Методичні вказівки для вивчення учбових матеріалів по розділу «Вступ до пінч-аналізу» за курсом «Вступ до спеціальності», страница 11

Рисунок 18 – Коректне значення DT_minвизначається економічним компромісом між конкуруючими залежностями вартості капітальних вкладень – 1 і вартості зовнішніх енергоносіїв – 2, 3 – загальна вартість проекту

Під простим терміном окупності проекту розуміють час, за який прибуток від впровадження проекту перевищить витрати на його впровадження.

Застосування пінч-аналізу

Пінч-діагностика українських промислових підприємств показує можливість зменшення питомого енергоспоживання на 25–75 % від існуючого зараз.

Як приклад, можна розглянути складені криві процесу, що існує в даний час, на установках первинної переробки нафти АВТ А12/2 продуктивністю 2 млн. тон сирої нафти на рік (рис. 19). Складені криві показують значне перенесення теплової енергії через пінч, мінімальна відстань між складеними кривими в даному випадку DT_min = 160 °С. На рисунку позначені теплообмінні апарати, через які здійснюється таке перенесення.

Рисунок 19 – Складені криві процесу первинної переробки нафти на установці АВТ А12/2 для теплообмінної системи, що існує в даний час. 1 – складена крива гарячих потоків; 2 – складена крива холодних потоків; Q_Hmin, Q_Cmin, Q_rec– споживана потужність гарячих утиліт, холодних утиліт і потужність рекуперації. Q_Hmin= 49.8 МВт, Q_Cmin = 28.1 МВт, Q_rec » 30 МВт; H – потоковий тепловміст, Вт; St– паровий підігрівач; t – температура °С; П1–2 – трубчасті печі; Т1–Т34 – теплообмінні апарати

За допомогою проекту реконструкції теплообмінної системи, виконаному при використанні пінч-аналізу для DT_min = 20 °С, повністю можна виключити систему, що охолоджує, тобто виключити використання води, що охолоджує, як правило, прісної води і в 2.3 рази понизити навантаження на печі, де спалюється паливо, з 50 МВт до 21 МВт (рис. 20).

На установках АВТ А12/6 питоме енергоспоживання при пінч-реконструкції можна знизити на 65 % від існуючого. На установках АВТ–8 при продуктивності 5–6 млн. тонн сирої нафти в рік корисне теплове навантаження можна зменшити на 26 МВт або на 22 %. На установках каталітичного крекінгу питоме енергоспоживання також можна зменшити на 50 %. Термін окупності реконструкції установок нафтопереробних заводів не перевищить 1 року.

Рисунок 20 – Складені криві процесу первинної переробки нафти на АВТ А12/2, побудовані для DT_min = 20 °C. 1 – складена крива гарячих потоків; 2 – складена крива холодних потоків; Q_Hmin = 21.7 МВт – потужність гарячих утиліт, яку необхідно підвести до процесу для його проведення після виконання реконструкції системи теплообміну установки; Q_REC = 58.1 МВт – потужність рекуперації теплової енергії в системі теплообміну після реконструкції; H – потокове теплосодержание, Вт; t – температура °С; DT_min– мінімальна різниця температур між теплоносіями в рекуперативних теплообмінних апаратах °С

На типовому українському цукровому заводі продуктивністю 3000 тон цукрового буряка на добу, споживання пари можна зменшити з 68 кг на 100 кг буряка, що переробляється, до 50 кг на 100 кг буряка. І це не дивлячись на те, що виробництво цукру традиційно є глибоко інтегрованим процесом. Термін окупності пінч-реконструкції цукрового заводу не перевищить тривалість однієї бурякової кампанії, тобто 3 місяці.

В процесі виробництва двоокису титану (титанові білила) потужністю 20 тис. тонн пігменту в рік питоме енергоспоживання можна знизити на 82 % або на 18 МВт. Термін окупності цієї реконструкції не перевищить 1 рік.

У процесах дистиляції кам'яновугільної смоли на коксохімічних заводах зниження питомого енергоспоживання може досягти 75 %.

На підприємствах харчової промисловості, наприклад, в процесах переробки рослинних жирів питоме енергоспоживання може бути зменшене на 70–80 %. Строк окупності реконструкції в останніх випадках не перевищує 1 року.

На всіх розглянутих виробництвах при пінч-реконструкції також досягається зменшення питомого споживання води (як правило прісної), що охолоджує, не менш, ніж на 50 %.

Методи пінч-реконструкції можна застосувати до всіх промислових підприємств крупного промислового регіону, наприклад до чотирьох Північно-Східних областей України [8, 9].