Page 1

РЕАЛІЗОВАНІ ПРОЕКТИ

Утилізація тепла на промислових підприємствах В умовах кризи і за наявності стійкої тенденції до збільшення цін на енергоносії питання економії енергії, зокрема теплової, стають як ніколи злободенними. У такому разі корисно звернути увагу на можливість пошуку резервів там, де, здавалося б, їх немає. А саме на системи утилізації тепла

А в т о р Олександр Тимчик, інженерпроектувальник холодильних систем, ТОВ «Альфа Контрактинг»

сім відомо, що у процесі охолоджування або заморожування в охолоджуваних продуктів забирається тепло і відводиться у повітря. А якщо уявити собі ці теплові викиди у промислових масштабах, то можна зрозуміти, що дуже багато цінного тепла просто викидається на вітер. І тут на допомогу приходять системи утилізації тепла, актуальність якого в сучасних умовах тільки зростає. Розглянемо можливість використання такої системи на конкретному об’єкті.

У

Передумови Підприємства із забивання курчат бройлерів (в даному випадку птахофабрика «Миронівська», с. Степанці Канівського району) потребують гарячої води на різних етапах виробництва, починаючи з потрошіння тушок і закінчуючи банальними побутовими потребами обслугового персоналу. У безпосередній близькості від забійного комплексу розташована котельна, проектної потужності якої достатньо для покриття всіх потреб виробництва. Як же можна допомогти підприємству заощадити певну кількість енергії, а отже й коштів? Фірма «Альфа Контрактинг» (м. Київ) це завдання успішно вирішила. Отже, фахівці компанії користуються нагодою поділитися досвідом вирішення подібних завдань. Що ж робити в таких випадках? Спершу необхідно детальніше розглянути схему холодозабезпечення підприємства.

28

ХОЛОД 2/2010

<< Конденсаторний майданчик: загальна встановлена потужність – 16 200 кВт Назва об’єкту: птахофабрика «Миронівська» (комплекс для забивання курчат-бройлерів) у с. Степанці Канівського району Черкаської області Проект: компанія «Технопроект» Постачання холодильного обладнання, шефмонтаж, пусконалагоджувальні роботи: ТОВ «Альфа Контрактинг» Впровадження проекту: перша стадія – вересень 2006 — серпень 2007, друга стадія – лютий 2009 – липень 2009 Розрахункова продуктивність такого комплексу становить більш ніж 20 тис. курчат бройлерів за годину. Безумовно, така кількість продукції потребує значних витрат холоду як для охолоджування тушок до температури короткострокового зберігання

(0 OС), так і для подальшого заморожування тушок і їх фрагментів у картонажному фризері, а також спіральних, бласт-, плиткових фризерах тощо. Для забезпечення таких значних потреб у холоді фахівці фірми «Альфа Контрактинг» ухвалили рішення застосу-


дало змогу мати вищий ККД роботи системи в цілому порівняно з повітряними конденсаторами. Одним із найважливіших аспектів роботи будь-якого компресорного обладнання є постійне охолоджування мастила. Залежно від конструкції компресора, його типу, особливостей системи і побажань замовника для цього можуть бути застосовані різні рішення, наприклад повітряне, водяне або термосифонне. У зазначеній системі був реалізований термосифонний принцип охолодження

Компресорний цех: на основі 16-гвинтових компресорних агрегатів виробництва Mycom

мастила, що дало можливість перерозподілити навантаження з компресорних агрегатів на конденсатори. Беручи до уваги, що відносна вартість одного кіловата потужності компресорного агрегату в декілька разів перевищує аналогічну вартість кіловата потужності конденсатора, всі вигоди такого способу охолодження масла стають очевидні. Отже, маємо два джерела тепла: це теплота, що одержується під час охолоджування мастила і теплота конденсації холодильного агенту. Проте, вклавши невеликі додаткові кошти, ми зможемо вирішити питання охолодження і водночас не тільки сприяти підвищенню ККД системи охолодження в цілому (під час утилізації тепла знижується загальне навантаження на конденсатори і, відповідно, знижується температура конденсації, що приводить до підвищення холодильного коефіцієнта системи), але й мати безкоштовне джерело гарячої води температурою не менше +45 OС, води, яка може бути використана на будь-які потреби, оскільки в даному випадку санітарних обмежень немає.

Реалізація

Компресорний агрегат: гвинтовий, виробництва компанії Mycom зі встановленими термосифонним і водяним мастилоохолоджувачами вати двоступінчасту систему з трьома температурами кипіння на основі 16-гвинтових компресорів (з них два – резервні) виробництва Mycom (Японія, Бельгія). Для підвищення ефективності роботи системи були використані чотири випарні

конденсатори виробництва компанії Baltimore (Бельгія). Сумарна потужність встановлених конденсаторів становить трохи більше 16 200 кВт. Завдяки застосуванню випарних конденсаторів було досягнуто стабільної температури конденсації не вище +35 OС, що

Розглянемо спосіб рішення поставленого завдання. Найпростіше розв’язується завдання утилізації тепла від охолоджування мастила компресорних агрегатів. Так, на всі компресорні агрегати заводським шляхом було встановлено по два мастилоохолоджувачі кожухотрубного типу: термосифонний і водяний. Мастилоохолоджувачі підключені послідовно по шляху проходження мастила. До того ж водяний мастилоохолоджувач встановлений першим, що дає можливість одержати максимальну в даному випадку температуру. Лінії подання і повернення підігрітої води всіх компресорних агрегатів об’єднані загальними колекторами. Вся підігріта за рахунок охолоджування вода поступає на пластинчастий теплообмінник, утворюючи зам-

2/2010 ХОЛОД

29


РЕАЛІЗОВАНІ ПРОЕКТИ

шається постійною: залишок тепла відбирається в термосифонному мастилоохолоджувачі, що не потребує окремої системи регулювання. Система виходить гнучкою і не залежить від поточної потреби в гарячій воді. Ще один спосіб здобуття тепла – встановлення форконденсатора на лінії нагнітання компресорів. На вказаному об’єкті фірма «Альфа Контрактинг» встановила кожухотрубний форконденсатор. Вибір цього типу теплообмінника обумовлений високою швидкістю пари холодильного агенту на лінії

Форконденсатор: оснащений байпасом і запобіжним клапаном

Системи утилізації: дві незалежні; проміжний теплоносій у одній – вода, у іншій – етиленгліколь кнутий вторинний контур. Такий підхід унеможливлює контакт холодильного агенту з кінцевим споживачем тепла і робить можливим застосування підігрітої вторинним контуром води в будь-яких цілях і без санітарних обмежень. Слід, проте, відзначити, що застосування такої системи утилізації тепла доцільно тільки у випадку гвинтових компресорних агрегатів. Температура одержуваної таким чином води коливається в межах

30

ХОЛОД 2/2010

+40…+45 OС. Оскільки вся трубна система, насоси і теплообмінник розміщені в опалювальному приміщенні компресорної, то ризик замерзання проміжного теплоносія зводиться до нуля, а значить, можна використовувати звичайну воду. Позитивним моментом також є те, що незалежно від кількості тепла, що відбирається у водяному мастилоохолоджувачі, температура мастила, що подається в компресорний агрегат, зали-

нагнітання і необхідністю зменшити втрати тиску в теплообміннику. В основному принцип роботи цього контуру утилізації повторює вищеописаний, проте є ряд моментів, на які необхідно звернути увагу. По-перше, бажано встановлювати форконденсатор дещо вищий за основні конденсатори і трохи нахилити його в їх бік. Це потрібно для того, щоб конденсат, який утворився, безперешкодно потрапляв у конденсатор, а потім у лінійний ресивер, не заважаючи нормальній роботі системи. За штатного режиму роботи конденсації у форконденсаторі не має бути. По-друге, як проміжний теплоносій необхідно використовувати розчин етиленгліколю, щоб уникнути замерзання в зимовий період. Установлення форконденсатора в системах на основі поршневих компресорів дає змогу досягти набагато вищих температур води на виході. Це пояснюється вищою температурою нагнітання в поршневих компресорних агрегатах порівняно з гвинтовими. Тому в даному випадку маємо прибуток від тепла, яке за інших умов просто викидається в повітря. Описані вище системи мають такі характеристики: • система утилізації тепла від охолоджування мастила за потужності теплообмінного апарату 1750 кВт забезпечує потребу в гарячій воді температурою +40…+45 OС в обсязі близько 43 м3/год; • система утилізації тепла від попереднього охолоджування пари холодоагенту на нагнітанні за встановленої потужності теплообмінного апарату 800 кВт забезпечує потребу в гарячій воді температурою +40…+45 OС в обсязі близько 20 м3/год.

Брати або не брати? Будь-який високопрофесійний інженер, безумовно, повинен прагнути до створення умов для найбільш ефективної роботи систе-


ми, вибору високоякісного обладнання, застосування надійної арматури. Після чого пригадати про ціни, зітхнути і спробувати підігнати до проекту щось із того, що лежить на складі. Це, звичайно, жарт. Великий вибір сучасного холодильного обладнання, що випускається у світі, дає можливість розглянути різні варіанти співвідношення «ціна-якість». Перед ухваленням рішення в першу чергу необхідно продумати виконання технічних умов, що їх поставив замовник, вибрати оптимальну схему холодозабезпечення, тип холодильного агенту, перевірити обладнання на відповідність дійсним санітарним нормам і нормам безпеки. Як правило, в більшості випадків є потреба передбачити також можливість розширення холодильної системи в майбутньому. Розраховуючи установлення додаткового обладнання, необхідно ретельно зважити все «за» і «проти»: оцінити реальну потребу виробництва в тих чи інших теплоносіях, сферу їх застосування, реально досяжну потужність, економію тощо. Гідним прикладом рішення всіх цих завдань і є описана вище система утилізації тепла, що її розробили і встановили фахівці фірми «Альфа Контрактинг». І справді, потреби підприємства в теплоносії завжди великі, одержуваний теплоносій можна застосовувати і в технологічному процесі, і для побутових потреб, а найголовніше, в цьому випадку не тільки не витрачається додаткова енергія для отримання тепла (супутня витрата енергії вкрай незначна), а ще й підвищується ККД роботи холодильної системи в цілому. Наочний результат – до 63 м3/год гарячої води за температури +40…+45 OС на конкретному об’єкті. Хотілося б також звернути увагу на те, що сфера застосування подібних систем майже не обмежена: це м’ясопереробні підприємства, пивзаводи, підприємства молочної промисловості, великі холодильні склади, зокрема логістичні, культурні і спортивні споруди, гіпермаркети тощо. Навіть якщо неможливо використовувати здобутий теплоносій безпосередньо в технологічному процесі, його можна направити на задоволення господарчо-побутових потреб або обігрівання приміщень, що, погодьтеся, завжди актуально. Якщо холодильна установка на підприємстві має стабільне високе навантаження і є необхідність у гарячій воді для різних потреб, то термін окупності встановлюваного додаткового обладнання для утилізації тепла становитиме близько одного року, а його подальша експлуатація приноситиме чистий прибуток. Системи подібного типу не потре-

Циркуляційні насоси систем утилізації тепла

Підключення пластинчастого теплообмінника до системи утилізації тепла бують великої кількості складних і дорогих приладів контролю і автоматики, спеціального висококваліфікованого обслуговування й контролю. Ще один плюс – мала площа, необхідна для встановлення.

стадії проектування нового об’єкту, але й під час реконструкції вже наявних. Беручи до уваги те, наскільки мала площа необхідна для установлення обладнання, знайти місце для цього за умови грамотного проектування можна майже завжди. Вибір за вами.

Висновки На закінчення хочу сказати, що застосування подібних систем можливе не тільки на

2/2010 ХОЛОД

31

ALFA Contracting - Холод 2/2010  

ALFA Contracting - Холод 2/2010

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you