газов должен осуществляться регулярный мониторинг с газовой поглощающей тест или анализаторов эффективности сгорания топлива. Высоко переменной Расходы, приведенные пара или использования топлива с различным составом и содержанием влаги, возможно, потребуют установки онлайн анализатор кислорода с кислородом обрезки контроля.
Сведение к минимуму продувки котла позволяет поддерживать высокое качество пара для эффективного производства при одновременном сокращении расходов топлива и воды. Продувки номера обычно составляет от 4% до 8% питательной воды потока. Обработанные подпиточной воды, что является относительно чистым может потребоваться меньше продувки, а вода с высоким содержанием растворенного твердого тела требуется нечто большее.
Обширная практика операционной были разработаны Американским обществом инженеров-механиков (ASME International) (4, 5). Эти рекомендованные практики продувки зависит от рабочего давления пара чистоты потребностей и чувствительность системы к воде месторождений. Для достижения наилучших результатов обзора ASME принципов и изучение вопроса о возможности непрерывной продувки контроля, помогающие сохранить целевой проводимость, щелочность или растворенных твердых веществ концентрациях.
Чистота теплообменных поверхностей
Масштаб и сажи наращивание может вызвать угрозы безопасности, такие как теплообменник провал трубки и перегрев котла металла, в дополнение к избыточного потребления топлива до 5%. Тепло - поверхности перевод может быть достаточно чистым путем предварительной обработки бойлер макияж с умягчения воды, обратный осмос, и / или Деминерализаторы, считая возвращенного конденсата в случае необходимости, и принятия надлежащих практик продувки. Удалить существующие масштабы либо механически, либо через кислоты очистки. Она также может быть полезно получить консультацию у специалиста по очистке воды.
Вспомогательное оборудование
Другое оборудование, которые могут повысить эффективность котла включает экономайзеры, подогреватели воздуха в камеру сгорания, продувки рекуперации тепла систем контроля.
Экономайзеры передачи излишков тепла из дымовых газов в питательной воды, и уместно, когда недостаточное передачи тепла (при условии, теплопередача чистой масштаба), существует в пределах котла, чтобы удалить теплоты сгорания. Хорошие кандидаты котлов мощностью свыше 100 л.с. котлов, которые работают при давлении выше 75 фунтов на квадратный дюйм и непрерывной работы. (Один котел л.с. равна теплоемкости 33475 Btu / h.)
Котел должен первым быть настроен на спецификации производителя. Затем определить объем извлекаемых тепла путем измерения температуры стек операционной и сравнивая его с минимальным стеком температуры необходимой, чтобы избежать конденсации и коррозии (250 градусов F, если природный газ, топливо, 300 градусов F и угля с низким содержанием серы масла, а также 350 градусов F высоким содержанием серы, масел). С объемов и стоимости вторичного тепла известно, получить котировки установлен затраты и определить экономическую эффективность установки экономайзера питательной воды или воздуха подогревателем на заводе.
Замедление рекуперации тепла системы для подогрева воды котла макияж иметь смысл, когда непрерывный удар котла - вниз больше чем на 5% расхода питательной воды. Продувки отходящего тепла может быть восстановлена с раковиной и - трубки теплообменника или во флэш-цистерны. Кислорода система балансировки обеспечивает обратную связь с котлом с принудительной тягой вентилятор для минимизации избыточного воздуха для горения и оптимизации воздуха - до соотношения видов топлива. Это может привести к экономии топлива до 3-5%, и особенно экономически эффективным, если состав топлива, крайне непостоянны.
Паровая утечки
Паровая утечки могут быть опасны в высших давления системы, помимо значительной потере энергии, которую они представляют. Паровая утечки часто встречаются на клапан стебли, союзы, регуляторы давления, фланцы и стыков труб.
Первый шаг заключается в проведении обследования утечки пара. Большие утечки пара видны, и ультразвуковые датчики могут определить даже очень малые утечки. Тег утечки и определения, которые могут быть устранены путем внутреннего обслуживающего персонала и для которых требуются услуги специалистов.
Конденсатоотводчики
В паровых системах, которые не были сохранены в течение трех-пяти лет, 15-30% от ловушек может не увенчались успехом. Планового обслуживания должны уменьшить эти до менее 5%. Дополнительные расходы в связи с 1 средних конденсатоотводчик неудачу в открытой позиции в 100-фунтов на квадратный дюйм пара система может быть более $ 3000 в год. Ловушки могут быть проверены различными методами, в том числе визуальный и звуковой контроль, переносные инфракрасные термометры и ультразвуковые датчики. Для оптимальной производительности, создания обычной программы ловушку проверка, испытания и ремонт, который включает в себя механизм отчетности для обеспечения повторяемости и обеспечивает документирование энергии и доллара сбережения.
Velsicol химической корпорации 'ы Честертаун, MD, объекта осуществляется профилактика (ТЧ), программы для определения потерь электроэнергии в паровой системы. Программа г. инвентаризацию пара завода ловушки, подготовленные операторы системы для выявления удалось ловушки, улучшение связи между техническим обслуживанием и производственного персонала, с тем чтобы не удалось ловушки были быстро отремонтированы или заменены, а также определены неправильно размера капканов и ловушек неправильного типа и планируемых их замены. Эта программа экономит Velsicol более $ 80000 в год первоначальной стоимости всего $ 22000. Она сократила потребление энергии на основе за единицу продукции на 28%, было окупаемости составляет немногим более 2,5 месяцев, и сокращение выбросов СОг 2400 тонн (6). Большое Ром энд Хаас Ко метилметакрилата завод в Луисвилле, штат Кентукки, реализовали аналогичные программы и экономить около $ 500000 в год.
Изоляция
Изоляция помогает обеспечить надлежащее давление пара для производства и может уменьшить потери тепла с поверхности на 90% (7). НОО о промышленном центр по оценке продемонстрировали типичный экономия от 3% до уровня в качестве 13% от общего объема потребления природного газа путем изоляции установки.
Оптимальная толщина изоляции могут быть рассчитаны с 3E изоляции североамериканских производителей изоляционных материалов Ассоциации Толщина компьютерной программы. В зависимости от размера и температуры трубы, изоляционные требования могут варьироваться от Я дюйма до более чем 8 дюйма в толщину. Общие изоляционных материалов для паровых систем включают стекловолокна, минерального волокна, силикат кальция и клеточной стекла. Изоляционный материал и защитное покрытие выбор зависит от влажности, температуры, физическая нагрузка и других параметров окружающей среды.
Услуги следует провести обследование изоляции (примерно раз в пять лет), что документы неизолированных районов и повреждения изоляции. Любая пара и возврата конденсата трубопроводы, котельные поверхностей и арматуры на 120 градусов F должен быть изолирован. Поврежденные, ухудшилось, и мокрый изоляции должны быть отремонтированы или заменены.
ы Джорджия Пасифик Корпорация 'фанерный завод в Мэдисоне, штат Джорджия. изолированные несколько строк пара, ведущего к ее сушилки целлюлозы. Раньше 3E программное средство для определения оптимальной толщины изоляции паропроводов и установлены изоляции минерального волокна. Это сделало условия работы безопасным и повышения эффективности процесса. Вместе с паром обслуживание ловушку, завод сократил свои расходы на топливо примерно на одну треть по сравнению с предыдущим годом, а также снижены выбросы на 9,5 миллионов фунтов ° (углеродного эквивалента), 3500 фунтов SO ^ югу х ^ и 26 000 фунтов NO , на ежегодной основе (8).
Возврата конденсата
Возвращение высокой чистоты, конденсат уменьшает котла удар - вниз потерь энергии и подпиточной воды требованиям. Это экономит топливо, используемое для отопления прохладной подпиточной воды (и сохраняет вода сама по себе), а также способствует уменьшению использования химических веществ и стоимости лечения. Устранение конденсата в канализационную систему и снижает затраты распоряжении.
Ремонт конденсата утечки возвращения системы. Если конденсат возвращения отсутствует, оценить стоимость конденсат возвращения и установить 1 если это экономически оправдано.
Flash пара восстановления
Когда давление насыщенного конденсата уменьшается, часть жидкости в пар, мигает при низком давлении. Это может быть сделано умышленно для регенерации низкого давления для удовлетворения технологических требований. В зависимости от давления участие, флэш пара содержит от 10% до 40% энергии, содержанием конденсата. Другая мера по сохранению предполагает использование выход конденсатора для получения энергии теряется при паровой освобожден от конденсата и деаэраторов отверстия. Проверьте вентиляционные трубы приемника танков и деаэраторов за чрезмерного перья пара вспышки и установить теплообменники по мере необходимости.
Вифлеем Стил "Бернс Харбор, IN, завод вернул часть своих теплых конденсатора водяного охлаждения потока выхлопных газов в котел питательной воды и перенаправил низкого давления, отработанный пар в генератор паровой турбины. Это, наряду с турбиной восстановить, привело к ежегодной экономии около 40,000 МВт-ч электроэнергии, 85 000 млн. БТЕ природного газа. и около 3,3 миллиона долларов. С точки зрения затрат в размере 3,4 млн. больше, чем стандартный ремонт обслуживание, проект был простой окупаемости составляет немногим более 1 года (9). Этот проект также сокращены высокотемпературных вод в порту и снижение коксовых и выбросов доменной печи 27.200,000 фунтов углеродного эквивалента, 294000 фунтов SO ^ югу х ^, 370000 фунтов NO ^ югу х ^, 11600 фунтов г. ^ 10 ^ к югу, 1450 фунтов летучих органических соединений (ЛОС) и 14,000 фунтов Ко
Собираем все вместе
Советы выше указывают власти принятия системного подхода к энергосбережению. Слишком многие производственные мощности не полностью реализовать свой потенциал из-за плохо эксплуатируются и обслуживаются системы пар. Паровая эффективности лежит в том, что редко посещал пересечения улучшение экономических показателей, большей энергоэффективности и экологических выгод. Любой производитель может выиграть от пользуясь имеющихся государственных и частных энергетических ресурсов, управления и анализа.
Долгосрочные выгоды, эффективности системы требуют постоянного улучшения с помощью правильной работы и технического обслуживания. Это не позволяет системе от унизительного в режиме низкой производительности.
Системный подход к управлению энергией можно кратко охарактеризовать три основных этапа:
1. Прогулка по всей системы пара и выполнения аудита.
2. Документ результатов проверок и внести соответствующие корректировки в изложил.
3. Разработать и реализовать программу для текущего обслуживания системы.
Повышение степени информированности о текущих расходов и последствия pertormance является ключом к пониманию важности паровой системы управления. Дополнительные способы обнаружения и захвата экономии возможности включают в себя обмен опытом в рамках и за пределами компании, а также укрепление взаимодействия объекта операции и управление примирить производственной и инженерной факты финансовых и корпоративных приоритетов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Arthur D. Little, Inc "Обзор потока энергии для промышленности в стандартной отраслевой Classificantions 20-39", итоговый доклад с Министерством энергетики США, Управление по вопросам промышленной технологии, Вашингтон, DC (декабрь 2000).
2. Министерством энергетики США, "Снижение давления пара Заголовок предлагает привлекательные эксплуатационные затраты", МЭ, Вашингтон, DC (апрель 1999).
3. Министерством энергетики США, "Уменьшение Давление пара экономит $ 42 000 ежегодно на Вулкан химических веществ", публикация № DOE/ORNL-002, DOE, Вашингтон, DC (июль 2000).
4. Американское общество инженеров-механиков, "Консенсус оперативной практики по борьбе с питательной / бойлер химии воды в современных промышленных котлов", ASME International, New York, NY (1994).
5. Американское общество инженеров-механиков, "Рекомендуемые правила по уходу и эксплуатации отопительных котлов," Раздел VI от ASME Котельное и Кодекс сосудов высокого давления, ASME International, New York, NY (1995).
6. Министерством энергетики США, "Совершенствование конденсатоотводчик обслуживания увеличивает производительность системы и снижает эксплуатационные расходы", публикация № DOE/ORNL-003, DOE, Вашингтон, DC (апрель 1999).
7. Министерством энергетики США, "Промышленная Изоляция для операционных систем выше температуры окружающей среды", публикация № ORNL/M-4678, DOE, штат Вашингтон. DC (сентябрь 1995).
8. США. Министерством энергетики "Challenge: Повышение процесса и повышения энергоэффективности на фанерный комбинат", публикация № ORNL/SC-CS2, DOE, Вашингтон, DC (ноябрь 1998).
9. Министерством энергетики США, "Задача: Повышение эффективности паровых турбин на металлургический комбинат", публикация № DOE/GO-10099-763, DOE, Вашингтон, DC (апрель 1999).
DAVID Джабер, Альянс за сохранение энергии
GILBERT А. McCoy, Univ штате Вашингтон.
FRED Л. HART, У. С. DEPT. ЭНЕРГИИ
DAVID Джабера написал эту статью, когда он был научным сотрудником с Альянсом по энергосбережению (1200 восьмом ул NW, Suite слизи, Вашингтон, DC 20036, телефон: (202) 530-2240, факс: (202) 331-9588 ), некоммерческой организацией, состоящей из частного бизнеса, правительственных учреждений и торговых организаций, содействия повышению энергоэффективности для взаимной выгоды. Он поддерживает Департамент США по энергии усилия производственные помощи, при условии направления в США теплоэлектроцентрали ассоциации, и помогал предприятиям воспользоваться возможностями в надежности энергоснабжения, изменения климата и развития общин. Он имеет степень магистра в области природоохранной инженерии из Univ. Калифорнии в Беркли и степень бакалавра в области химического машиностроения Райс Univ.
GILBERT А. McCoy, PE., Инженер энергосистемы в штате Вашингтон Univ. Энергетическая программа (925 Плам Санкт SE, корп. 4, Olympia, WA 985043165, телефон: (360) 956-2086, E-почта: <a href="mailto:mccoyg@energy.wsu.edu"> mccoyg @ энергии . wsu.edu </ A>). Он имеет более чем 20 летний опыт работы в WSU энергетической программы энергетического менеджмента и аудита, планирования электрической мощности и транспорт - вопросов. Его конкретных областях знаний включают в себя: обучение и техническую помощь для местных органов власти и предприятий, возобновляемые оценки лесных ресурсов, а также различные оценки, моделирования, планирования и сохранения услуг в области водных ресурсов, когенерация, пиковая нагрузка, сельское хозяйство и альтернативных транспортных средств. Он сыграл важную роль в развитии MotorMaster, AIRMASTER, EmissionsMaster и BallastMaster энергетических программ управления программным обеспечением и является автором более 4o связанных с энергетикой публикаций, в том числе "энергетическая управляющая моторные системы" и "Энергия Efficienty электромотор Выбор Справочник". Он имеет степень бакалавра в области металлургии из Univ. Вашингтон и MS в технике из Univ. Калифорнии в Беркли. Он является профессиональным инженером зарегистрированных в штате Калифорния ..
FRED Л. Харт программа сотрудничества менеджер Министерством энергетики США Управление по вопросам промышленной технологии (ЭО-24, 1000 Independence Ave. SW, Вашингтон, DC 20585-0121, телефон: (202) 586-1496, E- почта: fred.hart <a href="mailto:fred.hart@ee.doe.gov"> @ <ee.doe.gov />). Он был с Министерством энергетики с 1995 года, стимулирование более эффективного использования пара в промышленных процессах. До этого он занимал пост руководителя программы изобретений и инновационных программ. Он работал 30 лет в частном секторе в технической подготовки, инжиниринга и трансферта технологий, а потом вступил в Национальном институте стандартов и технологий США, где он принимал участие в проверке изобретения и информационно-пропагандистской изобретателей и организаций по оказанию помощи. Он получил степень бакалавра в области физики.
