Научная статья на тему 'Энергосбережение природного газа в металлургической промышленности'

Энергосбережение природного газа в металлургической промышленности Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
113
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРИРОДНЫЙ ГАЗ / NATURAL GAS / ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ / THERMO CHEMICAL REGENERATION / ПАРОВАЯ КОНВЕРСИЯ / STEAM CONVERSION / УГЛЕКИСЛОТНАЯ КОНВЕРСИЯ / CARBON DIOXIDE CONVERSION / КОНВЕРТЕРНЫЙ ГАЗ / CONVERTER GAS / ОБЖИГ ИЗВЕСТИ / CALCINING LIME

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Хейло Дмитрий Владимирович, Мурзадеров Артём Вячеславович, Понаморев Михаил Михайлович, Картавцев Сергей Владимирович

В данной работе рассмотрены пути энергосбережения природного газа в различных областях металлургической промышленности. Внедрение и разработка этих методов позволит улучшить технологический процесс предприятия и улучшить его экономическое положение.I

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Хейло Дмитрий Владимирович, Мурзадеров Артём Вячеславович, Понаморев Михаил Михайлович, Картавцев Сергей Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

n this article described different ways of saving natural gas in metallurgy industry. Implementation and development of this methods allow to improved production process in the plant and in addition it helps to improve economic side of industry.

Текст научной работы на тему «Энергосбережение природного газа в металлургической промышленности»

N6 = С / (Це - Vе ), где

Це - отпускная стоимость учетной единицы продукции, тыс.руб.;

Vе - величина переменных расходов на учетную единицу продукции, тыс.руб. Vе = V / N где

V - общая сумма переменных расходов, тыс.руб.;

N - объем продукции в учетных единицах, тыс.л.отт.

V = 96212,25 + 958,2 + 3124,8 + 1124,9 + 2548,54 = 103968,69 тыс.руб.

N = 160745,5 тыс.л.отт.

Vе = 103968,69 / 160745,5 = 0,647 тыс.руб./тыс.л.отт.

Отпускная стоимость учетной единицы продукции определяется по формуле:

Це = Qр / N

Qр = S ( 1 + И/100 ) = 144457,76 ( 1 + 0,4 ) = 202240,9 тыс.руб.

Це = 202240,9 / 160745,5 = 1,26 тыс.руб./тыс.л.отт. C = S - V = 144457,76 - 103968,69 = 40489,07 тыс.руб. № = 40489,07 / (1,26 - 0,647) = 66050,7 тыс.л.отт.

Пропорционально величине безубыточного объема производства определяется срок достижения безубыточности, который является важнейшим финансовым показателем, характеризующим степень риска при создании предприятия.

Срок достижения безубыточности = 12 х № / N = 12 х 66050,7 / 160745,5 = 4,9 мес.

Экономические показатели предприятия

Таблица 2

Показатели Проектируемые значения

Объем продукции: в натуральном выражении, тыс.л.отт. в стоимостном выражении, тыс.руб. 160745,5 202240,9

Полная себестоимость выпускаемой продукции, тыс.руб. 144520,9

Себестоимость учетной единицы продукции, руб. 0,898

Прибыль, тыс.руб. 57808,4

Рентабельность продукции,% 40

Средняя заработная плата работающего за год, тыс.руб. 74,4

Объем капиталовложений, тыс.руб. 183793,1

Срок окупаемости капиталовложений, лет 3,3

Безубыточный объем производства, тыс.л.отт. 66050,7

Разработанная нами упаковочная продукция для кондитерских изделий по окончании процесса печатания и лакирования, штанцевания и отделки на машине получилась высокого качества, готовая к последующему применению и по рентабельности составляла 40%, тем самым превысило производство продукции на 20%.

Список литературы 1. Наумов В. А. Начала полиграфического

материаловедения [Текст]: учеб. Пособие /В.А. Наумов. - М.: МГУП., 2002. - 122 с.

2. Организация полиграфического производств [Текст]: учебное пособие для вузов/ М-во образования РФ, МГУП; Г.В. Миронова, А.К. Ершов, Г.И. Осипова, Н.М. Сперанская и др.; М-во образования РФ, МГУП. - М.: МГУП, 2002. - 352 с.

3. Полиграфия России. Шаг в третье тысячелетие [Текст]:. - М.: ИАЦ «Август борг», 2002.- 543с.

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Хейло Дмитрий Владимирович, Мурзадеров Артём Вячеславович

Понаморев Михаил Михайлович

студенты Магнитогорского государственного технического университета им Г.И. Носова, г. Магнитогорск

Картавцев Сергей Владимирович Доктор. техн. наук, профессор кафедры ТиЭСМГТУ им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассмотрены пути энергосбережения природного газа в различных областях металлургической промышленности. Внедрение и разработка этих методов позволит улучшить технологический процесс предприятия и улучшить его экономическое положение.

ABSTRACT

In this article described different ways of saving natural gas in metallurgy industry. Implementation and development of this methods allow to improved production process in the plant and in addition it helps to improve economic side of industry.

Ключевые слова: природный газ; термохимическая регенерация; паровая конверсия; углекислотная конверсия; конвертерный газ; обжиг извести.

Keywords: natural gas; thermo chemical regeneration; steam conversion; carbon dioxide conversion; converter gas; calcining lime.

Решение задач энергосбережения на металлургиче- обязательной координацией перспективного развития ос-ском предприятии как крупном потребителе электриче- новного производства [1]. ской и тепловой энергии невозможно без разработки стратегии и основных направлений энергосбережения с

Например, на ОАО «ММК» для обеспечения возможности утилизации все большего количества вторичных газов вводятся новые генерирующие мощности и модернизируются существующие котлы и печи. Наблюдаемое за последние годы повышение эффективности энергопотребления на целом ряде предприятий металлургической отрасли и прежде всего на таких крупнейших комбинатах, как ММК, НЛМК, «Северсталь» и других, весьма показательно.

Снижение энергозатрат достигнуто главным образом за счет реализации двух основных направлений энергосберегающей политики: развития собственных энергетических мощностей и максимально возможной утилизации вторичных энергоресурсов.

В последнее время предприятия отрасли испытывают постоянное давление со стороны естественных монополий в виде ограничений в поставке энергоресурсов с одновременным ростом цен на энергоносители, что снижает, при равных качественных показателях, конкурентоспособность металла.

В этой связи возникает широкий круг новых вопросов и проблем, от решения которых зависит постановка и реализация практических задач энергосбережения. К основным из них можно отнести следующие:

1. Оценка рациональности и эффективности существующей на предприятии структуры энергопотребления (природный газ, электроэнергия, энергетический уголь, металлургические газы) при изменении уровня цен на покупные энергоресурсы, а также с учетом глубины и продолжительности ограничений их поставки.

2. Прогнозирование ожидаемых уровней энергозатрат при изменении технологии, сортамента и качества продукции и сравнение различных технологий

и оборудования с точки зрения энегоэффективно-сти.

3. Установление необходимых резервов мощностей по выработке энергоносителей собственного производства для обеспечения ритмичной работы технологии и проведения модернизации и реконструкции энергетического оборудования. Одним из основных цехов по выпуску проката на ОАО ММК является листопрокатный цех № 10 (ЛПЦ-10). В 2013 году на ЛПЦ - 10 было выпущено 5,5 млн. тонн горячекатаного листа с высокой энергоемкостью. Для получения конечного продукта (горячекатаного листа), сляб проходит печное отделение, где доводится до необходимой температуры перед прокаткой. Печное отделение листопрокатного цеха № 10 состоит из 4 печей, в которых сжигается огромное количество природного газа.

Для нагрева заготовки с размерами 160 - 400 - 7000 мм, на одной печи расходуется 1,3794 м3/с природного газа, при использовании конвертированного этот расход можно снизить до 1,064 м3/с. При средней годовой производительности печи в 1,375 млн. тонн экономия природного газа может составить 9,9 млн. м3. При цене природного газа 3,5 рубля за 1 м3 природного газа, экономия в денежном эквиваленте может составить 34,8 млн. рублей в год.

При выпуске готовой продукции на ЛПЦ-10 в 5,5 млн. тонн и задействовании 4 печей, экономия может составить 139,3 млн рублей в год.

Выпуск горячекатаного проката на ОАО ММК за год в среднем составляет около 10 млн тонн. При переоборудовании печных отделений во всех листопрокатных цехах горячей прокатки экономия топлива в денежном эквиваленте составит 253,273 млн рублей в год. Расчеты можно представить в виде таблицы 1 .

Таблица 1

Энергоэкономические показатели_

Параметр Природный газ Конвертированный газ

Расход в секунду на одной печи, м3/с 1,3794 м3/с 1,064 м3/с

Расход в год на одной печи, млн.м3/год 43,5 33,6

Экономия на одной печи, млн. рублей/год (43,5 - 33,6) • 3,5 = 34,8

Экономия на ЛПЦ - 10 (4 печи), млн. рублей/год (43,5 - 33,6) • 3,5 • 4 = 139,2

Экономия на ОАО ММК (10 млн. тонн), млн. рублей/год 139,2 -^•10 = 253,273

Также можно рассмотреть пути энергосбережения природного газа на рудоперерабатывающих предприятиях, например, Бакальское рудоуправление. На основе реакции углекислотной конверсии была разработана энергоэффективная схема обжига сидеритовой руды. Углекис-лотная конверсия метана в синтез-газ СО + Н2 - одна из важнейших химических реакций, пригодная для получения водорода и дающая начало синтезу углеводородов и других технически ценных продуктов. Количественный состав образующегося синтез-газа в реакции имеет следующий состав - СО:Н2 = 1:1.

Реакция углекислотной конверсии имеет следующий вид:

СН4 + СО2 = 2СО + 2Н2 В разрабатываемой схеме [2] шахтная печь представляет собой агрегат несмешивающего типа, чтобы получить чистый СО2 для проведения реакции углекислот-ной конверсии. При обжиге сидерита выделяется углекислый газ, который вместе с природным газом поступают в реактор углекислотной конверсии. В реакторе при температуре около 1000 °С образуется синтез газ, который направляется в камеру сгорания, где вместе с воз-

духом сжигается. Образующиеся продукты сгорания поступают в реактор для его отопления и осуществления реакции углекислотной конверсии. После реактора продукты сгорания поступают в газовую турбину, расширяются в ней и выходят из турбины с температурой порядка 700 °С. Газовая турбина вырабатывает электроэнергию, которую можно использовать на собственные нужды предприятия. После турбины продукты сгорания поступают в шахтную печь для обжига сидерита и после этого удаляются из печи в дымовую трубу. Таким образом, в разрабатываемой схеме энергия продуктов сгорания синтез газа используется, практически, полностью, что, безусловно, повышает ее эффективность. Также на схеме есть оборудование, например, дробилка и компрессор, для привода которых необходима электроэнергия, которую можно получить от газовой турбины.

Составим сводную таблицу энергозатрат действующей и предлагаемой схемы [3].

7056,8 - 6286,48 = 770,32 МДж/т

Таким образом, энергозатраты разработанной схемы, на 770,32 МДж/т меньше, чем у действующей. Разработанная схема является более энергоэффективной. При

сжигании большего количества природного газа мы полу- не нужно платить, и которой хватит не только на собствен-чаем большее количество обожженного сидерита, а также ные нужды предприятия, но также и на снабжение приле-вырабатываем собственную электроэнергию, за которую гающих населенных пунктов электроэнергией.

Таблица 2

Энергозатраты__

Энергозатраты Действующая схема Разработанная схема

При сжигании природного газа, МДж/т 1790 6286,48

Для производства электроэнергии, МДж/т 5266,8 0

Итого, МДж/т 7056,8 6286,48

На таком металлургическом производстве как ОАО ММК имеется в наличии высокопотенциальный температурный вторичный энергоресурс - конвертерный газ. Коэффициент полезного использования этого ресурса 3,5%. Поскольку практически в полном объеме сбрасывается в атмосферу.

В результате проделанных исследований по эффективности использования конвертерного газа было предложено следующие направление. Производить обжиг извести в обжиговом реакторе с помощью отходящих конвертерных газов. Это позволит нам сэкономить расходы, связанные с природным газом, так как сейчас известь обжигается именно этим природным ресурсом.

По расчетным данным можно подвести следующие выводы:

Так как происходит замена природного газа на конвертерный, то снижается количество извести, обожженной за одну продувку. Её количество равняется 50 кг на тонну стали, выпускаемой в кислородно - конвертерном производстве. Сейчас расход природного газа составляет порядка 13 м3/т. стали [4]. Из-за частичной замены его на сбросной конвертерный, удается понизить эту цифру до 5,76 м3/т. стали.

Если произвести перерасчет на рубли, то экономия 8,4 м3 природного газа составит 294 млн. руб. в год для предприятия с годовым выпуском стали 10 млн. тонн. Добавочным эффектом станет добавление горячей извести, выпущенной из реактора при температуре 1600°С, в кислородный конвертер, где протекают эндотермические реакции с чугуном.

Таким образом, были рассмотрены пути энергосбережения природного газа в различных сферах металлургической промышленности, использование которых окажет

положительное влияние на технологический процесс производства продукции.

Список литературы

1. Никифоров Г. В. Энергосбережение и управление энергопотреблением в металлургическом производстве/ Никифоров Г. В., Олейников В. К., Засла-вец Б. И. // Главный энергетик. - 2011.- № 3. - С. 34-39.

2. Мурзадеров А.В. Использование углекислотной конверсии углеводородов в комплексе рудоперера-батывающего предприятия / Мурзадеров А.В., За-парнюк М.Н., Исянгильдина Л.Х., Картавцев С.В. // - МГТУ. - Магнитогорск. - Энергетики и металлурги настоящему и будущему России. Материалы

15-й всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов. -2014. - С. 81-83.

3. Мурзадеров А.В. Разработка энергоэффективной схемы обжига сидеритовой руды / Мурзадеров А.В., Картавцев С.В. // - МГТУ. - Магнитогорск. -Энергетики и металлурги настоящему и будущему России. Материалы 16-й всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов. - 2015. - С. 144.

4. Хейло Д.В., Картавцев С.В. Энергосберегающий эффект нагретой извести в кислородно - конвертерном процессе / Д.В. Хейло // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Материалы

16-й Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и специалистов. - Магнитогорск: ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Г.И.Носова", 2015.- С 142-143.

ФОРМАЛЬНО - ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИЙ В ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ С ПРОТОКОЛОМ MPLS

Черный Роман Алексеевич

Канд. техн. наук, Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН, г.Пущино

АННОТАЦИЯ

На основе параллельных конечных марковских цепей формируется математическая модель процесса установки виртуального соединения в локальной вычислительной сети по протоколу MPLS и находятся характеристики данного процесса.

ABSTRACT

On the basis ofparallel Marcov chains the mathematical model ofprocess of installation of virtual connection in a local network under report MPLS is formed and there are characteristics of the given process.

Ключевые слова: Марковские цепи, MPLS - протокол.

Keywords: Marcov chains, MPLS - protocol.

В современных условиях интенсивного развития информационных технологий претерпевают существенные изменения и информационные сети (появление цифрового телевидения, № - телефонии, видеоконференций и

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

т.д.), что влечёт за собой резкое увеличение объёма трафика и создаёт повышенную нагрузку на инфраструктуру транспортных сетей связи. Протокол MPLS (англ. Multiprotocol label switching — многопротокольная коммутация

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.