Вопросы сбережения средств в системах аспирации промышленных предприятий

Возникают проблемы:

• содержание пыли в производственных цехах повышается;

• повышается концентрация вредных веществ в выбрасываемом в атмосферу воздухе, что может привести к штрафным санкциям;

• повышение внимания к вашему бизнесу со стороны контролирующих органов;

• ускоренный износ технологического оборудования и риск простоев;

• увеличение производственных издержек на сервисное обслуживание и расходные материалы.

Если Ваша цель — экономное производство — и Вы задумываетесь о необходимости модернизации систем обеспечения технологического процесса, в Вашем списке будут значиться работы по проектированию и монтажу новых аспирационных систем или реконструкции существующих.

В данной статье мы хотели бы заострить Ваше внимание на следующих основных вопросах:

Экономические и информационные

1. Ужесточение штрафов в области природоохранного законодательства.

2. Предлагаемая нами методика проектирования и монтажа систем аспирации, позволяющая экономить средства при покупке газоочистного оборудования.

3. Предлагаемый нами принцип построения системы аспирации, окупающей себя благодаря снижению расходов на электропотребление и дополнительное оборудование.

Практические

1. Степень запыленности воздуха в местах расположения источников пыли, определяется лишь эффективностью работы местных отсосов и никак не привязана к газоочистному оборудованию.

2. Грамотная автоматизация систем аспирации позволяет уменьшить производственные издержки и приносит экономический эффект.

3. Методы борьбы с образованием конденсата на внутренних стенках фильтра, связанного с «точкой росы» и приводящего к цементируемости фильтрующих элементов ГО.

Аспирация — это удаление (как правило, с помощью местных отсосов - МО) и очистка газопылевых смесей, образующихся в процессе производства той или иной продукции.

Воздух, удаляемый местными вентиляционными установками, запыленный или загрязненный продуктами производства, очищают перед выпуском его в атмосферу. Способ очистки удаляемого воздуха от загрязнений, высота выброса и допустимые концентрации вредностей в нем должны соответствовать действующим нормативным документам и стандартам.

В 2005 году Депутаты Государственной думы РФ увеличили штрафы за загрязнение окружающей среды в 10 раз. Принятые летом этого года депутатами Государственной думы РФ поправки в «Кодекс об административных правонарушениях»в части усиления ответственности за правонарушения в области охраны окружающей природной среды увеличивают размеры административных штрафов, установленных за правонарушения в области охраны окружающей среды и природопользования.

Предпринимателям и фирмам придется более строго соблюдать нормы природоохранного законодательства. Согласно законопроекту суммы штрафов для граждан возрастут в среднем в 3-4 раза, для должностных лиц и юридических лиц — в 2-10 раз. Предпринимателям без образования юридического лица, уличенным в нарушении экологического законодательства, придется заплатить штраф в 2-5 раз больший, чем сейчас. Также «Кодекс об административных правонарушениях» дополнен новой статьей, предусматривающей административную ответственность за несвоевременное внесение или невнесение платы за загрязнение окружающей среды. Ее нарушение штрафуется от 30 до 60 МРОТ (3000-6000 руб.) для должностных лиц и от 50 до 1000 МРОТ (50000-100000 руб.) для юридических лиц. Заместитель председателя Комитета по конституционному законодательству и государственному строительству Александр Харитонов даже отметил, что: «Это позволит улучшить ситуацию в охраняемой сфере».

Крайне неприятный для бизнеса сюрприз содержат сами формулировки действий, которые, согласно законопроекту, будут считаться противозаконными. Перечень правонарушений помимо более или менее конкретных содержит и весьма обтекаемые «иные виды негативного воздействия на окружающую среду». Эту формулировку контролирующие органы могут трактовать на свое усмотрение, подводя под нее любое правонарушение в области природоохранного законодательства.

Степень запыленности воздуха в местах расположения источников пыли, определяется лишь эффективностью работы местных отсосов (МО) и никак не привязана к газоочистному оборудованию. Это факт. Руководство предприятий может потратить серьезные деньги на приобретение импортного дорогостоящего очистного оборудования, но не получить никакого эффекта от данных вложений, если эффективность работы МО низка.

Под эффективностью МО понимается отношение количества пыли (г), удаляемого местным отсосом от источника пыления, к общему количеству пыли (г), выделяющейся в данном источнике. Предлагаемая нами методика проектирования систем аспирации позволяет повысить эффективность работы местных отсосов до (95-98)% и снизить запыленность рабочей зоны до ПДК без особых финансовых затрат на покупку дополнительного газоочистного оборудования.

Это достигается за счет:

1. Разработки и усовершенствования конструкции укрытий, не мешающих технологическому процессу, позволяющих выровнять скорости удаляемого воздуха в «зеркале» воронки. Чем выше эффективность укрытия, тем меньше пыли в цеху. Как правило, укрытия, изготовленные по-месту (без соответствующих расчетов) или поставляемые в комплекте с технологическим оборудованием, имеют очень низкую эффективность (менее 80 %).

2. Правильного расчета сети воздуховодов.

3. Расчета аспирационных коллекторов.

4. Расчета аэродинамического сопротивления системы аспирации.

5. Правильного подбора высоконапорного вентилятора.

Удачная конструкция местного отсоса и вышеперечисленные факторы позволяют с меньшими расходами воздуха снизить запыленность процесса до ПДК. Уменьшение расходов удаляемого воздуха позволяет использовать в системе аспирации менее мощный вентилятор. Это позволяет снизить энергопотребление системы аспирации и уменьшить начальные финансовые вложения в проект.

Предлагаемый нами принцип построения системы аспирации, окупающей себя благодаря снижению расходов на электропотребление и дополнительное оборудование.

Очистка газопылевой смеси основана на фильтрации воздуха.

Какова цель фильтрации? Довести допустимый уровень концентрации вредностей в выбрасываемом в атмосферу воздухе до ПДВ (предельно допустимый выброс) в соответствии с нормами Государственного санитарного надзора. У Вас есть право выбросить очищенный теплый воздух на улицу, как это делается в большинстве аспирационных систем.

Объемы удаляемого аспирационной системой воздуха таковы, что возникает «дефицит притока» и появляется необходимость в дополнительной компенсирующей системе приточной вентиляции. Это увеличивает затраты на нагрев приточного воздуха в зимнее время.

Мы предлагаем Вам вернуть удаляемый воздух обратно в цех, подвергнув его дополнительной очистке (ввод контрольной ступени очистки). Если аспирационные системы грамотно спроектированы, корректно смонтированы и работают эффективно, обеспечивая стабильные ПДК и ПДВ, возникает возможность рециркуляции очищенного воздуха - возврата очищенного воздуха обратно в помещение через дополнительную ступень очистки и воздухораспределители. Отпадает необходимость в компенсирующей приточной системе. Правда для этого действующие системы аспирации должны быть выверенными и сбалансированными для каждого конкретного производства, что сильно зависит от исполнителя, разрабатывающего и монтирующего систему, от его опыта, щепетильности и вдумчивости при решении каждой проблемы на каждом этапе. Заметим, что экономическая эффективность контрольной ступени очистки очевидна: стоимость оборудования и работ по ее установке в 5-10 раз ниже стоимости приточной системы, при этом отпадает необходимость тратить средства на нагрев приточного воздуха.

В первом случае — если удаляемый аспирационной системой воздух выбрасывается в атмосферу — количество ступеней очистки минимально (одна), стоимость ГО ниже, однако возникает необходимость в принудительном притоке. Объем, удаляемого аспирационной системой воздуха, необходимо скомпенсировать.

Стоимость реализации приточной системы вентиляции, включая стоимость проектных, монтажных, пусконаладочных работ и стоимость оборудования, усреднено стоит примерно 1$ за 1 куб.м. воздуха. Таким образом стоимость вентиляционной системы для компенсации удаляемого аспирационной системой средней производительности воздуха (20 000 м3/час) составляет 500-600 тыс. рублей, а это прямые затраты, которые не вернутся, а наоборот увеличат издержки предприятия в виде дополнительных затрат на обогрев приточного воздуха, особенно в зимнее время.

Степень очистки ГО в этом случае должна быть не ниже 97%. Расчеты, сделаные по ОНД 86 для трубы высотой 30 м. для системы аспирации, производительностью 20 000 м3/ час (ПДК для цементной пыли равен 6 мг /м3) показали, что эксплуатация такой системы с учетом затрат на электропотребление (энергопотребление вентилятора + стоимость нагрева приточного воздуха) может составить примерно 50$ в день. Для системы аспирации, производительностью 20 000 м3/час первоначальные затраты и затраты на эксплуатацию в течение года составят примерно 36 000 $ или примерно 1 000 000 руб. (включая стоимость оборудования и реализации проекта).

Во втором случае — применение рециркуляции (возврата очищенного воздуха в рабочую зону) — эффективность очистки ГО для обеспечения условия возврата воздуха в помещение должна быть не менее 99,99%. Такую степень очистки можно получить только многоступенчатой очисткой. Производительность приточной системы, в этом случае в несколько раз меньше. Значительно уменьшаются затраты на эксплуатацию такой системы (до 70%). На лицо положительный экономический эффект и повышение окупаемости вложений. Разница в стоимости ГО в первом и во втором случае составляет, в среднем, 25% (в рублях примерно 250 000 руб.).

В своей работе мы столкнулись с необходимостью реконструкции действующих систем аспирации завода по производству сухих строительных смесей. Очистка воздуха осуществлялась ГО 3-х разных производителей. Для экспертизы действующих систем нам потребовались данные об эффективности работы фильтров, произведенных тремя разными Российскими производителями в разное время. Для проведения замеров была приглашена аккредитованная организация ОАО «ТОИР».

По результатам замеров выяснилось, что реальная степень очистки ГО соответственно составляет: 62%, 71,4% и 93% для разных производителей. Ясно, что ни один фильтр не обеспечивает даже ПДВ, поэтому при проектировании новой системы аспирации (взамен старой) был проведен маркетинг и анализ рынка производителей ГО (как отечественных так и зарубежных).

Помимо вышеуказанных параметров (стоимость, степень очистки и гидродинамическое сопротивление) учитывались такие параметры как:

• эффективность и надежность узла регенерации фильтра (импульсная продувка),

• сроки поставки,

• условия оплаты,

• комплектация,

• гарантийный срок,

• отзывы организаций, эксплуатирующих данное оборудование,

• стоимость расходных материалов,

• простота эксплуатации и пр.

Заказчику было сделано 2 предложения на импортном оборудовании и 1 предложение на российском оборудовании. При сравнении по вышеуказанным параметрам выбор был сделан в пользу отечественного оборудования. Высокая степень очистки, надежная и эффективная система регенерации рукавного фильтра (импульсная продувка) в сочетании с хорошим дизайном и низкой ценой стали решающими факторами в пользу этого производителя.

По окончании пуско-наладочных работ, были произведены замеры запыленности рабочей зоны и определена степень очистки установленного ГО. Максимально разовая запыленность рабочей зоны составила 3 мг/м3, при допустимой 6 мг/м3. Эффективность очистки (две ступени очистки) составила 99,99% . Концентрация пыли после ГО составила 0,8 мг/м3, что в 2,5 раза ниже ПДК. Весь очищенный воздух (производительность системы аспирации 27 000 м3/ час) возвращен в рабочую зону. Существенно уменьшены затраты на энергопотребление.

Экономический эффект оценивается в 1,5 млн. руб. Он складывается из следующих составляющих:

• отсутствие необходимости приточной системы и ее эксплуатации,

• использование вентиляторов меньшей мощности за счет низкого гидродинамического сопротивления ГО,

• повышение эффективности работы МО (уменьшение расхода удаляемого воздуха).

Эффективность работы местных отсосов новой системы возросла до 97% по сравнению с ранее существовавшей системой (эффективность ниже 60%). Грамотная автоматизация систем аспирации позволяет уменьшить производственные издержки и приносит экономический эффект.

Помимо вышеуказанных способов энергосбережения в системах аспирации, необходимо, на наш взгляд, затронуть вопрос дополнительной автоматизации аспирационных систем, что выливается в увеличение первоначальной стоимости оборудования, но, благодаря снижению энергопотребления, достаточно быстро окупается.

Мы рекомендуем следующие варианты:

• Автоматизация регулирования скорости вращения вентилятора централизованной системы аспирации. Часто одна центральная аспирационная система обслуживает несколько технологических единиц оборудования, которые не всегда работают одновременно. Например: две мельницы помола обслуживает одна аспирационная система. Если скорость вентилятора не регулируется, то количество удаляемого воздуха (а стало быть, и потребляемая мощность вентилятора) будут всегда одинаковы, даже если работает только одна мельница. Автоматизация позволяет осуществлять автоматическую регулировку скорости вращения (а стало быть, и потребляемой мощности) в зависимости от количества работающих единиц оборудования. Реализуется с помощью управляющих контроллеров и частотных преобразователей системы автоматики и датчиков давления (разряжения), установленных внутри ГО. Стоимость такой системы, на сегодняшний день, довольно велика, но экономический эффект явно положительный (срок окупаемости 1-1,5 года).

• Применение цифровых контроллеров в управлении системой аспирации. Позволяет гибко настраивать логику работы аспирационной системы без дополнительных финансовых затрат – простой перенастройкой управляющей программы. Оснащает систему аспирации интеллектуальными функциями, например такими, как более интенсивная продувка систем перед полной длительной остановкой (снижение издержек на сервисное обслуживание и расходные материалы, увеличение долговечности ГО).

Автор Ю. Б. Иванов