Введение 3
1 Анализ состояния существующего химического предприятия 7
1.1 Анализ нормативно-правовой базы 7
1.2 Характеристика объекта исследования 9
1.3 Анализ потребления химического предприятия 16
2 Повышение энергетической эффективности на промышленных
предприятиях 31
2.1 Повышение энергоэффективности холодильного оборудования 31
2.2 Повышение энергоэффективности работы электродвигателей 36
2.3 Энергоэффективность в нефтяной промышленности 39
3 Технико-экономический расчет внедряемых мероприятий 48
3.1 Расчет энергоэффективности холодильной машины 48
3.2 Расчет энергетической эффективности внедрения электродвигателей 57
Заключение 68
Список используемых источников 70
Повышение энергетической эффективности объектов промышленности является одним из наиболее приоритетных направлений РФ.
В соответствии с этим утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 09.06.2020 № 1523-р Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года.
Согласно данной стратегии, энергоемкость экономики РФ снижается. Но несмотря на это, в РФ имеется значительный потенциал энергосбережения.
«Энергоемкость экономики Российской Федерации с 2008 года по 2018 год снизилась на 9,3 процента (с 10,8 до 9,8 т у.т./млн. рублей валового внутреннего продукта в ценах 2016 года). Основными факторами, которые обеспечили снижение энергоемкости, стали технологический фактор (рост энергоэффективности энергопотребляющего оборудования) и уровень загрузки производственных мощностей.
В Российской Федерации имеется потенциал энергосбережения, достигающий третьей части текущего энергопотребления, и существуют возможности значительного повышения экономической эффективности проектов в сфере энергетики. Уровни энергоемкости производства важнейших отечественных промышленных продуктов выше (хуже) среднемировых в 1,2¬2 раза, а по отношению к лучшим мировым практикам - в 1,5 - 4 раза.
По сравнению с 2008 годом достигнуто снижение энергоемкости в отраслях топливно-энергетического комплекса - коэффициент полезного использования попутного нефтяного газа увеличился на 9,2 процентных пункта и достиг 85,1 процента, удельный расход топлива на отпуск электрической энергии на тепловых электростанциях снизился на 7,8 процента и составил 309,8 г у.т./кВт-ч, потери электрической энергии в электрических сетях снизились с 13 процентов до 10,6 процента» [10].
Касаемо промышленных предприятий, энергосбережение помогает повысить эффективность деятельности предприятия благодаря следующим факторам:
- снижение энергозатрат, что приводит к снижению себестоимости производства и как следствие приводит к повышению конкурентоспособности;
- модернизация оборудования, поскольку более современное оборудование способно себя окупить более низким энергопотреблением;
- улучшение экологической обстановки в районах расположения химических предприятий.
Для промышленных предприятий химического назначения это является особенно актуальным поскольку, в случае повышения энергетической эффективности, стоимость конечной продукции снижается.
Исследуемое химическое предприятие направлено на производство полипропилена в гранулах в количестве 500000 тон в год [16].
Полипропилен нашел свое применение в таких областях как: пищевая промышленности (в качестве упаковки или тары), машиностроение, электроника, медицина. Также данный материал применяется в качестве волокна и антикоррозийного материала.
«Полипропилен является вторым по значимости пластиком в мире» [12].
Высокий спрос усугубляется дефицитом мощностей для производства мономеров [10].
Актуальность исследования обусловлена тем, что производство полипропилена является достаточно важным продуктом химической промышленности, на производство которого расходуется значительная доля энергетических ресурсов.
В соответствии с этим сформулирована следующая тема магистерской диссертации: «Повышение энергоэффективности химического предприятия».
Объектом исследования является химическое предприятие. На основании исследования объекта магистерской диссертации будут сформулированы мероприятия, которые позволят повысить энергетическую эффективность рассматриваемого объекта химической промышленности.
...
В начале исследования в данной диссертации был проведен анализ нормативно-правовой базы необходимых для проведения мероприятий по повышению энергоэффективности химического предприятия. При проведении анализа мы выяснили, что прослеживается рост химической промышленности, что требует усиленного проведения энергосберегающих предприятий.
Затем рассмотренное предприятие было охарактеризовано с точки зрения производимой продукции, а также проводимых операций с этой продукцией. Далее были рассмотрены основные группы потребителей химического предприятия. Самыми мощными потребителями химического предприятия являются климатические, газоразделительные, насосные установки. Поэтому на производство химической продукции, а также на осуществление технологических процессов расходуется значительная доля энергетических ресурсов.
Что касается затрачиваемой электроэнергии, то она в значительной степени используется для работы электроприводов насосов, компрессоров технологических установок, а также компрессоров холодильных установок и их вентиляторов (которые установлены в конденсаторном оборудовании). В меньшей степени электроэнергия расходуется на питание электроприводов системы вентиляции, а также на общезаводские нужды химического предприятия.
Поэтому для повышения энергетической эффективности исследуемого объекта были проанализированы различные способы повышения энергетической эффективности, используемые в других областях промышленности. На основании данного исследования были использованы следующие энергосберегающие мероприятия:
- для снижения потерь электрической энергии были установлены двигатели класса IE2. Потери снижены на 5898 МВтч/год при работе предприятия в одну смену (8 часов). Срок окупаемости при внедрении электрических двигателей класса IE2 составляет не более чем 1 год и 2 месяца при полной нагрузке.
- поскольку технологическое оборудование работает при неполной нагрузке, то были установлены частотные преобразователи, снизившие потери электроэнергии на 4169 МВтч/год. Простой срок окупаемости составляет не более чем 1 год и 3 месяца.
- для снижения потерь электроэнергии на производство холода были установлены две каскадные холодильные машины (одна на установку Catofin, другая на установку Novolen). Срок окупаемости холодильных машин составляет 3 года и 3 месяца.
Научная новизна работы заключается в том, что в ходе проведения исследования были применены современные методики по повышению энергетической эффективности рассматриваемого химического предприятия, которые объединены в одном объекте исследования.
Закупка, демонтаж и монтаж, а также пусконаладка составляют следующие капитальные затраты:
- две каскадные холодильные машины на установки Catofin и Novolen - 13075,4 тыс. рублей;
- энергоэффективные электрические двигатели класса IE2- 25369,9 тыс. рублей;
- частотные преобразователи - 22278 тыс. рублей.
Общие затраты для внедрения энергосберегающих мероприятий составляют 60723,3 тыс. рублей.
Годовая финансовая экономия после внедрения энергосберегающих мероприятий составляет 46928 тыс. рублей.
Практическая значимость работы заключается в том, что внедрение мероприятий по повышению энергоэффективности химического предприятия позволяет снизить затраты на производство полимеров, тем самым повышает свою конкурентоспособность.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
