Энергосбережение при обжиге клинкера: индийский опыт

РЕФЕРАТ. В статье описаны подходы к решению задач по снижению энергопотребления и повышению эффективности утилизации энергоресурсов при производстве цемента в рамках передела по обжигу клинкера. Рассмотрен опыт Индии в решении данных вопросов. Проблемы оптимизации энергопотребления могут быть решены благодаря использованию различных подходов, таких как применение энергосберегающего оборудования, оптимизация технологического процесса с помощью современных методов математического моделирования и внедрение новейших методик управления потреблением энергии.

Ключевые слова: энергоэффективность, обжиг клинкера, сухой способ, энергетический менеджмент, цементная промышленность Индии, модернизация производства.

Keywords: energy efficiency, clinker burning, dry process, energy management, India cement industry, production modernization

Цементная промышленность Индии является вторым крупнейшим производителем цемента в мире, а ее история насчитывает 100 лет. В течение этого периода основными факторами развития отрасли были повышение эффективности энергопотребления и снижение издержек. Сегодня цементная промышленность Индии является одной из самых передовых в отношении используемой технологии и технических решений. Некоторые из заводов находятся среди лучших в мире по показателям энергопотребления и объема выбросов. Однако в стране существуют и другие предприятия, вводившиеся в эксплуатацию на протяжении нескольких последних десятилетий и оснащенные широким спектром технологического оборудования предыдущих поколений. Вследствие этого в целом в цемент­ном секторе имеется потенциал по внедрению прогрессивных технических решений для экономии энергии и снижения выбросов. С  учетом ситуации в целом в данной статье особое внимание уделяется вопросам энергосбережения при обжиге клинкера, поскольку этот передел является наиболее энергозатратным во всем технологическом процессе. Существует множество проблем, требующих различных подходов к их решению: от установки современных технологических аппаратов до применения новейшего программного обеспечения по управлению технологическими процессами. Некоторые из этих вопросов рассмотрены в данной статье.

1. Введение

В настоящий момент производственная мощность предприятий цементной промышленности Индии — около 350 млн т в год. Из общего числа заводов 97 % работают по сухому способу, в основном с применением многоступенчатых теплообменников и декарбонизаторов (рис. 1). Однако ввиду длительной истории развития цементной промышленности в стране на заводах продолжают использовать печи, различающиеся по техническим решениям, которые применялись при их проектировании. В результате удельный расход тепла на отдельных заводах, согласно отчету [1] о работе 30 печных установок за 2008—2009 годы, находился в диа­пазоне 687—846 ккал/кг клинкера при средней величине 726 ккал/кг, а удельный расход электроэнергии на печном участке — в диапазоне 20,55—35,75 кВт · ч/т при среднем значении 27,32 кВт · ч/т клинкера. Отметим, что в более новом отчете о работе 17 заводов с улучшенными показателями, имевших производственную мощность по клинкеру от 1,4 до 5,8 млн т в год, удельный расход тепла находился в диапазоне 690—742 ккал/кг клинкера при среднем значении 712 ккал/кг клинкера. Общий удельный расход электроэнергии находился в диапазоне 64—82 кВт · ч/т цемента при среднем значении 73 кВт · ч/т цемента [2].


Рис. 1. Динамика доли производства цемента различными способами в Индии

Очевидно, что, хотя имеется разброс уровней потребления энергии между различными заводами, учитывая их срок службы и используемую технологию, средние показатели ясно указывают на повышение эффективности использования тепла. Однако у отрасли все же имеется потенциал по общему повышению эффективности производства при помощи различных методов.

2. Тенденции развития печных систем

Современные печные системы, независимо от поставщика оборудования, отличаются друг от друга незначительно, поскольку за последние годы не произошло каких-либо принципиальных изменений в технических решениях применительно к печным агрегатам. Таким образом, улучшения в технологии обжига развиваются по следующим направлениям:

• применение многоступенчатого теплообменника с декарбонизатором;

• переход к крупнотоннажному производству (до 12 тыс. т клинкера в сутки);

• применение циклонов с низким аэродинамическим сопротивлением и высокой эффективностью пылеосаждения в верхней ступени;

• установка онлайн-сканера корпуса печи для мониторинга состояния футеровки и поддержания ее требуемой толщины;

• применение энергоэффективных запечных дымосов, оборудованных частотно-регулируемыми приводами (ЧРП);

• использование многоканальных горелок, пригодных для сжигания альтернативных видов топлива;

• переход на высокопроизводительные холодильники последнего поколения, оборудованные вентиляторами с ЧРП;

• принятие мер для снижения выбросов пыли, NOx, SOx, уменьшения производственного шума;

• применение автоматизированных систем управления технологическим процессом, поз­волящих обеспечить бесперебойную работу оборудования и высокое качество продукции.

2.1. Производительность печей и расход тепла. Несмотря на то, что в мировой прак­тике предпочтение отдается печам с производительностью по клинкеру 3—6 тыс. т/сут [3], в Индии наблюдается тенденция использовать печи более высокой производительности, в первую очередь чтобы наряду с другими преимуществами воспользоваться и экономией, связанной с масштабом производства. Характеристики крупнейшей эксплуа­тируемой печи в Индии производительностью 12 тыс. т/сут приведены на рис. 2, а средние значения удельного потребления тепла печами различной производительности — на рис. 3. Видно, что при увеличении производительности печей сверх 5 тыс. т/сут дальнейшее снижение удельного потребления тепла становится весьма незначительным. Аналогично обстоит дело и с ростом удельного съема печи: хотя его значение скачкообразно возрастает с 1,5 до 3,5 т/(м3 · сут) при переходе от печи с теп­лообменником, имеющей производительность 4 тыс. т/сут, к печи с декарбонизатором (5,5 тыс. т/сут), при дальнейшем росте производительности вплоть до 12 тыс. т/сут удельный съем возрастает всего на 6—8 %.


Рис. 2. Крупнейшая печь в Индии (двухветвевой 6-ступенчатый теплообменник; декарбонизатор на отдельной линии; печь размерами 6 × 96 м; холодильник FLS с технологиями CIS, CFG, RFT, площадь решеток 107 м2; выбросы пыли менее 50 мг/нм3)


Рис. 3. Удельный расход тепла для печей различной производительности (в скобках — число печей в данной группе)

В этих условиях наблюдалась тенденция  увеличения производительности существующих печей относительно малой мощности (табл. 1). В большинстве случаев это приводило к значительному повышению энергоэффективности производства: достигались удельный расход теп­ла 690—710 ккал/кг и удельный расход электроэнергии на печном участке 22—28 кВт · ч/т клин­кера.


2.2. Факторы, влияющие на энергоэффективность и эксплуатационные показатели. На энергоэффективность предприятия, а особенно печного отделения, в значительной степени влияют следующие факторы:

• теплообменник:

— аэродинамическое сопротивление теп­лообменника при данном числе ступеней;

— эффективность циклонов верхней ступени;

— запыленность газов на выходе из теплообменника;

— температура газов на выходе из теплообменника конкретной конфигурации;

— эффективность дымососа теплообменника;

— удельное потребление энергии дымососом;

• декарбонизатор:

— доля топлива, подаваемого в декарбонизатор;

— обеспечиваемая степень декарбонизации;

— время нахождения материала в декарбонизаторе;

— температура на выходе;

— содержание CO на выходе;

— спад давления на выходе;

— удельный объем декарбонизатора, включая соединительные газоходы и т. д.;

— объемное тепловое напряжение в декарбонизаторе (Гкал · ч/м3).

Также отметим, что на особенности конструкции декарбонизатора и его рабочие параметры влияют следующие технологические показатели:

— температура и состав отходящих печных газов;

— температура и состав третичного воздуха;

— расход сырьевой муки, поступающей из теплообменника;

— расход топлива в декарбонизаторе;

— количество избыточного кислорода в газах на выходе декарбонизатора;

• вращающаяся печь:

— соответствие суточного выпуска клинкера печью заявленной производительности;

— расход топлива;

— тепловые нагрузки в зоне обжига;

— срок службы огнеупоров в зоне обжига;

— эффективность дымососа;

— расход первичного и вторичного воздуха;

— распределение температур внутри печи;

• угольная мельница (при использовании твердых видов топлива):

— характеристики топлива, включая твердость и зольность;

— влажность угольной пыли при подаче в печную систему;

— массовый расход угля;

• горелки:

— совместимость с конструкцией входа в печь и декарбонизатора;

— эффективность при сжигании как первичного, так и вторичного топлива;

— пониженный уровень выброса NOx;

— легкость настройки для различных видов топлива.

• клинкерный холодильник:

— конструкция (тип, поколение) холодильника;

— эффективность вентиляторов и приводов холодильника;

— количество клинкера, охлаждаемого на 1 м2 площади решетки;

— толщина слоя охлаждаемого материала;

— температура вторичного и третичного воздуха.

С учетом большого числа параметров процесса, влияющих на работу оборудования печного отделения, настоятельно рекомендуется придерживаться следующих подходов для обеспечения рационального использования энергии и энергосбережения:

• использование энергосберегающего оборудования;

• моделирование технологического процесса с применением метода вычислительной аэро­динамики (Computational Fluid Dynamics, CFD);

• внедрение систем управления энергопотреблением (Energy Management Systems, EnMS).

3. Использование энергосберегающего оборудования

В табл. 2 представлены некоторые из обычно проводимых мероприятий по повышению энергоэффективности и их краткое описание.


3.1. Теплообменник и декарбонизаторы с возможностью использования альтернативных видов топлива. Такие меры, как усовершенствование геометрии входа циклонов и погружной трубы для снижения скорости газа, спиральный ввод газов в циклоны и увеличение числа циклонов в теплообменнике, позволили интенсифицировать теплообмен. Это привело к снижению температуры газов на выходе теп­лообменника до 260—270 °C и обеспечило его аэродинамическое сопротивление, не превышающее 600 мм вод. ст., даже при наличии шести ступеней. Современные декарбонизаторы, проектируемые и поставляемые всеми компаниями-изготовителями, могут работать на низкокачественных видах топлива, топливе на основе отходов и кусковом материале, включая измельченные шины. Они продемонстрировали свою способность к снижению выбросов NOx. В этом контексте уместно вспомнить внедрение в практику технологий Hotdisc Technology компании FLS, Step Combustor компании Polysius и RDF Combustor компании KHD.

В технологии Hotdisc используется камера сгорания, в которой крупнокусковое топливо нагревается третичным воздухом из холодильника. Такая камера сгорания обеспечивает высокую температуру сжигания, а медленно передвигающаяся решетка — достаточное время выдержки подаваемого материала.

Технология Step Combustor обеспечивает время выдержки материала в зоне сжигания до 15 мин. Система представляет собой наклонную статическую ступенчатую колосниковую решетку, причем материал передвигается вниз под напором воздуха, подаваемого вентилятором.

Установка RDF Combustor для сжигания твердого топлива на основе бытовых отходов (RDF) рассчитана на работу при температуре свыше 1200 °C и может перерабатывать кусковой материал размером до 300 мм без предварительного измельчения.

3.2. Технические решения по горелкам. За последние годы конструкция горелок значительно улучшена. Кроме основных производителей комплектного оборудования, на рынок поставляют свои усовершенствованные модели компании-изготовители горелок Pillard, Greco, Unitherm Cemcon и FCT combustion. В этих моделях уделено внимание распределению потока воздуха, смешению воздуха для горения и завихряющего воздуха, а также значениям давления воздуха, которые используются для настройки горелки. Путем их регулирования удается обеспечить выполнение иногда противоречащих друг другу требований, к которым относятся высокая температура пламени, низкие выбросы NOx, стабильная работа печи, низкое потребление энергии и др.

Такие горелки, как Pyrojet компании KHD, Duo-flex компании FLS и многоканальная горелка Rotaflam (Pillard), в значительной степени заменили стандартные одноканальные горелки на существующих старых заводах и входят в стандартную комплектацию при установке нового оборудования. В настоящее время для сжигания нефтяного кокса используются многоканальные горелки c импульсом факела от 2000 % • м/с и выше.

3.3. Клинкерные холодильники. Конструкции колосниковых холодильников последнего поколения, разработанные компаниями FLS, IKN, ThyssenKrupp и KHD, основаны на применении неподвижных решеток с движущимися поперечинами для перемещения клинкера по принципу «шагающего пола». Эти холодильники сыграли значительную роль в повышении эффективности рекуперации тепла. Расход воздуха на охлаждение клинкера снизился до уровня 1,7 нм3/кг при минимальном расходе аспирационного воздуха, что позволило снизить потери тепла приблизительно на 30 ккал/кг клин­кера. В этих высокоэффективных холодильниках используется принцип регулируемой подачи охлаждающего воздуха на индивидуальные плиты решетки, чем обеспечивается тепловой КПД установки более 75 %. Особая конструкция плит решетки предотвращает просыпание клинкерной пыли, и во многих случаях они оборудованы индивидуальными регуляторами потока воздуха, чтобы соразмерять расход воздуха с высотой слоя клинкера на плите.

3.4. Высокоэффективные вентиляторы и электроприводы. В настоящий момент в различных технологических процессах широко используются очень энергоэффективные вентиляторы с загнутыми назад лопатками. На многих действующих цементных заводах заменили существующие вентиляторы (роторы и корпуса) на высокоэффективные или установили новые рабочие колеса для улучшения характеристик основных технологических вентиляторов.

Энергоэффективные электродвигатели соответствующей мощности обладают более высоким КПД при полной нагрузке (примерно на 5 %) и работают с постоянным КПД в рабочем диапазоне нагрузки 50—100 %, в то время как в случае традиционных электродвигателей наблюдается постоянное падение КПД при работе с неполной нагрузкой. Переоснащение производства новыми электродвигателями было выполнено на большинстве цементных заводов.

3.5. КИП и автоматика. На заводах наблюдается тенденция замены традиционных систем управления работой электродвигателей и ПИД-регуляторов на распределенные сис­темы цифрового контроля с большими объемами памяти и высокоскоростные ПЛК на всех технологических переделах. Кроме того, в промышленность внедрены передовые методы управления, такие как адаптивный контроль, самонастройка и управление с нечеткой логикой.

Что касается контроля качества продукции, то обеспечение стабильной непрерывной работы печной системы стало возможным благодаря применению онлайн-анализаторов, использующих метод нейтронно-активационного анализа на мгновенных гамма-квантах (Prompt Gamma Neutron Activation Analysers, PGNAA); роботизированных лабораторий с рентгеновскими спектрометрами; онлайн-анализаторов свободной извести и анализаторов размеров частиц.

3.6. Пылеулавливание. Сегодня це­мент­ные заводы отдают предпочтение рукавным фильтрам и уходят от использования электрофильтров, поскольку КПД последних снижается с увеличением срока эксплуатации, несмотря на соответствующий технический уход. Предпочтение отдается фильтрам с обратной продувкой и с импульсной очисткой. Использование в рукавных фильтрах фторопластовых мембран отчасти устранило проблемы с забиванием, характерные для рукавов из фетровой ткани. Там, где это целесообразно, существующие электрофильтры полностью либо частично переделывают в рукавные.

3.7. Огнеупорные материалы и футеровка. Зона обжига печей, где высоки тепловые нагрузки, футеруется различными видами магнезиально-шпинельного кирпича и бесхромового магнезитового кирпича. Для увеличения времени бесперебойной работы печи циклоны теплообменника футеруются глиноземно-цирконовыми и щелочеустойчивыми кирпичами, что помогает предот­вратить образование настылей. Для труб горелок, а также в тех местах, где установка кирпича проблематична, используются специальные неформованные огнеупоры. Технология механизированного демонтажа и монтажа огне­упоров помогла снизить время простоя печи, а онлайн-мониторинг температуры корпуса печи и, следовательно, толщины огнеупорного слоя облегчает контроль за состоянием футеровки.

3.8. Утилизация тепла отходящих газов. Еще одна область эффективного использования энергии, которая привлекла внимание индийской цементной промышленности, — это утилизация «сбросного» тепла (WHR — Waste Heat Recovery) отходящих газов теплообменника (t = 280...350 °C) и холодильника (t = 250...300 °C). В стране работают около 150 крупных печей, каждая из которых имеет потенциал для выработки 5—6 MВт электроэнергии, т. е. цементная промышленность имеет суммарный потенциал порядка 750 MВт, хотя в настоящий момент установки утилизации WHR существуют только на трех заводах, обеспечивая в сумме выработку 12—14 MВт электроэнергии. Еще несколько таких установок находятся на различных этапах реализации. Отметим, что на одном из заводов применяется система, работающая по органическому циклу Ренкина c номинальной выходной мощностью 4,8 MВт, которая удовлетворительно работает уже в течение последних четырех лет.

4. Моделирование технологического процесса и применение вычислительной аэродинамики

В прошлом специалисты цементной промышленности обычно использовали для оптимизации технологического процесса физические модели, основанные на методах смешивания воздух—вода и/или кислота—щелочь. В результате были разработаны упрощенные математические модели печей с декарбонизаторами на основе эмпирических соотношений, которые описывают происходящие в аппарате физические и химические процессы. Такие модели были и остаются полезными для определения общего баланса тепла и массы, циклов серы и щелочей, подбора состава сырьевой смеси и ее усреднения и т. д. Они оперируют алгоритмами, полученными на прак­тике на конкретных предприятиях, и могут быть огра­ниченно обобщены с применением данных, полученных от других стабильно работающих заводов.

Однако с годами технология, реализуемая на цементных заводах, стала более сложной, комплексной, включающей в себя несколько взаимосвязанных процессов с временнóй зависимостью, что в наибольшей степени связано с появлением дополнительных потоков топлива и использованием нетрадиционных сырьевых материалов. В этой связи простые модели уже не подходят для оптимизации технологического процесса и энергосбережения на производстве. В результате для решения проблем современных цементных заводов был принят метод вычислительной аэродинамики (computational fluid dynamics, CFD), основанный на современных достижениях в математическом моделировании. Для решения сложных дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих потоки жидкостей, процессы теплопередачи и сжигания топлива, требуется подробная CFD-модель. Применение CFD-моделей также позволяет определить зоны смешивания топлива и воздуха, рециркуляцию газов и частиц, зоны образования наростов материала, а также восстановительные условия и образование загрязняющих веществ в случае использования альтернативных видов топлива. Все это стало возможным благодаря использованию соответствующего компьютерного оборудования и программного обеспечения, с одной стороны, и тесной кооперации с заводскими специалистами — с другой. Большое число фактов практического внедрения показало, что применение методов CFD позволяет повысить эффективность работы печи и декарбонизатора на 20—40 % при снижении выбросов более чем на 30 %.

4.1. Применение CFD. После выявления существующих на заводе проблем их подраз­деляют на отдельные задачи (подсистемы) с определенными граничными условиями. Один из поставщиков подобных услуг в Индии выполняет затем следующую последовательность операций:

• сбор чертежей и данных;

• 3D-моделирование подсистемы с помощью инструментальных средств САПР (ANSYS);

• построение расчетной сетки в системах CFD, таких как ICEM и GAMBIT;

• выполнение моделирования с использованием программ CFX и FLUENT;

• анализ полученных результатов и выявление проблемных участков в существующем проекте;

• итерационная корректировка модели вплоть до устранения проблемы.

В 2006 году в Индийской национальной химической лаборатории в Пьюне в рамках выполнения правительственного задания был разработан симулятор цементной вращающейся печи (Rotary Cement Kiln Simulator — RoCKS), краткая характеристика которого представлена на рис. 4. После адекватной оценки достоверности такие модели оказываются весьма полезными для снижения теоретического энергопотребления при получении клинкера, что достигается путем корректировки различных параметров процесса, температурных профилей, расходов твердых материалов, скорости вращения печи, количества избыточного кислорода и т. д.


Рис. 4. Основные особенности программы RoCKS

4.2. Некоторые случаи применения аэродинамических вычислений. Целевая цементная группа Азиатско-Тихоокеанского партнерства по экологически чистому развитию и климату (Asia Pacific Partnership, APP) подготовила большое число конкретных примеров применения методов CFD для решения задач энергосбережения на цементных заводах в различных странах, включая Индию. Некоторые из крупных цементных компаний Индии также создали свои собственные группы CFD для оптимизации работы заводов и энергосбережения. Несколько примеров такого использования методов CFD приведено далее.

Пример 1. Высоту установки питателя циклонного теплообменника, расположенного в его верхней части, можно было уменьшить по крайней мере на 2 м (рис. 5). Снижение точки загрузки привело к уменьшению на 7—10 °C температуры газа на выходе из теп­лообменника.


Рис.5. Оптимизация расположения питателя теплообменника

Пример 2. Дымосос теплообменника является одним из самых значительных потребителей электроэнергии. С увеличением производительности печной системы, повышением питания и расходов материалов и газов падение давления в нисходящем газоходе теплообменника становится одной из основных проблем для цементного завода. На одном из предприятий длина этого газохода составляла 140 м. Хотя было установлено, что скорость газа на данном участке была оптимальной (19 м/с), падение давления при этом составило 130 мм вод. ст. при расчетном значении 50 мм вод. ст. Анализ с применением CFD указал на неправильное распределение потока, что приводило к его высокой турбулентности и повышенному падению давления. После этого в двух коленах были установлены распределительные плиты, которые помогли выровнять поток и снизить падение давления на 33 мм вод. ст. (рис. 6).


Рис. 6. Оптимизация потока в нисходящей трубе теплообменника

На одном из заводов пылеунос из теплообменника составлял 10,5 %: КПД верхнего циклона был равен лишь 89,5 % вместо проект­ного показателя 94 %. Проектную эффективность других циклонов также можно было повысить на 4—5 %. Оптимизация пылевозврата путем повышения КПД циклонов предоставляла возможность снизить затраты тепловой энергии. В этом случае применение CFD позволило также оптимизировать параметры погружной трубы в циклонах теплообменника (рис. 7).


Рис. 7. Оптимизация погружной трубы в циклоне теплообменника

5. Системы управления потреблением энергии

Исходя из вышеизложенного очевидно, что энергопотребление является одним из наиболее важных вопросов при эксплуатации цемент­ного завода и составляет одну из основных статей расхода, начиная от потребления энергии при добыче, доставке и переработке сырья и далее по всей цепочке, вплоть до реа­лизации конечной продукции. В дополнение к увеличению стоимости энергии для завода, ее повышенный расход провоцирует и иные последствия экологического и социального характера, приводя к истощению природных ресурсов и проблемам, связанным с неблагоприятными климатическими изменениями. В этом контексте повышение эффективности использования энергии путем максимальной утилизации имеющихся энергетических и иных связанных с ними ресурсов, т. е. снижения и потребления энергии, и ее стоимости, может обеспечить быстрый экономический эффект для завода.

С учетом изложенного выше, принятие на производстве или в компании стандарта ISO 50001 «Системы энергетического менедж­мента. Требования и руководство по применению» [4] поможет заложить очень прочный фундамент для энергетического менеджмента. Широко известно, что данный стандарт предназначен для выполнения следующих задач:

• оказать помощь организациям в улучшении использования принадлежащих им энергопотребляющих объектов;

• создавать прозрачность и способствовать информационному взаимодействию в области управления энергетическими ресурсами;

• способствовать распространению передового опыта и поддерживать положительный управленческий опыт в области электропотребления;

• помогать предприятиям в оценке и определении приоритетов по внедрению новых энергоэффективных технологий;

• обеспечить общую схему для внедрения энергоэффективных мероприятий на всех этапах;

• способствовать улучшениям в области рационального использования энергии для реализации мер по снижению выбросов парниковых газов;

• способствовать совместным действиям с другими организационными системами управления в областях экологии, здравоохранения и охраны труда.

В реальной практике этот международный стандарт основан на концепции непрерывного цикла «Планируй—Делай—Проверяй—Корректируй» и включает в себя управление энергоресурсами в повседневную организационную работу компании (рис. 8).


Рис. 8. Модель системы управления энергопотреблением

Благодаря принятию и внедрению документа ISO 50001 некоторыми из цементных компаний достигнуты следующие результаты:

• 10—15 %-я экономия в результате выполнения как некапитальных, так и инвестиционных проектов;

• эффективное и непрерывное функционирование систем благодаря независимой инспекции;

• обеспечение механизмов защиты от роста цен на энергоресурсы.

Несколько компаний уже извлекли маркетинговые выгоды благодаря снижению выбросов CO2 или благодаря получению признания со стороны ISO.

6. Энергоэффективность как одна из национальных задач

В настоящее время в Индии внедряется механизм «Выполнить—Достичь—Торговать» (Perform—Achieve—Trade,  PAT). Этим занимается Бюро энергетической эффективности в рамках программы «Национальная целевая задача по повышению энергоэффективности». Данный механизм определяет методологию, которая будет использоваться для измерения различных технологических и эксплуатационных парамет­ров заранее назначенных пользователей, включая крупные цементные заводы, после чего будут проведены базовые («нулевые») расчеты, результаты которых станут основой для сравнения [5].

Важность механизма PAT состоит в том, что его можно будет использовать в цементной промышленности для планирования «нулевых» измерений и расчетов удельных энергозатрат, а также анализа полученных данных. С его помощью можно было бы выяснить зависимость этих энергозатрат от различных технологических параметров.

Внедряя этот научный подход, правительство Индии планирует поощрить те компании, которые снизили энергозатраты, предлагая им сертификаты экономии энергоресурсов, которыми можно торговать. Данный проект рассчитан на 3 года. Для его реализации правительство определило 400 предприятий в масштабе всей страны, причем каждому предприятию поставлена обязательная задача снизить потребление энергии на 5 %. Актуальность этого мероприятия можно понять из предполагаемых показателей потребления энергии цементной промышленностью Индии в последующие 25 лет (рис. 9, 10) [5].

7. Заключение

Плата за энергоресурсы является одним из важных элементов общих эксплуатационных расходов при производстве цемента. Таким образом, для роста промышленности важны как эффективный расход энергии, так и энергосбережение. В данной работе подчеркнуты три основных подхода к решению поставленных задач:

1) на основе использовании энергосберегающего оборудования,

2) на основе оптимизации технологического процесса с помощью применения методов расчетной аэродинамики,

3) с помощью внедрения систем управления потреблением энергии.

В данной статье основное внимание сосредоточено только на участке обжига, но такого же внимания заслуживают переделы подготовки сырья и помола цемента.



ЛИТЕРАТУРА

1. Kumar P., Saxena A., Pati S.N., Handoo S.K. Energy efficiency, environmental excellence and quality excellence in Indian cement industry — new benchmarks // 11th NCB Intern. Seminar on Cement and Building Materials, New Delhi. P. 135—147.

2. Muralikrishnan K. Benchmarking and best practices for improving energy efficiency // Green Cement Tech 2013. Confederation of Indian Industries, Hyderabad, India.

3. Onestone Consulting Group. Trends in cement kiln pyroprocessing // ZKG. 2012. N 2. P. 22—32.

4. ISO 500001: 2011, Energy Management Systems — Requirements with guidance for use. Geneva, Switzerland.

5. Krishnan S.S., Ramakrishnan A.M., Venkatesh V., Sunder P.S. et al. Plant specific energy efficiency modeling and analyzing the Indian cement industry for robust policy implementation / Online 978 — 1 — 4673 — 0285 — 2/12 @ 2012 IEEE.


Автор: А.K. Чаттерджи

Поделиться:  
Заказать этот номер журнала «Цемент и его применение» или подписаться с любого месяца можно по ссылке
Использование опубликованных на сайте новостных материалов допускается только с упоминанием источника (журнал «Цемент и его применение») и активной гиперссылкой на цитируемый материал.