Нефтегазохимия и нефтепереработка
Уменьшение углеродного следа. Дальнейшие шаги и практика
Весь мир переживает процесс перехода к более экологически сознательному обществу, одной из ключевых задач которого является уменьшение углеродного следа и замедление глобального потепления. На этом пути, помимо внедрения технологий улавливания, хранения и использования CO2, образующегося в результате деятельности промышленных предприятий, важно добиться, чтобы и сами промышленные процессы, и производимая продукция стали более экологичными и получили массовое внедрение.
Так, например, чтобы ограничить глобальное потепление и удержать рост температуры в пределах 1.5°C, государства, ратифицировавшие Парижское соглашение по климату, взяли на себя обязательство вести более экологически безопасную экономическую деятельность, в том числе в транспортном секторе. Так как ископаемое топливо приводит к большим объемам выбросов диоксида углерода (CO2 ) в атмосферу, все большее значение приобретают углероднонейтральные неископаемые виды топлива. Биотопливо и синтетическое топливо особенно актуально для тех отраслей, в которых электрификация возможна только в долгосрочной перспективе (например, судоходство и авиация).
- Биотопливо – это, в основном, жидкое топливо, произведенное из биомассы для использования в двигателях внутреннего сгорания. В качестве основы можно использовать возобновляемое сырье, такое как рапс, сахарная свекла, древесина, солома и отходы пищевой промышленности. Наиболее важными видами биотоплива являются биодизель, биоэтанол, биометан и растительное масло (рапсовое масло).
- Синтетическое топливо производится из смеси изолированного диоксида углерода и нейтрального для климата водорода. Синтетическое топливо представляет собой жидкое топливо, полученное в процессе Фишера-Тропша, который превращает смесь окиси углерода и водорода или водяного пара в жидкие углеводороды внутри реактора. Продукция: этанол, дизельное топливо, керосин, SAF (устойчивое авиационное топливо), бензин, метанол.
Уже много лет KSB активно разрабатывает оборудование для применения в процессах производства биотоплива и синтетического топлива, накоплен необходимый опыт и сформирован соответствующий портфель продуктов для данной области применения:
- Насосы, используемые в процессах ферментации и переэтерификации, работают в самых тяжелых условиях. Благодаря большому выбору вариантов уплотнений и материалов, стандартные серии химических насосов MegaCPK и Magnochem особенно подходят для агрессивных и взрывоопасных жидкостей. На технологических этапах, включающих жидкости, содержащие твердые частицы, серия KWP впечатляет своей износостойкой конструкцией и вариативностью рабочего колеса.
- Во вспомогательных процессах и общезаводском хозяйстве насосы серии ETA обеспечивают надежную и эффективную транспортировку воды, а благодаря своей многоступенчатой конструкции насосы Movitec, Multitec и HG поддерживают необходимое давление.
В дополнение к ассортименту насосов KSB поставляет широкий диапазон трубопроводной арматуры с различными типами приводов: ручные, электрические и пневматические, и при необходимости дополнительным оснащением индикатором положения AMTROBOX, интеллектуальным позиционным регулятором SMARTRONIC или ходовым клапаном AMTRONIC:
- Центрический дисковый затвор ISORIA представлен более чем тремя миллионами стандартных вариантов, что делает его чрезвычайно универсальным.
- Дисковый затвор с двойным эксцентриситетом серии DANAIS легко выдерживает как высокие, так и очень низкие температуры.
- Поворотные затворы KE и мембранные клапаны SISTO являются идеальным решением для агрессивных жидкостей или особых требований, связанных с контролем выбросов
KSB – это всемирно признанный поставщик комплексных решений д л я целостного обеспечения систем любой технологической цепи насосами, трубопроводной арматурой и решениями по автоматизации. Вся продукция соответствует между народ ным ста н дарта м A PI и ISO, включая процессные насосы для тяжелых и средних режимов работы, герметичные насосы с магнитной муфтой, торцовые уплотнения и многое другое. В дополнение KSB предлагает интеллектуальную систему дистанционного мониторинга работы насосов, KSB Guard, доступную во взрывозащищенном исполнении по ATEX, которая обеспечивает умный мониторинг и контроль работоспособности систем, предотвращая любые нештатные ситуации.
УМНЫЙ СЕРВИС НА СЛУЖБЕ ЭКОЛОГИИ
Массово перестроить технологические процессы и в одночасье всех перевести на более экологичное производство – задача очень сложная, но решаемая поэтапно. Поэтапная модернизация существующих производств с внедрением более экологичных, энергоэффективных решений позволит добиться внушительных результатов по снижению издержек на эксплуатацию центробежных насосов и уменьшению выбросов CO2 в атмосферу.
Так, устаревшие, неправильно подобранные или неадаптированные к потребностям системы насосы потребляют слишком много электроэнергии. KSB предоставляет услуги по энергоаудиту с помощью аппаратного комплекса SES (System Effizienz Service®) и разрабатывает комплекс мер для повышения эффективности насосов и систем.
Устройство оперативной регистрации данных на месте эксплуатации фиксирует процессные величины и вибропараметры для определения рабочих характеристик эксплуатируемого насоса. Мобильное устройство используется для измерения эффективной мощности в шкафу управления для расчета КПД насоса и выявления отклонений, например, вызванных износом. Это позволяет KSB определить фактический профиль нагрузки и сравнить его с расчетными параметрами. Цель – выявить наличие потенциала энергосбережения или причины возникновения неисправностей.
После сбора данных и последующего анализа формируется детальный отчет о текущем энергопотреблении насосами и установками, на основании которого специалисты KSB разрабатывают комплекс мер и план по оптимизации. После внедрения предложенного плана делается контрольный аудит и анализ полученных результатов.
Практический пример. System Efficiency Service на химическом производстве: высокая производительность – вдвое меньше энергозатрат.
В 2022 году в Германии мировой производитель химической продукции поручил специалистам KSB провести энергоаудит системы охлаждающей воды двух производственных линий на заводе по производству синтетических смол и дисперсий на их основе, чтобы выявить потенциал для оптимизации.
Исследуемая насосная система для подачи охлаждающей воды была разделена на две группы насосов, соединенных друг с другом. Насосная группа 1 включала три насоса Etanorm, два из которых работали с постоянной скоростью вращения, один был оснащен частотным регулированием. Насосная группа 2 состояла из двух насосов Etanorm: нерегулируемого и регулируемого. Все насосы были оснащены приводами различных типоразмеров, мощностью от 30 до 45 кВт. Экспертам KSB было поручено провести глубокий анализ системы и выявить возможности для оптимизации. Запись параметров позволила определить текущее положение рабочей точки, сравнить с расчетным положением, определить существующие потери или ресурс энергосбережения, разработать мероприятия для снижения потерь и повышения надежности центробежных насосов и системы в целом.
Результаты выполненных измерений показали следующее.
Для нормальной работы насосной группы 1: подача насосов составляла от 0 до 465 м3 /ч; поддерживаемое давление в общем коллекторе – 5 бар; колебания давления в рабочей точке находилось в пределах от 0,5 до 3,2 бар.
Для нормальной работы насосной группы 2: подача – от 80 до 200 м3 /ч; поддерживаемое давление в общем коллекторе – 6 бар; колебания давления в рабочей точке находилось в пределах от 1 до 4,6 бар.
Кроме того, было выявлено, что возникавшие в системе потери давления были связаны с тем, что установленные обратные клапаны имели слишком малое проходное сечение. Некоторые двигатели работали на пределе своих возможностей. Наблюдались частые перепады давления, которые могли быть связаны с одновременной работой насосов с постоянной и переменной скоростью вращения.
Если принять за основу цену электроэнергии 0,15 €/кВт*ч, то при работе с такими эксплуатационными параметрами затраты на электроэнергию составляли более 125 000 евро в год. KSB предлагает решение по модернизации системы и использование новых двигателей с регулируемой частотой вращения. Предложенная концепция оптимизации включает в себя:
- Увеличение диаметра трубы между насосом и общим коллектором до DN 150.
- Замену существующих обратных клапанов и изменение их монтажного положения.
- Использование насосов с рабочими колесами максимального диаметра (219 мм).
- Использование новых двигателей с частотными преобразователями мощностью не менее 45 кВт для трех из пяти насосов.
- Разработанную фирменную систему управления насосами KSB, включая модули частотного регулирования, программируемый логический контроллер с модулем KSB для оптимальной эксплуатации насосов.
Заказчик решил внедрить предложенные меры и в итоге получил следующие результаты:
- При работе с одним или двумя насосами все рабочие точки насосной группы 1 достигаются наиболее энергоэффективным способом.
- В системе поддерживается требуемое давление, и один насос всегда находится в резерве.
- Все рабочие точки насосной группы 2 теперь могут быть достигнуты одним насосом.
- Регулировка частоты вращения позволяет работать по всей кривой характеристик системы.
- В заключение: более высокая эксплуатационная готовность системы при работе с постоянным давлением для всех потребителей.
- Значительное снижение стоимости жизненного цикла оборудования.
- Значительная экономия энергии, близкая к 50%.
- Значительное сокращение выбросов CO2 (почти 150 тонн в год).
- Плюс значительное повышение эксплуатационной надежности.
Достигнута экономия электроэнергии по сравнению с прежним режимом эксплуатации почти 50%, что составляет 59 100 евро в год. Приведенный пример показывает потенциал оптимизации системы в целом и важность системного подхода.
Благодаря своим техническим разработкам, стремлению к инновациям, системному подходу к модернизации, KSB вносит важный вклад в экологическое будущее планеты.