Производство целлюлозы, бумаги и картона предъявляет высокие требования к системе пароснабжения. Технологический пар используется практически на всех этапах производственного цикла: при подготовке древесного сырья, варке целлюлозы, сушке бумажного полотна, выпарке черного щелока и процессах химической регенерации.
На предприятиях непрерывного цикла система пароснабжения является частью технологического процесса. От ее работы зависит стабильность выпуска продукции, загрузка оборудования и эффективность использования энергоресурсов. Даже незначительные отклонения давления или температуры могут нарушить технологический режим, снизить производительность оборудования, увеличить расход топлива и привести к росту себестоимости продукции. По этой причине промышленная котельная рассматривается не как вспомогательный объект инфраструктуры, а как один из ключевых элементов непрерывного производственного процесса.
При модернизации или строительстве котельной для целлюлозно-бумажного предприятия важно обеспечить не только требуемую паропроизводительность, но и стабильные параметры технологического пара при переменном потреблении, высокую энергетическую эффективность и надежную работу оборудования в круглосуточном режиме.
Паровые котлы Vitomax HS разработаны с учетом требований промышленных предприятий непрерывного цикла. Они обеспечивают устойчивую выработку насыщенного пара, быстро адаптируются к изменению нагрузки и позволяют снизить расход топлива до 15 % при модернизации существующих котельных.
Высокая энергоемкость целлюлозно-бумажного производства делает эффективность парогенерации одним из факторов, напрямую влияющих на себестоимость продукции. В среднем для производства 1 тонны целлюлозы требуется до 1 Гкал тепловой энергии и 1,6 – 1,9 т сухого пара. Для бумаги и картона эти показатели достигают 1,2 Гкал и 2,0 – 2,4 т пара на тонну продукции.
На предприятиях, где используются котлы предыдущих поколений, фактические расходы на производство пара нередко превышают расчетные на 30–60 %. Основными причинами являются снижение КПД оборудования, высокие потери с уходящими газами, недостаточная эффективность систем автоматического регулирования и перерасход топлива при работе в переменных режимах.
Модернизация промышленной котельной позволяет одновременно снизить эксплуатационные затраты и повысить надежность системы пароснабжения без изменения существующей технологической схемы производства.
снижение расхода топлива и рост эффективности котельной
поддержание рабочих параметров пара
сокращение потерь при производстве и транспортировке пара
снижение затрат на электроэнергию и водоподготовку
надежную работу котельной при переменном потреблении пара
Экономическая эффективность проекта определяется состоянием существующей системы пароснабжения, режимом работы предприятия, стоимостью топлива и фактическим потреблением пара. В зависимости от этих факторов срок окупаемости технического перевооружения котельной обычно составляет от 1,5 до 5 лет.
Конструкция обеспечивает эффективное использование топлива, снижение энергозатрат и себестоимости продукции
Надёжная конструкция и продуманная сервисная доступность уменьшают время простоя и затраты на обслуживание
Vitomax адаптируются к переменным режимам работы и позволяют оптимально синхронизировать производство
Котлы поддерживают заданные параметры при изменении нагрузки, помогая соблюдать технологический режим и снижать риск брака
Трехходовая конструкция котлов обеспечивает низкую температуру уходящих газов, низкие выбросы NOx и высокую эффективность котла
Современные системы управления обеспечивают точную регулировку процессов, удаленный мониторинг, интеграция со SCADA
Работа промышленной котельной на целлюлозно-бумажном предприятии сопровождается постоянным изменением нагрузки. Запуск бумагоделательных машин, смена сортамента продукции и изменение режимов технологических процессов требуют непрерывной адаптации выработки пара при сохранении его расчетных параметров.
Паровые котлы Vitomax HS разработаны с учетом требований предприятий непрерывного цикла и обеспечивают надежную работу системы пароснабжения в условиях переменного паропотребления.
Поддержание расчетных параметров технологического пара
Качество технологического пара напрямую влияет на эффективность процессов сушки, варки целлюлозы и производства картона.
Согласно ИТС НДТ 01-2015, в сушильную часть бумагоделательной машины пар должен поступать под давлением 0,45–0,55 МПа при температуре 155–165 °С. Отклонение от расчетных параметров приводит к увеличению расхода энергии, снижению качества готовой продукции и дополнительной нагрузке на оборудование.
Паровые котлы Vitomax HS обеспечивают стабильную выработку насыщенного пара при изменении нагрузки, поддерживая стабильный режим работы технологических линий.
Эффективная работа при переменном паропотреблении
Потребность в паре на целлюлозно-бумажном производстве изменяется в течение всего производственного цикла. Для эффективной работы котельной требуется быстрое изменение производительности без резких колебаний давления в системе.
Горелочные устройства с глубиной модуляции до 1:8 обеспечивают плавное регулирование тепловой мощности без частых остановок и повторных пусков котла. Это позволяет минимизировать колебания давления в паровом коллекторе и поддерживать устойчивое пароснабжение технологических потребителей.
Интеграция в систему автоматизации предприятия
Современная промышленная котельная должна работать как часть единой системы управления производством.
Контроллеры Unomatic HS поддерживают обмен технологическими данными по протоколу Modbus TCP и могут быть интегрированы в действующую АСУ ТП предприятия. Это позволяет согласовывать режим работы котельной с фактической потребностью производства, реализовывать каскадное управление несколькими котлами и осуществлять удаленный мониторинг эксплуатационных параметров. При соответствующей конфигурации системы оборудование может эксплуатироваться до 72 часов без постоянного присутствия оператора
Высокая эксплуатационная надежность
Для предприятий непрерывного цикла внеплановая остановка котельной означает не только простой оборудования, но и существенные производственные потери.
Расчетный ресурс корпуса паровых котлов Vitomax HS превышает 200 000 часов горячей наработки. Запас по циклической прочности рассчитан на регулярные изменения тепловой нагрузки без накопления усталостных повреждений. Это обеспечивает надежную эксплуатацию оборудования в условиях переменных режимов работы.
Собственная сервисная служба сопровождает оборудование на протяжении всего жизненного цикла - от ввода в эксплуатацию до планового технического обслуживания.
Соответствие требованиям промышленной безопасности
Паровые котлы Vitomax HS имеют сертификаты соответствия требованиям Таможенного союза и комплект разрешительной документации для применения на опасных производственных объектах I и II классов опасности.
Это позволяет использовать оборудование при строительстве новых и модернизации действующих промышленных котельных целлюлозно-бумажных предприятий
Стоимость производства технологического пара складывается из нескольких основных статей затрат: расхода топлива, потребления электроэнергии, водоподготовки, технического обслуживания и эксплуатации оборудования. При модернизации промышленной котельной именно эти показатели определяют экономическую эффективность проекта.
Применение паровых котлов Vitomax HS позволяет снизить совокупную стоимость производства пара за счет высокой теплотехнической эффективности, автоматизации технологических процессов и оптимизации работы котельной.
Снижение удельного расхода топлива на 8-10%
На большинстве целлюлозно-бумажных предприятий топливо остается основной статьей эксплуатационных расходов котельной. Благодаря трехходовой конструкции и возможности комплектации встроенным экономайзером паровые котлы Vitomax HS поддерживают КПД до 95,5 % в широком диапазоне нагрузок.
По сравнению с устаревшими двухходовыми котлами это позволяетсократить удельный расход топлива на производство 1 тонны пара на 8–10 %.
Снижение затрат на обеспечение собственных нужд котельной
При производстве пара электроэнергия расходуется на работу вентиляторов, насосного оборудования и других вспомогательных систем. Применение частотно-регулируемых приводов позволяет снизить потребление электроэнергии на 30–40 % по сравнению с системами, использующими дроссельное регулирование.
Для промышленной котельной производительностью 20–30 т/чрасчетная экономия может составлять 150–250 МВт·ч электроэнергии в год.
Экономия на продувке и водоподготовке
Большое водонаполнение котла и автоматика позволяют поддерживать стабильное содержание солей в котловой воде при расходе на продувку не более 1–1,5 % от номинальной паропроизводительности. В условиях возврата до 80 % конденсата это снижает расход подпиточной воды и реагентов для водоподготовки.
Сокращение численности оперативного персонала
Автоматика горения и безопасности, сертифицированная для режима автономной эксплуатации, позволяет вывести котельную из режима круглосуточного дежурства. Обслуживание полностью автоматизированной котельной с двумя котлами может осуществляться одним оператором в дневную смену.
Топливная гибкость
Паровые котлы Vitomax HS могут работать на природном газе, биогазе, легком и тяжелом жидком топливе, а также в двухтопливном исполнении. Возможность выбора вида топлива позволяет учитывать особенности энергоснабжения предприятия и повышает надежность работы котельной при изменении условий поставки топлива.
Паровые котлы Vitomax HS предназначены для строительства новых и модернизации действующих промышленных котельных предприятий целлюлозно-бумажной промышленности.
Линейка включает 25 типоразмеров производительностью от 1 до 31,5 т/ч, что позволяет подобрать оборудование для производственных участков различной мощности, от локальных котельных до центральных энергоцентров крупных целлюлозно-бумажных комбинатов.
Паропроизводительность до 31,5 т/ч
Давление пара от 6 до 25 бар
Температура насыщенного пара до 224°C
Возможность комплектации встроенным экономайзером
Расчетный срок службы 25 лет
Гарантия на корпус котла - 5 лет при соблюдении рекомендаций производителя
При необходимости решение дополняется водогрейными котлами мощностью Vitomax LW/HW до 21,5 МВт, котлами средней мощности Vitomax LCB и SX2A (90 - 2000 кВт), а также конденсационными котлами Ultrabox мощностью 170 – 2000 кВт для покрытия пиковых и резервных нагрузок.
Модернизация промышленной котельной требует комплексного подхода. Помимо подбора оборудования необходимо учитывать режимы паропотребления, параметры технологического процесса, требования промышленной безопасности и особенности существующей инфраструктуры предприятия.
Специалисты Гермес выполняют подбор оборудования, участвуют в разработке технического решения и сопровождают проект на всех этапах реализации - от расчета конфигурации котельной до ввода оборудования в эксплуатацию.
