Рассматривается вариант развития энергосбережения на ОАО «Светлогорский ЦКК» за счет утилизации низкотемпературных тепловых вторичных энергетических ресурсов в результате их использования и путем рекуперации, при подготовке внешних технологических потоков, и с помощью абсорбционных тепловых насосов (АБТН) в системах теплоснабжения как самого предприятия ОАО «Светлогорский ЦКК», так и сопряженного с ним в рамках промышленного узла предприятия КСУП «Светлогорская овощная фабрика». Реализация проекта обеспечит годовое снижение импорта природного газа в страну на величину не менее 7 млн м3, снижение энергетической составляющей себестоимости продукции предприятий, способствует повышению их конкурентоспособности на внутреннем и внешних рынках. Наряду с решением задачи энергосбережения в системах теплоснабжения упомянутых предприятий обеспечивается снижение остроты нескольких сопряженных проблем: защиты атмосферы от тепловых выбросов; снижения распространения неприятных запахов; уменьшения выбросов в атмосферу диоксида углерода, ответственного за парниковый эффект, что достигается за счет снижения на теплогенерирующих источниках затрат топлива на обеспечение систем теплоснабжения указанных предприятий. Выполнено и согласовано технико-экономическое обоснование проекта.

А.В. Дьяков, заместитель начальника управления энергосбережения, экологии и охраны труда концерна «Беллесбумпром»

В.М. Хурсик, главный энергетик ОАО «Светлогорский ЦКК»

В.Н. Романюк, проф., д.т.н., гл. специалист РУП «БЕЛТЭИ», БНТУ

А.А. Бобич, к.т.н., ведущий инженер РУП «БЕЛТЭИ», БНТУ

Введение

Об энергетической безопасности Беларуси говорится в основополагающих документах и ряде статей  [1-6]. Вместе с тем, для страны требуется, как минимум, сохранить объем экспорта промышленной продукции, составляющий до 90% потока ее производства, для чего необходимо диверсифицировать его направления, увеличивая количество стран, куда будет направляться продукция белорусских промышленных предприятий. Однако, по словам заместителя премьер-министра Беларуси Александра Субботина, «основное место в планах экспортного производства отводится Российской Федерации» [7], куда направляется не менее 40% всего объема экспортируемой продукции.

К числу предприятий, продукция которых востребована на внешних рынках, относится ОАО «Светлогорский ЦКК». Россия бурно развивает собственное промышленное производство, и за счет известных объективных различий в стоимости энергоресурсов в нашей стране и у соседей себестоимость производства продукции оказывается более высокой на предприятиях Беларуси. В условиях жесткой конкуренции на внешних рынках требуется снижать себестоимость продукции, что в наших условиях возможно, прежде всего, за счет уменьшения энергетической составляющей.

В ОАО «Светлогорский ЦКК» с применением современных передовых технологий в 2020 году введено в эксплуатацию новое предприятие по производству беленой сульфатной целлюлозы, являющейся востребованным сырьем для широкого ассортимента высококачественных видов бумажной продукции. Продукция поставляется для многих предприятий Республики Беларусь, в страны СНГ, Евросоюза, Китая, Азии и Латинской Америки. Вместе с тем, если в части технологического процесса, оборудование для обеспечения которого закуплено в Финляндии, ситуация относительно благополучна, то в отношении рационального построения теплоэнергетической системы предприятия, без чего сегодня не достигается в должной мере реализация максимального потенциала энергосбережения, китайский генподрядчик оказался не на высоте. Это в последующем неизбежно потребует модернизации теплоэнергетического хозяйства и тепловых схем отдельных производственных участков, поскольку адрес энергосбережения остается прежним - промышленная теплоэнергетика и теплотехнология [8]. Руководство ОАО «Светлогорский ЦКК» и концерна «Беллесбумпром», в состав которого оно входит, понимая необходимость подобного развития ситуации, приступает к постепенной реализации необходимых изменений, даже в непростой период освоения мощности вновь созданного сложного производства.

В этой связи в статье рассматривается существующее положение на предприятиях ОАО «Светлогорский ЦКК» и КСУП «Светлогорская овощная фабрика» (далее КСУП «СОФ») в части энергообеспечения, оценивается потенциал низкотемпературных тепловых ВЭР и предлагаются решения, направленные на развитие энергосбережения на этих предприятиях за счет утилизации низкотемпературных тепловых ВЭР.

Существующее положение с энергообеспечением ОАО «Светлогорский ЦКК»

Энергогенерирующими источниками на ОАО «Светлогорский ЦКК» являются энерготехнологический содорегенерационный котел и собственная паротурбинная ТЭС, которые отпускают электроэнергию для собственных нужд предприятия. Незначительное количество электроэнергии реализуется в сеть энергосистемы. Из отборов турбины отпускается пар на технологические нужды давлением 1,4 и 0,7 МПа. Сетевая вода для нужд систем отопления и вентиляции подогревается в сетевых бойлерах, вода ГВС готовится на тепловом пункте.  

Основное энергогенерирующие оборудование ОАО »Светлогорский ЦКК»:

  • один содорегенерационный паровой котлоагрегат (СРК) паропроизводительностью 330 т/ч;
  • один паровой котел на кородревесных отходах (HX75-9,2/IV.1) паропроизводительностью 75 т/ч;
  • паровая турбина (СС70-8,82/1,4/0,7) номинальной электрической мощностью 70 МВт с двумя промышленными регулируемыми отборами с давлением пара соответственно 1,4 и 0,7 МПа и конденсатором с давлением 4,5 кПа.

Энергогенерирующее оборудование размещено в трех отдельно стоящих зданиях и имеет непрерывный режим работы. Для резервирования потребителей пара давлением 1,4 МПа и 0,7 МПа используются редукционно-охладительные установки (РОУ), производительностью 75 и 150 т/ч, которые подключены параллельно паровой турбине.

Топливом для содорегенерационного котла являются щелока, полученные в процессе производства целлюлозы и относящиеся к местным видам топлива.

Топливом для корьевого парового котла на биомассе является кора и отходы древесины, образующиеся на предприятии в процессе подготовки сырья для производства целлюлозы.

Для обеспечения предприятия водой, восполнения потерь конденсата (до 60-70%) используется речная вода, которая предварительно подготавливается на станции водоподготовки и в цехе химической очистки воды.

Для охлаждения энергетического оборудования (конденсатор и генератор паровой турбины) используются энергетическая вентиляторная градирня ТЭС.

Для охлаждения технологического оборудования и создания благоприятных условий для бактерий по переработке сточных вод используется технологическая вентиляторная градирня – градирня охлаждения сточных вод.

В указанных градирнях в окружающую среду рассеивается значительное количество тепловой энергии, которую возможно использовать полезно.

Низкотемпературные тепловые ВЭР на ОАО «Светлогорский ЦКК». Побочные низкотемпературные тепловые потоки, имеющие более привычное и устаревшее название «вторичные энергетические ресурсы» (ВЭР) основного производства ОАО «Светлогорский ЦКК», связанные с охлаждением потоков оборотной воды, а также сбросов технологической сточной воды, предоставляют потенциальную возможность для энергосбережения как непосредственно в технологии и в системах теплоснабжения как самого ОАО «Светлогорский ЦКК», так и сопряженных предприятий промышленного узла. Величина энергосбережения в системах теплоснабжения, исходя из возможностей современных инновационных технологий, используемых и апробированных в мире, оценивается как до 40%. Низкотемпературные побочные тепловые потоки ОАО «Светлогорский ЦКК» велики. Через градирню ТЭС и градирню охлаждения сточных вод предприятия рассеивается в окружающую среду в непрерывном режиме в зависимости от режима не менее 31-63 Гкал/ч теплоты. Рассеиваемой теплоты на ОАО «Светлогорский ЦКК» достаточно для утилизации низкотемпературных тепловых ВЭР в вышеуказанных системах, что и произойдет в обозримом будущем, поскольку выгодно всем: и предприятиям, и городу, и стране. В настоящее время предприятие делает первые шаги по использованию низкотемпературных тепловых ВЭР по двум направлениям:

  • путем рекуперации теплоты охлаждения технологических сточных вод при нагреве речной воды, поступающей на предприятие, с применением современных теплообменных аппаратов, обеспечивающих возможность работы с загрязненными средами;
  • путем утилизации низкотемпературных тепловых ВЭР с помощью абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов (АБТН) при нагреве сетевой воды.

В этом случае достигается второй, не менее важный эффект рассматриваемого развития теплоэнергетической системы ОАО «Светлогорский ЦКК», эффект связанный со снижением выбросов в атмосферу тепловой энергии, вредное воздействие которой прямо пропорционально ее эксергии, напрямую связанной с температурой (рисунок 1) тепловых выбросов [9].

Из анализа статистических данных рисунка 1 следует, что температуры сточных вод до и после охлаждения в испарительных градирнях в течение года изменяются в зависимости от сезона и, очевидно, режима работы производства.

Согласно информации о режимах работы основного оборудования ТЭС предприятия, на протяжении всего года в работе находится паровой турбоагрегат с пропуском пара в конденсатор с расходом 45-60 т/ч. Пропуск пара в конденсатор изменяется в зависимости от потребности в тепловой энергии основного производства. Теплота охлаждения циркуляционной воды, отводящей поток от конденсирующегося пара после турбины, частично утилизируется при нагреве обессоленной воды, но большая часть теплоты рассеивается в окружающей среде через градирню ТЭЦ. Мощность соответствующего потока теплоты можно оценить до 27–37 МВт (»23-31 Гкал/ч).

Постоянно в течение суток и практически всего года отводится поток теплоты процесса охлаждения сточных вод в испарительных градирнях, который изменяется в пределах 9–32 Гкал/ч. Утилизация указанного потока теплоты наиболее востребована и целесообразна исходя из комплекса причин.  Внутри предприятия его утилизация в полном объеме невозможна по причине небольшой потребности в тепловой энергии системы теплоснабжения ОАО «Светлогорский ЦКК». В этом случае следует обратиться к технологическим потребителям предприятия и внешним потребителям. К последним потребителям может быть отнесено КСУП «СОФ», примыкающее к площадке ОАО »Светлогорский ЦКК», которое испытывает трудности в сбыте продукции, связанные с большой энергетической составляющей ее себестоимости. Для исправления ситуации вышестоящие организации поручили ОАО «Светлогорский ЦКК» рассмотреть проблему, решение которой можно обеспечить за счет снижения на 40% затрат топлива на теплоснабжение при вовлечении в процесс нагрева сетевой воды низкотемпературных тепловых ВЭР ОАО «Светлогорский ЦКК».

Суммарный потенциал низкотемпературных тепловых ВЭР ОАО «Светлогорский ЦКК» оценивается величиной не менее 40—50 Гкал/ч. При его использовании, даже частичном, будут достигаться и побочные эффекты, которые связаны со снижением нагрузки на окружающую среду как на самом предприятии, так и на Светлогорской ТЭЦ, обеспечивающей в настоящее время нужды КСУП «СОФ». При этом на Светлогорской ТЭЦ снизятся выбросы диоксида углерода, ответственного за парниковый эффект, так как произойдет замещение вырабатываемой на Светлогорской ТЭЦ тепловой энергии, полученной при сжигании природного газа, на тепловую энергию, получаемую из низкотемпературных тепловых потоков ОАО «Светлогорский ЦКК» и ТЭЦ предприятия, использующей технологические тепловые потоки для генерации пара на ТЭЦ для собственных нужд и нужд КСУП «СОФ».

В первую очередь, рационально утилизировать теплоту охлаждения сточных вод, которая сегодня рассеивается в окружающей среде в технологических градирнях при охлаждении сточных вод. Поэтому требуется более подробное рассмотрение режимов выхода этой воды в течение года, характерных месяца и суток, а также ее параметров (давление, температура), расходов и химического состава.

Низкотемпературные потоки сточных вод ОАО «Светлогорский ЦКК». В настоящее время сточные воды нового завода по производству сульфатной беленой целлюлозы перед подачей на очистные сооружения города для предотвращения гибели бактерий должны иметь температуру в пределах 25-32°C. Понижение температуры сбросной воды до требуемых значений осуществляется в испарительной градирне. При этом имеют место безвозвратные потери большого количество теплоты (9–32 Гкал/ч), окружающая среда загрязняется тепловыми сбросами, вред которых, как отмечалось ранее, прямо пропорционален эксергии теплоты рассеиваемых потоков [9]. Кроме того, одновременно с неизбежным испарением части сточных вод в градирне, имеет место выброс в атмосферу веществ с неприятными запахами, которые угнетают здоровье граждан. Снижением таких выбросов достигается третий, уже социальный эффект проекта, связанный с сохранением здоровой экологической ситуации. Химический состав и физические свойства сточных вод ОАО «Светлогорский ЦКК» приведены в таблице 1.

Суточное количество стоков – 36–40 тыс. м3/сутки (1,5–1,67 тыс. м3/ч). Средний за месяц часовой расход сточных вод приведен на рисунке 2.

Колебания расхода сточных вод значительны, что связано с неустойчивой работой производства в пусковой период 2019 года. Среднемесячный часовой поток теплоты охлаждения сточных вод, приведен на рисунке 3.

Теплоту охлаждения сточных технологических вод ОАО «Светлогорский ЦКК» возможно напрямую использовать, прежде всего, для подогрева речной воды до требуемой температуры 25°С, а также в качестве низкотемпературного источника в тепловых насосах для нагрева сетевой воды на нужды отопления, вентиляции и ГВС предприятий ОАО «Светлогорский ЦКК» и КСУП «СОФ».

Количество тепловых сбросов охлаждении сточных вод в течение года колеблется в диапазоне 9,3–31,5 Гкал/ч. При этом следует отметить, что в начале года происходил запуск завода с постепенным выходом на проектную мощность, поэтому наиболее характерным являются последние месяцы года с соответствующими величинами количества теплоты, рассеиваемой в окружающей среде, которая колеблется в диапазоне 25–31 Гкал/ч. В связи с неравномерным расходом и температурами сточной воды следует учесть эти фактические данные при распределении рекуперации теплоты охлаждения сбросных потоков между потребителями этой тепловой энергии.

Во всех случаях, необходимо обеспечить непрерывное поддержание испарительных градирен в рабочем состоянии, что требуется для безусловного обеспечения непрерывности основного технологического процесса ОАО «Светлогорский ЦКК». Данное условие требует, чтобы градирни обеспечивались потоком рассеяния не менее 16% номинальной нагрузки. Это снижает потенциал энергосбережения за счет утилизации теплоты охлаждения сточной воды и определяет его в диапазоне 7,8-26 Гкал/ч.

Потребление речной воды на нужды ОАО «Светлогорский ЦКК». Суточное количество речной воды – 45–50 тыс. м3/сутки (1,9–2,1 тыс. м3/ч). Средний за месяц часовой расход речной воды на нужды предприятия приведен на рисунке 4.

Использование речной воды требуется для основного технологического процесса, вспомогательных технологических нужд: подпитки технологических градирен и градирен ТЭЦ предприятия, восполнения невозврата конденсата от потребителей завода и осуществляется речной водой, которая проходит химобработку в цехе водоподготовки с предварительной добавкой коагулянта, в результате чего величина хлоридов увеличивается от исходных 15-20 до 30-40 мг/дм3.  В цехе водоподготовки часть воды в количестве 0,53 тыс. м3/ч проходит предварительный подогрев до 25-32°C с соответствующими затратами теплоты. Необходимость нагрева воды связана с необходимостью использования более дешевых реагентов и снижением их расхода на обработку воды. Нагрев происходит за счет процесса конденсации пара, отбираемого из общезаводского коллектора давлением 0,7 МПа. Оставшаяся часть воды не подогревается и поступает на технологию. Вместе с тем, стабилизация температуры в течение года на уровне 25°C будет благотворна для протекания всех процессов.

Средняя за месяц температура речной воды, поступающей на предприятие, приведена на рисунке 5.

Невозврат конденсата восполняется подачей в конденсатор обессоленной воды, которая готовится из речной воды, поступающей от береговой насосной станции по трубопроводам диаметром 700 мм в два флоккулирующих отстойника. После отстойников вода направляется в два сифонных фильтрующих бассейна, затем — в два чистых водоема объемом каждого по 2,5 тыс. м3 и затем приходит в цех водоподготовки.

При выборе оборудования для реконструкции в каждом конкретном случае необходим комплексный подход, учитывающий все особенности объекта сопряжения. Прежде всего, это относится к выбору альтернативных вариантов и составу их основного оборудования. Очевидно, что принятие проектных решений должно быть чрезвычайно взвешенным и разносторонним. Для успешного осуществления последнего требуется тщательный анализ потребления тепловой энергии, определения режимов работы потребителей и возможностей источников теплоты.

Тепловые нагрузки предприятий ОАО «Светлогорский ЦКК» и КСУП «СОФ».
Годовое потребление тепловой энергии на нужды отопления, вентиляции и ГВС ОАО «Светлогорский ЦКК» и на нужды технологии КСУП «СОФ» по фактическим данным за 2019 год составило ≈61 тыс. Гкал и приведено по месяцам на рисунке 6.

Среднемесячное часовое потребление тепловой энергии на предприятиях ОАО «Светлогорский ЦКК» и КСУП «СОФ» за 2019 год приведено на рисунке 7.

Суммарные расчетные и фактические средние тепловые нагрузки за отопительный (ОП) и межотопительный период (МОП) для предприятий ОАО «Светлогорский ЦКК» и КСУП «СОФ» приведены в таблице 2.

На базе рассмотренной информации о тепловых нагрузках систем теплоснабжения ОАО «Светлогорский ЦКК» и КСУП «СОФ» необходимо рассмотреть вариант совместного обеспечения тепловых нагрузок предприятий за счет использования низкотемпературных тепловых потоков ОАО «Светлогорский ЦКК».

Таким образом, на предприятии в достаточном количестве имеются низкотемпературные тепловые потоки (ВЭР), которые возможно и необходимо использовать. В первом приближении, потенциал низкотемпературных тепловых ВЭР сточных вод составляет до 40—50 Гкал/ч, или в годовом денежном исчислении до 5–6 млн USD. Для реализации указанного потенциала требуется найти потребителей, прежде всего технологических, тепловой энергии с водяным теплоносителем с температурным уровнем до 85°C в соответствующем объеме. Опыт показывает, что соответствующие потребители имеют место и могут быть определены на всех предприятиях [10]. Примером может быть ОАО «Мозырьсоль», где по технологии требуется только пар и где тем не менее выполнен проект, который успешно прошел госэкспертизу.

Процесс реализации всего энергосберегающего потенциала ОАО «Светлогорский ЦКК» многоэтапный. Рассмотрим, на наш взгляд, первостепенные направления.

Пути реализации энергосберегающего потенциала ОАО «Светлогорский ЦКК»

В проекте рассматривается строительство станции тепловых насосов для утилизации теплоты охлаждения сточных вод и нагрева сетевой воды для нужд отопления, вентиляции и ГВС ОАО «Светлогорский ЦКК» и КСУП «СОФ», а также использование теплоты охлаждения сточных вод для прямого нагрева речной воды с целью повышения эффективности использования энергоресурсов на предприятии.

Приоритет потребителей теплоты низкотемпературных тепловых ВЭР, о котором говорилось выше, может быть таким:

  1. Системы теплоснабжения предприятий с помощью тепловых насосов, обеспечивающих температуру потока утилизации на уровне 85°C.
  2. По остаточному принципу подогрев речной воды.

Изложенное выше позволяет на данном этапе остановиться на известных, обобщенных и  сформулированных [3] основных принципах термодинамической оптимизации технических систем. Среди данных принципов в контексте решаемых задач следует отметить регенеративное, типично системное, использование взаимодействия с обратными потоками вещества или энергии: обратный поток частично прореагировавшего компонента химических реакций и регенеративный теплообмен – наиболее эффективные средства повышения экономичности процессов в энергетических и технологических и термодинамических системах (ТС):

  1. Оценка оправданности расхода исходных потоков и возможности применения альтернативных, более выгодных источников первичной энергии или сырья.
  2. Объединение различных функций в одной ТС, что приводит к интегрированным, комбинированным комплексам, обладающим заметным энергетическим эффектом. Многочисленные примеры интеграции имеют место в области химической технологии при разработке последователь­ности операций как комбинации отдельных процессов, объединения ТС. В результате подобной интеграции развивается новое поколение системных эффектов, имеющее большое значение для повышения термодинамической и технико-экономической эффективности.
  3. Блокирование внешних потерь эксергии путем использования выходных потоков системы внутри или вне ТС. Использование потоков внутри ТС тесно связано с эффектами регенерации и более предпочтительно, поскольку обеспечивает возвращение вещества или энергии в исходную ТС. Использование потоков за пределами ТС (вторичное использование) приводит в конечном счете к интеграции или комбинированию различных термодинамических систем.

Всего было рассмотрено 12 вариантов проектов. В принятом к реализации варианте предполагается установка одного АБТН BDS250 и BDS600 производства BROAD (Китай) с паровым приводом для его работы. Технические характеристики АБТН приведены в таблице 3.

С целью регенеративного переброса теплоты охлаждения сточных технологических вод для нагрева речной воды и иных нужд используются апробированные и хорошо зарекомендовавшие себя при использовании потоков неочищенных вод современные кожухотрубные теплообменные аппараты интенсифицированные ТТАИб белорусского производства, трубки которых имеют специальный гидравлически и термодинамически целесообразный профиль, обеспечивающий интенсификацию теплообмена и срыв пограничного слоя, за счет чего достигается эффект самоочистки. Тип теплообменника выбран исходя из условий загрязненности сбросных потоков низкотемпературных тепловых ВЭР и необходимости обеспечения эффекта самоочистки теплопередающих поверхностей теплообменника от различного рода отложений. Теплообменники ТТАИб прошли широкую апробацию в стране и за рубежом и подтвердили свои характеристики самоочистки, компактности и интенсивности теплообмена. Общий вид теплообменника ТТАИб приведен на рисунке 8.

Основные технические характеристики различных используемых в проекте теплообменников ТТАИ, принятых в качестве аналога, приведены в таблице 4.

Для циркуляции теплоносителей по контурам предусматривается установка:

  • двух сетевых насосов с ЧРЭП на ОАО «Светлогорский ЦКК» (1 рабочий, 1 резервный) производительностью 75 м3/ч и напором 0,4 МПа, электрической мощностью двигателя 15 кВт;
  • двух конденсатных насосов с ЧРЭП на ОАО «Светлогорский ЦКК» (рабочий, резервный) производительностью 25 м3/ч, напором 0,4 МПа, электрической мощностью двигателя 7,5 кВт;
  • двух сетевых насосов с ЧРЭП на КСУП «СОФ» (1 рабочий, 1 резервный) производительностью 500 м3/ч и напором 0,4 МПа, электрической мощностью двигателя 75 кВт.

Принципиальная тепловая схема энергоисточника приведена на рисунке 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчетов абсолютных и относительных показателей и сводные показатели по годовому отпуску тепловой и электрической энергии на энергоисточнике с учетом проектируемого оборудования по рассматриваемым вариантам представлены в таблице 5.

Выводы

Принятый проект реализации энергосберегающего потенциала ОАО «Светлогорский ЦКК» характеризуется хорошими экономическими показателями:

  1. При стоимости проекта по вариантам от 6,71 до 11,15 млн руб. дисконтированный срок окупаемости при ставке дисконтирования 12% составляет минимальный – 3,86 года для варианта 7 (установка двух АБТН BDS250 единичной мощностью 3,5 МВт) и максимальный – 7,26 года для варианта 9 (установка четырех АБТН BDS250 единичной мощностью 3,5 МВт).
  2. Величина чистого дисконтированного дохода для рассмотренных вариантов при ставке дисконтирования 12% составляет соответственно в варианте 7 максимально 9,33 млн руб., в варианте 9 минимально – 6,09 млн руб.

После реализации проекта годовая утилизация теплоты низкотемпературного побочного потока охлаждения сточной воды, рассеиваемого в настоящее время градирнями в окружающей среде, составит до 110 тыс. Гкал, что эквивалентно 62% от общего количества теплоты, рассеиваемой в существующем варианте.

Из всего вышеизложенного следует, что сэкономической точки зрения реализация проекта по всем вариантам при существующих тарифах отвечает требованиям, предъявляемым к проектам при отборе их для финансирования:

  • динамический срок окупаемости меньше срока службы оборудования;
  • чистый дисконтированный доход превышает нулевое значение;
  • внутренняя норма рентабельности больше ставки по кредиту;
  • индекс доходности инвестиций больше 1.

Следует отметить, что все рассмотренные варианты имеют близкие показатели.
Однако наиболее предпочтительным являются:

  • вариант 7 (исходя из экономических показателей), предполагающий установку двух одинаковых АБТН BDS250 единичной мощностью 3,5 МВт и соответственно суммарной мощностью 7,0 МВт, требующий минимальных затрат на реализацию варианта;
  • вариант 5 (исходя из энергетических показателей, экономии природного газа в стране и возможной перспективы, связанной с увеличением тепловых нагрузок), предполагающий установку одного АБТН BDS250 единичной мощностью 3,5 МВт и одного АБТН BDS600 единичной мощностью 9,3 МВт соответственно суммарной мощностью 12,8 МВт.

При реализации проекта будет достигнута годовая экономия природного газа в стране в размере от 7,2 до 7,3 млн м3.

В результате реализации проекта КСУП «СОФ» при существующих тарифах на реализацию тепловой энергии получит годовую выгоду в размере 0,37 млн руб. за счет разницы в тарифах: существующий тариф, составляющий 82,9 руб./Гкал (без НДС) снижается до 72,0 руб./Гкал (без НДС). Это обеспечивает соответствующий социальный эффект, в первую очередь, для города Светлогорска.

Следует отметить, что наряду с решением задачи энергосбережения в системах теплоснабжения упомянутых предприятий промышленного узла обеспечивается снижение остроты нескольких сопряженных проблем:

  • защиты атмосферы от тепловых выбросов;
  • снижение распространения неприятных запахов;
  • уменьшаются выбросы в атмосферу диоксида углерода, ответственного за парниковый эффект, что достигается за счет снижения на теплогенерирующих источниках затрат первичных энергоресурсов на обеспечение систем теплоснабжения рассматриваемых предприятий.

Показатели энергетической, экономической, экологической эффективности проекта строительства станции полезного использования низкотемпературных тепловых ВЭР за счет рекуперации и утилизации посредством теплонасосных установок позволяют сделать однозначный вывод о целесообразности реализации проекта.

Следует отметить, что потенциал энергосбережения на базе низкотемпературных тепловых ВЭР предприятий с привлечением абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов значителен и реализован далеко не полностью, что связано с субъективными и объективными причинами. К субъективным причинам следует отнести тот факт, что предприятие находится в стадии освоения после окончания строительства и требуется некоторое время для получения достоверной картины с возможностями расширения внутреннего потребления тепловой энергии. После реализации данного проекта 64% годового объема низкотемпературных тепловых ВЭР градирни очистных сооружений будет утилизироваться. При этом в отопительный период утилизируется поток 84% номинальной мощности градирни, оставшиеся 16% рассеиваются в окружающей среде, что необходимо для сохранения градирни в рабочем состоянии. В межотопительный период объем утилизации тепловых ВЭР рассматриваемой градирни определяется тепловыми потребителями сетевой воды, прежде всего, овощной фабрикой.

После реализации проекта остающийся общий потенциал низкотемпературных тепловых ВЭР на ОАО «Светлогорский ЦКК» составит:

  • тепловые ВЭР данной градирни очистных сооружений в межотопительный период, исходя из данных технологии, можно оценить величиной потока теплоты от 14 до 30 Гкал/час;
  • тепловые ВЭР градирен энергетического цеха и основного технологического производства) в режиме непрерывной работы оцениваются величиной 40–50 Гкал/ч в межотопительный и 20-25 Гкал/ч в отопительный период.

При утилизации всех остающихся после реализации рассматриваемого проекта тепловых ВЭР возможно получить поток теплоты для потребления с сетевой водой температурой до 85°C в межотопительный период до 100–125 Гкал/ч, в отопительный период 50–62 Гкал/ч.

Объективные трудности реализации потенциала энергосбережения связаны с отсутствием внутри ОАО «Светлогорский ЦКК» потребителей указанных потоков теплоты охлаждения сетевой воды. Необходимо привлечение сторонних потребителей указанной тепловой энергии, к которым в условиях данного промышленного узла относятся птицефабрика и коммунальные потребители города. Теплоснабжение последних осуществляется от Светлогорской ТЭЦ. Средняя нагрузка за отопительный период внешних потребителей тепловой энергии может быть определена в 100 Гкал/ч. За счет бестопливного теплового потока это может обеспечить до 40 тыс. т у. т. годовой экономии топлива (природного газа).

Реализация указанного потока тепловых ВЭР ОАО «Светлогорский ЦКК» требует решения ряда сопряженных задач: согласования взаимодействия различных министерств и ведомств, определения заказчика, финансовое обеспечение.

Литература

  1. Директива Президента Республики Беларусь от 14.06.2007 г. № 3 «Экономия и бережливость – главные факторы экономической безопасности государства» (нац. реестр правовых актов Республики Беларусь, 2007 г. № 146, 1/8668. Указом Президента Республики Беларусь внесены изм. 26.01.2016 г. № 26 «О внесении изменений и дополнений в Директивы Президента Республики Беларусь № 3»).
  2. Концепция энергетической безопасности Республики Беларусь (утв. Постановлением Совета Министров Республики Беларусь 13.12.2015 г. № 1084).
  3. Концепция программы развития промышленного комплекса Республики Беларусь на период до 2020 г. (утв. Постановлением Совета Министров Республики Беларусь 05.07.2012 г. № 622).
  4. Михалевич, А.А. Энергетическая безопасность Республики Беларусь: компоненты, вызовы, угрозы [электронный ресурс]: - - Режим доступа: http://nmnby.eu/pub/0911/energy_security.pdf - Дата доступа: 26.03.2010.
  5. Хрусталев, Б.М. Расширение энергосберегающей базы в условиях централизованного теплоснабжения и доминирования энергоемких технологий / Б.М. Хрусталев, В.Н. Романюк // Энергоэффективность. – 2017. – № 12. – С. 6–23.
  6. Опыт Китая и Кореи – очень далеко и очень полезно / Энергия и Менеджмент. -- № 6 (75). - С. 29–36.
  7. Субботин, А. «Мы на этом рынке постараемся зацепиться зубами» [электронный ресурс]: -- Режим доступа: https://yandex.by/turbo/s/belaruspartisan.by/economic/505407/ - Дата доступа: 07.07.2020.
  8. Романюк, В.Н. Интенсивное энергосбережение в теплотехнологических системах промышленного производства строительных материалов: дис. докт. техн. наук: 05.14.04 / В.Н. Романюк; БНТУ. - Мн., 2010. - 365 с.
  9. Бродянский, В.М. Эксергетический метод и его приложения / В.М. Бродянский, В.Фратшер, К. Михалек. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 288 с.
  10. Малашенко, М.П. Повышение энергетической эффективности и снижение энергетической составляющей себестоимости продукции теплоэнергетических и теплотехнических производств в современных условиях / М.П. Малашенко, В.Н. Романюк, А.А. Бобич // Энергоэффективность. — 2019. — № 8. — с. 8–15.