2.1. Минимизация затрат электроэнергии на воздушное охлаждение газофракционирующих установок

С целью минимизации энергетических затрат было предложено произвести модернизацию блока аппаратов воздушного охлаждения (АВО) газо-фракционирующих установок (ГФУ), которая заключалась в следующем:

• замене отработавших свой ресурс теплообменных секций на новые с измененной геометрией пучка;

• замене приводов мощностью 90 кВт с вентиляторами типа УК-2М на приводы мощностью 75 кВт, укомплектованные вентиляторами «Торнадо» Т-50-6;

• оснащении аппаратов воздушного охлаждения системой автоматического регулирования температуры (САРТ) продукта.

Новые теплообменники секции обеспечивают расчетный теплосъем в летнем режиме при максимальных температурах окружающего воздуха с запасом по производительности, что позволяет снижать расход воздуха подаваемого вентиляторами, уменьшая частоту ращения электродвигателей. Измененное отношение числа труб по ходам оптимизировало процесс конденсации и уменьшило вибрацию за счет устранения гидравлических ударов.

Применение современных вентиляторов, имеющих максимальный кпд в зоне рабочих параметров, позволяет обеспечить расчетный расход воздуха через теплообменные секции при оснащении приводом меньшей мощности. Потребляемая мощность нового привода составляет 54 кВт против 89 кВт у старого.

Вентиляторы типа «Торнадо» также имеют меньшую массу и более высокую степень балансировки, что существенно снижает нагрузку на подшипники электроприводов и увеличивает ресурс их работы.

Замена пятнадцати электродвигателей (n=15) типа ВАСО с номинальной мощностью Р=90 кВт на электродвигатели с номинальной мощностью Р=75 кВт дает уменьшение капитальных затрат

К= n(Ц₉₀-Ц₇₅)=15(154548,2-97182)=860493 руб.,

где Ц₉₀и Ц₇₅– соответственно стоимость электродвигателей мощностью 90 кВт и 75 кВт.

Годовая экономия потребляемой электроэнергии при комплектации электроприводов вентиляторов электродвигателями ВАСО с Р=75 кВт составит

Э_п=15(Р₉₀- Р₇₅)=15(89-54)24365=4599000 кВтч.,

где Р₉₀и Р₇₅– соответственно фактическая загрузка электродвигателей с номинальной мощностью 90 кВт и 75 кВт.

При тарифной ставке «Ленэнерго» 1,13 руб/кВтч уменьшение оплаты за электрическую энергию составляет

Э_ц=45990001,13=5196870 руб.,

а срок окупаемости

N=1597182/5196870=0,28 г. (≈ 4 мес).

В настоящее время регулирование работой АВО осуществляется сезонно перестановкой положения жалюзийных решеток и уменьшением частоты вращения электродвигателей вентиляторов для компенсации суточных колебаний температуры наружного воздуха.

Стоимостное выражение экономического эффекта от непосредственного снижения потребляемой мощности при использовании системы автоматического регулирования на одном аппарате воздушного охлаждения составляет в среднем 10000 руб в месяц, что для трех аппаратов составит

Э=31210000 = 360000 руб.

Дополнительным эффектом использования САРТ является возможность более точного поддержания температуры продукта в пределах 1С вместо диапазона в 10С, зафиксированного по регистрационным листам установки до модернизации. Это позволяет гарантированно вести процесс вблизи верхней границы температур, определенных регламентом. Для определения влияния системы автоматического регулирования и оценки количественных значений были проведены эксперименты по подключению системы автоматического регулирования холодильника конденсатора ХК-23. В результате установлено, что при номинальном режиме работы вентилятора переохлаждение потока орошения составило порядка (18÷19) С, что потребовало увеличение расхода пара.

Дополнительный подвод тепла для поддержания теплового баланса технологического процесса можно принять равным теплу, необходимому для нагрева потока орошения при перепаде температур t, равном температуре переохлаждения (19С),

Q=GC_pt,

где G = V, кг/час; C_р=2568 Дж/(кгК); Q=38577.5256819=1.0710⁹ Дж/час; 1Гкал=4,1910⁹ Дж; Q=0.255 Гкал/час.

В стоимостном выражении при цене Ц=455,5 руб/Гкал эффект составит

Э=QЦЕ=0,255455,524=2787,66 руб. в сутки.

Суммарная прибыль от внедрения САРТ на одном аппарате составляет

П=3052487,7+360000=3412487,7 руб/год,

что при стоимости оборудования системой одного аппарата порядка 21 тыс. USD позволило окупить затраты в течении

Т=651000/3412487,7=0,19года ≈ 3 месяца.

Ежегодная прибыль от экономии пара составляет

П=3652787,66=1017495,9 руб/год.

Всего на три колонны годовая прибыль составит

П=31017495,9=3052487,7 руб/год.

С учетом экономии электроэнергии на вентиляторах, не оборудованных САРТ, общая годовая прибыль составит

П_=3412487,7+2227230=5639717,7 руб.