Предприятия химической промышленности

Энергетическое обследование предприятий химической промышленности направлено на установление связи между расходом энергоресурсов и технологическими процессами. В границу обследования входят энергетические потоки, связанные с химическими реакциями, теплообменом, использованием пара, работой насосов и компрессоров. Основная задача — составить энергетический баланс по технологическим стадиям, проверить возможность возврата тепла между потоками и определить, имеются ли подтверждённые признаки неэффективного потребления.

Особенность химического производства заключается в зависимости энергетической нагрузки от параметров технологического процесса. Повышенные температура и давление могут быть необходимы для получения продукции требуемого качества. Поэтому увеличение расхода энергии не является самостоятельным доказательством потерь, а возможные изменения режимов рассматривают только с учётом технологической безопасности.

Энергетический баланс технологических стадий

Обследование начинают с определения границы энергетического баланса. По технологическим схемам и перечню оборудования устанавливают, какие энергетические потоки относятся к рассматриваемым стадиям производства и как они связаны со смежными системами.

Для каждой стадии сопоставляют потребление энергоресурсов с фактической производительностью и эксплуатационным режимом. Такое разделение необходимо, чтобы установить, где возникает энергетическая нагрузка и какая её часть соответствует выполняемой технологической функции.

Особое значение имеет связь тепловых потоков между стадиями. Тепло, отводимое на одном участке производства, потенциально может использоваться на другом. Однако возможность такого возврата определяют по фактическим параметрам потоков, а не только по наличию избыточного тепла.

Если технологическая нагрузка меняется, прежде всего устанавливают её необходимую величину. Только после этого можно оценивать отклонение, которое не объясняется производственными условиями.

Тепловой и паровой баланс с анализом температурных уровней

Для обследования применяют тепловой и паровой баланс с анализом температурных уровней. Метод позволяет сопоставить поступление и использование тепловой энергии, работу паровых систем и возможность передачи тепла между технологическими потоками.

Температурные уровни имеют принципиальное значение для оценки возврата тепла. Наличие тепловой энергии в одном потоке само по себе не доказывает, что её можно использовать в другом. Необходимо установить соответствие температурных условий и технологических режимов.

Паровой баланс связывает потребление пара с работой технологических стадий и возвратом конденсата. Его анализ позволяет определить, насколько наблюдаемое потребление соответствует необходимой нагрузке и имеются ли основания для проверки потерь.

Если данные учёта не позволяют разделить энергетические потоки или отсутствуют сведения о режимах работы, достоверность баланса ограничена. В таком случае определяют, какие дополнительные измерения необходимы для проверки.

Потери пара, конденсата и избыточные температурные напоры

При обследовании проверяют единый комплекс возможных причин повышенного расхода энергии: потери пара и конденсата, а также избыточные температурные напоры в процессах теплообмена.

Для проверки потерь пара и конденсата специалист сопоставляет данные энергетического баланса с фактическими эксплуатационными режимами. Расхождение между наблюдаемым потреблением и необходимой технологической нагрузкой требует установления причины. Без подтверждающих данных такое расхождение нельзя автоматически считать утечкой или потерей.

Температурный напор характеризует разность температур между потоками, участвующими в теплообмене. Его величину рассматривают совместно с технологическими условиями. Повышенный температурный напор может указывать на необходимость проверки режима, но сам по себе не подтверждает неэффективность.

Если признаки потерь сочетаются с изменением полезной технологической нагрузки, их влияние разделяют. Сначала учитывают расход, необходимый для выполнения процесса, затем рассматривают оставшееся отклонение. Это исключает повторный учёт одного энергетического потока в составе нескольких предполагаемых потерь.

Исходные данные для энергетического обследования

Для составления балансов и проверки режимов необходимы три группы исходных материалов:

• Схемы и перечень оборудования. Определяют границы обследования, состав технологических стадий и связи энергетических потоков со смежными системами.
• Данные учёта, журналы режимов или архивы автоматики. Позволяют сопоставить потребление энергоресурсов с фактической работой производства за сравнимые периоды.
• Эксплуатационные регламенты, графики и настройки. Помогают установить предусмотренные технологические параметры и отличить необходимый режим от возможного отклонения.

До начала обследования подготавливают доступные схемы, интервальные данные потребления, сведения о производственных режимах и перечень крупных потребителей. Совместный анализ этих материалов необходим для установления связи между измеренным расходом, технологической нагрузкой и возможной причиной отклонения.

При недостаточности режимных или измерительных данных вывод ограничивается проверяемыми гипотезами и планом дополнительных измерений.

Технологически необходимая температура и давление

Повышенное давление или температура могут быть необходимыми условиями химического процесса. Поэтому энергетическую нагрузку, связанную с поддержанием таких параметров, нельзя автоматически относить к потерям.

Специалист сопоставляет фактические параметры с предусмотренными технологическими режимами. Если повышенная нагрузка необходима для выполнения процесса, её учитывают в энергетическом балансе как функционально обусловленное потребление.

Если после учёта технологической необходимости сохраняется необъяснённое отклонение, проверяют его связь с потерями пара, конденсата и особенностями теплообмена. При этом любое предполагаемое изменение температуры или давления требует отдельного подтверждения допустимости.

Энергетическая карта производства и возможности возврата тепла

Результатом обследования становится энергетическая карта технологических стадий с обозначением потенциальных точек рекуперации — возврата тепла для полезного использования в производстве. Она показывает связи между энергетическими потоками, фактическими режимами и участками, требующими дополнительного подтверждения.

На основании этой карты выбирают направления интеграции тепловых потоков и изменения работы вспомогательных энергетических систем для последующего расчёта. Наличие потенциальной точки рекуперации не означает, что техническая возможность её использования или величина экономии уже подтверждены.

Граница результата: изменения технологических температур, давления и других параметров допускается рассматривать только после подтверждения безопасности процесса и сохранения качества продукции. При отсутствии достаточных данных нельзя достоверно установить величину потерь или гарантировать экономический эффект.

Для рассмотрения энергопотребления предприятия в общей производственной модели предусмотрено направление «Промышленность». Определение состава работ относится к направлению «Энергоаудит предприятия».