Энергосберегающие мероприятия при эксплуатации промышленных печей на газоперерабатывающем предприятии

АКТУАЛЬНОСТЬ. Газоперерабатывающая промышленность является довольно энергоемкой и требует значительных затрат энергии для осуществления своей деятельности. Поиск путей повышения энергоэффективности предприятий этой отрасли является необходимой и актуальной задачей.

ЦЕЛЬ. Определение возможностей повышения энергоэффективности работы действующих промышленных печей газоперерабатывающего предприятия с разработкой энергосберегающих мероприятий.

МЕТОДЫ. Для реализации поставленной цели проведено исследование действующих промышленных печей газоперерабатывающего предприятия на предмет возможности полезного использования низкопотенциального тепла уходящих дымовых газов. Проведено технико-экономическое обоснование предлагаемых энергосберегающих мероприятий.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Анализ предприятия выявил низкий коэффициент полезного действия технологических печей. Причинами низкого КПД является завышенный коэффициент избытка воздуха и высокая температура уходящих дымовых газов. Предложены следующие направления повышения эффективности печей: утилизация тепловой энергии дымовых газов и поддержание коэффициента избытка воздуха на нормативном уровне.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Рассчитанный потенциал энергосбережения при снижении температуры уходящих дымовых газов до 160 °C составил 82348,8 Гкал, а при снижении коэффициента избытка воздуха до нормативных 5 % - 8986 Гкал. В сумме эта величина составит около 23% от общей выработки тепловой энергии промышленными печами. Предложенные энергосберегающие мероприятия позволят осуществить утилизацию тепловой энергии дымовых газов и снизить коэффициент избытка воздуха для достижения нормативного соотношения топливо/воздух. Эффект от предложенных мероприятий составит 79694 Гкал, что равно около 20% от общей выработки тепловой энергии промышленными печами.

1. A. R. Trott, and T. Welch, “Refrigeration and air conditioning,” Butterworth-Heinemann, Third edition, 2000.

2. Долотовский, И. В. Повышение системной эффективности энергетического комплекса предприятий подготовки и переработки газоконденсатного сырья: специальность 05.14.01 "Энергетические системы и комплексы": диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Долотовский Игорь Владимирович. – Саратов, 2018. – 439 с.

3. Mahinroosta, Mostafa. (2013). A Review on Energy Efficiency Improvement methods for Oil and Gas Industries. 2nd Conference on Emerging Trends in Energy Conservation. Tehran

4. P. Wang, C.F. Xie, S.M. Xu, Y.L. Ge. Application of energy-saving technology on furnaces of oil refining units. Proc. Environ Sci, 12 (2012), pp. 387-393, https://doi.org/10.1016/j.proenv.2012.01.294

5. A.M. Paramonov. Heating Furnaces Efficiency Improvement. Procedia Engineering, Volume 113, 2015, Pages 181-185, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.315.

6. L. Mu, G. Liu, S. Wang, L. Wang, W. Sun, Z. Yang. Multi-layered composite coatings with enhanced corrosion and abrasion resistance for industrial flue gas waste heat recovery. Materials Letters, Volume 364, 2024, 136366, https://doi.org/10.1016/j.matlet.2024.136366.

7. L. Mu, S. Wang, J. Lu, G. Liu, L. Zhao, Y. Lan. Effect of flue gas condensing waste heat recovery and its pressure drop on energy saving and carbon reduction for refinery heating furnace. Energy, Volume 279, 2023, 128081, https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.128081.

8. J. Huang, H. Chen, J. Yang, Z. Du, H. Zhang, Z. Li. Enhancing performance of ceramic membranes for recovering water and heat from flue gas. Chemical Engineering Research and Design. Volume 192. 2023. Pages 208-222, https://doi.org/10.1016/j.cherd.2023.02.028.

9. A. Bao, D. Wang, C. Lin. Nanoporous membrane tube condensing heat transfer enhancement study. Int. J. Heat Mass Trans., 84 (2015), pp. 456-462.

10. N. Mohammadaliha, M. Amani, M. Bahrami. A Thermal-hydraulic assessment of condensing tube bank heat exchangers for heat and water recovery from flue gas. Applied Thermal Engineering. Volume 215, 2022, 118976, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118976.

11. C.L. Lee, C.J.G. Jou. Saving fuel consumption and reducing pollution emissions for industrial furnace. Fuel Process Technol, 92 (2011), pp. 2335-2340. DOI: 10.1016/j.fuproc.2011.08.005

12. Бадьин, Ю. А. Повышение эффективности технологических нагревательных печей НПЗ / Ю. А. Бадьин, В. Ф. Решетов, В. М. Ящук // Химическая техника. – 2016. – № 3. – С. 10

13. C.L. Lee, C.J.G. Jou. Improving furnace and boiler cost-effectiveness and CO2 emission by adjusting excess air. Environ Prog, 31 (2012), pp. 157-163. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.11.043

14. Никифоров А.С.,Приходько Е. В., Карманов А.Е. Модернизация обмуровки водогрейных котлов малой мощности с целью снижения тепловых потерь. Вестник ПГУ им. Торайгырова, серия Энергетическая, 2013 г. № 2. С. 222-228.

15. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). – Издание 3, перераб. и доп. – СПб. : Изд. НПОЦКТИ, 1998. – 256 с.

16. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2000, с. 514