Партнеры журнала:

Тема страницы

Вклад Polytechnik в энергетику Архангельской области

В России довольно остро стоит проблема обеспечения энергией промышленных предприятий и отопления небольших поселков. Новые генерирующие мощности единой энергосистемы вводятся недостаточно быстро, тарифы на электроэнергию растут, и затраты на оплату потребляемой электроэнергии для предприятий ряда отраслей, в том числе, деревопереработки составляют значительную часть себестоимости продукции.

В северных регионах страны с редкой сетью поселений не везде существует техническая возможность дотянуть газопровод до населенных пунктов, и до недавнего времени единственными источниками тепла для отопления зданий здесь оставались котельные на угле, мазуте или дизельном топливе.

Правительства некоторых регионов задумываются об увеличении доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в структуре энергетики, в частности, об использовании древесных отходов в качестве топлива для котельных. Так, при губернаторе Архангельской области создана рабочая группа по разработке и реализации проекта использования низкокачественной древесины, отходов лесопереработки и торфа в производстве биотоплива в регионе. Один из членов рабочей группы - генеральный директор «Лесозавода 25» Михаил Папылев. Предлагаемая вниманию читателей публикация посвящена деятельности «Лесозавода 25» и другой дочерней компании ГК «Титан» - «Архбиоэнерго» - по утилизации древесных отходов и обеспечению лесопильного производства недорогой энергией, а также обеспечению отоплением поселков области.

Энергетическая стратегия «Лесозавода 25»

Котельная Лесозавода 25
Котельная Лесозавода 25

Компания «Лесозавод 25», включающая в себя два лесопильных завода - в Маймаксанском и Цигломенском районах г. Архангельска, - один из крупнейших производителей пиломатериалов в России и один из самых быстрорастущих. В 2009 году предприятие переработало 525 тыс. м3 соснового и елового пиловочника. При этом выход опилок составил около 19% (99 тыс. м3), коры -13% (68 тыс. м3) от всего объема переработанного сырья. Для использования опилок предприятие запустило цех производства древесных гранул мощностью 50 тыс. т в год. Для использования коры, отщепа и той части щепы, которая не годится для производства целлюлозы и, соответственно, не покупается Архангельским целлюлозно­-бумажным комбинатом, в 2004 году на Цигломенском участке была введена в эксплуатацию водогрейная котельная мощностью 2 ´ 2500 кВт, а в 2006­-м - на Маймаксанском участке - электростанция тепловой мощностью 15 000 кВт с турбиной перегретого пара электрической мощностью 2200 кВт. В настоящее время специалистами обоих предприятий разрабатываются схемы новой ТЭЦ для Цигломенского участка тепловой мощностью 18 000 кВт с турбиной перегретого пара электрической мощностью 3300 кВт, пуск которой намечен на октябрь 2012 года.

Таблица 1. График ввода тепловых мощностей «Архбиоэнерго» в
поселках Архангельской области

Таблица 1. График ввода тепловых мощностей «Архбиоэнерго» в поселках Архангельской области

По подсчетам энергетиков «Лесозавода 25», в 2009 году потребность предприятия в тепловой энергии на технологические нужды составила 73,8 тыс. ГКал, которые были полностью покрыты из внутренних источников. При тарифе на теплоэнергию от «Территориальной генерирующей компании­-2» 1078 руб./ГКал себестоимость выработки собственной теплоэнергии составила 461 руб./ГКал. Выработка электроэнергии на собственной установке составила 17,5 МВт/ч. При тарифе ОАО «Архангельская сбытовая компания» 4,10 руб./кВт, себестоимость генерируемой предприятием энергии составила 0,92 руб./кВт. Таким образом, затраты на электроэнергию в расчете на один кубометр готовой продукции были снижены с 450 руб. до 248 руб.

Ввод в действие собственных энергетических установок, работающих на кородревесных отходах, не только обеспечил большую экономию средств, но и позволил за два года полностью освободить от отходов большие территории на обоих производственных участках.

Руководство компании планирует расширять энергетические мощности. Для удовлетворения потребностей своих подразделений в энергии «Лесозавод 25» использует установки компании Polytechnik.

«Архбиоэнерго»: отопление поселков области

Котел Polytechnik
Котел Polytechnik

В то время как «Лесозавод 25» использует в качестве топлива только кородревесные отходы, а выработанная энергия идет только на производственные нужды, «Архбиоэнерго» специализируется на строительстве и эксплуатации котельных, обеспечивающих горячей водой поселки Архангельской области. До создания «Архбиоэнерго» все топливные гранулы, производящиеся «Лесозаводом 25», экспортировались в Европу (они соответствуют высоким стандартам Евросоюза, требующим, чтобы зольность древесных гранул была не выше 1%). Сейчас экспортируется около 70% гранул от всего объема пеллет, которые изготавливаются на «Лесозаводе 25», остальные сжигаются в котельных «Архбиоэнерго».

Компания уже заменила муниципальные котельные в четырех поселках: Лайский ДОК, Остров Бревенник, Луговое и Боброво, выиграв тендеры правительства Архангельской области. На месте угольных, мазутных и дизельных котельных здесь построены пеллетные котельные небольшой мощности (до 4,5 МВт). В них эксплуатируются энергетические установки Hekotek. Котельную в пос. Катунино ввели в действие к началу нового отопительного сезона 1 ноября 2011 года. Существенно более высокие требования по мощности (12 МВт) для этой котельной обусловили выбор поставщика оборудования - им стала компания Polytechnik.

Архангельские пеллеты

Котел Polytechnik
Котел Polytechnik

«Лесозавод 25» производит древесные гранулы c зольностью всего 0,3--0,5%. При этом есть потенциал для уменьшения их зольности при переходе от технологии барабанной сушки опилок дымовыми газами на сушку нагретым атмосферным воздухом. Основную часть пеллет предприятие экспортирует. Экспорт выгоден, так как издержки на транспортировку водным транспортом довольно невелики. В рамках поддержки проекта правительства Архангельской области компания поставляет часть пеллет для отопления поселков области и готова поставлять больший объем, чем сейчас.

С увеличением объемов поставок не исключено расширение производства пеллет за счет Цигломенского участка, выкупа опилок у других предприятий Архангельска и Новодвинска, использования измельченной щепы в качестве сырья. Перспективность пеллет обусловлена их высокой теплотворной способностью и низкой зольностью. Из данных, представленных в таблице 2, видно, что пеллеты не только не уступают по своим качествам энергетическому каменному углю, но и превосходят его.

Благодаря остановке котельных «Лесозавода 25», работавших на углеводородном топливе, прекратились выбросы сернистого газа (до 190 т в год), существенно снизились выбросы оксида азота, углекислого газа. В результате в 2008 году ГК «Титан» добилась компенсации из бюджета за сниженную эмиссию углекислого газа.

Особенности энергетических установок Polytechnik

Таблица 2. Теплоемкость и зольность пеллет и некоторых других
видов топлива

Таблица 2. Теплоемкость и зольность пеллет и некоторых других видов топлива

Таблица 3. География поставок энергетических установок
Polytechnik на деревоперерабатывающие предприятия России

Таблица 3. География поставок энергетических установок Polytechnik на деревоперерабатывающие предприятия России

Компания Polytechnik специализируется на выпуске котельного и топочного оборудования в диапазоне мощности от 500 кВт до 25 тыс. кВт, которому не требуются частые остановки на чистку, к тому же оно неприхотливо к топливу.

Основная особенность этого котельного оборудования, в частности, адиабатических многоходовых топочных устройств, в которых и происходит процесс горения биотоплива, - неприхотливость к фракционному составу, однородности и влажности сжигаемого топлива, а также к наличию в нем крупных включений. Для использования оборудования в регионах с тяжелыми зимними климатическими условиями компанией Polytechnik была разработана специальная система топливоподачи без использования шнековых транспортеров, которые чувствительны к попаданию в топливо кускового смерзшегося материала, ленточной коры или даже горбылей. В системе топливоподачи нет вращающихся механизмов, а привод транспортеров топлива и питателей топочного устройства осуществляется возвратно­-поступательным движением гидроцилиндров. При этом ножи из специальной твердой стали, установленные в питателе, измельчают случайно попавшие в топливо включения диаметром до 100 и длиной до 800 мм, что гарантирует стабильную работоспособность оборудования без специальной подготовки и сортировки топлива.

Многоходовое адиабатическое топочное устройство - особая гордость Polytechnik. Используя около 110 т высококачественного обмуровочного материала, специалисты компании создают специальную конфигурацию газоходов топочного устройства. В топочном устройстве такой конфигурации горение и предварительная очистка дымового газа завершаются еще в топке без обмена теплом с поверхностями котла. Для твердотопливного котла предварительная очистка особенно важна ввиду присутствия в дымовых газах большого количества летучей золы, которая неизбежно осаждается на относительно «холодных» котловых трубах. Пройдя по газоходам топки с различными скоростями и поворотами потока на 180°, дымовой газ очищается от частичек пыли, которые под действием силы тяжести и центростремительного ускорения опускаются в карманы­-пылеуловители топочного устройства, оснащенного системой автоматического сухого удаления золы за пределы топки. Таким образом, в поверхности теплообмена котла поступает уже предварительно очищенный, сформированный поток дымового газа. Кроме того, огромное количество тепла, аккумулированного шамотной кладкой и сводом топочного устройства в зоне горения, наряду с системой многозонового подвода горячего первичного воздуха горения под колосниковую решетку позволяют мгновенно подготовить подаваемое в верхнюю часть колосниковой решетки топочного устройства влажное топливо и гарантировать выдачу заявленного количества тепловой энергии в самый холодный период года при сжигании самого некачественного топлива - влажной необработанной коры. Система раздельного гидравлического привода зон колосниковой решетки позволяет автоматически регулировать скорость движения рядов колосников в зависимости от текущего положения топлива с целью обеспечения условий оптимального горения и бесшлакового золообразования.

Парогенератором или водогрейным котлом в установках Polytechnik обычно служит горизонтально расположенный двухходовой дымогарный трубчатый теплообменник. Конструкция его поворотной камеры дымового газа позволяет установить необходимое количество сопел и автоматически очищать каждую из дымогарных труб от выпавшей золы струей сжатого воздуха. В сочетании с системой предварительной очистки дымового газа в поворотных камерах топочного устройства это дает возможность увеличить интервалы между остановками котельного оборудования для механической очистки поверхностей до 8000 часов (в зависимости от режимов работы). Именно благодаря конструкции дымогарного типа котлов, при которой весь водяной объем барабана котла пронизан раскаленными дымогарными трубами, а площадь поверхности испарения воды довольно велика, котельное оборудование Polytechnik способно быстро реагировать на изменение режима работы - увеличение/уменьшение требуемой потребителям мощности. Необходимо отметить, что системами автоматической очистки поверхностей нагрева сжатым воздухом оборудованы все выносные элементы котла: пароперегреватель, экономайзер и воздухоподогреватель.

Система автоматического сухого удаления золы, выпадающей в агрегатах котельной установки, была специально разработана специалистами Polytechnik для регионов с жесткими зимними климатическими условиями, в которых система золоудаления с помощью воды часто становится неработоспособной ввиду низкой температуры окружающего воздуха и невозможности выполнения требований к нейтрализации и утилизации шлама. «Сухая» система Polytechnik, помимо ее герметичности, позволяет собрать всю золу, выпавшую в агрегатах котельной установки и топочном устройстве, в один контейнер, который обычно устанавливается за пределами здания котельной, что удобно для его замены.

С целью обеспечения режима работы котельного оборудования без обслуживающего персонала, в технике Polytechnik используется система автоматического контроля и регулирования с функциями визуального контроля, оповещения персонала посредством SMS­-сообщений, а также удаленного доступа, позволяющая специалистам компании из центрального офиса в австрийском г. Вайссенбахе по согласованию с заказчиком подключиться к установке для проведения сервисного обслуживания программного обеспечения или «тонкой» настройки системы управления. Интегрированная программа логической обработки сигналов датчиков оборудования, разработанная ведущими специалистами Polytechnik, выдает на экран компьютера системы визуализации не только сообщения о текущем режиме работы, но и пояснения для успешного разрешения возникшей ситуации.

Снижение выбросов с дымовыми газами - одно из приоритетных направлений постоянной модернизации оборудования Polytechnik. Уже сегодня, благодаря использованию системы предварительной очистки дымового газа непосредственно в топочном устройстве, его дожига и рециркуляции с последующей сухой очисткой в мультициклоне, выбросы от работающих котельных установок Polytechnik в несколько раз меньше установленных в РФ нормативов. При этом нет нужды в использовании дополнительных дорогостоящих фильтров.

Современные разработки Polytechnik, касающиеся постоянной модернизации технологического оборудования и систем управления, позволяют компании гарантировать возможность использования в качестве топлива не только всего спектра отходов деревообработки, но так же и специфических видов биотоплива. Так, в конце текущего года в подмосковном Наро­-Фоминске будет введен в эксплуатацию котел насыщенного пара мощностью 9 МВт, в топочном устройстве которого в качестве топлива будут сжигаться отходы деятельности птицефабрики - подстилочный материал, который раньше просто вывозился на свалку. Это новшество позволит предприятию заказчика не только существенно уменьшить воздействие на окружающую среду, связанное со складированием отходов, но и сэкономить значительные средства, расходуемые на оплату депонирования отходов и закупку природного газа, используемого для выработки пара в действующей котельной.

Реализованные и перспективные проекты Polytechnik

В сентябре 2011 года компания Polytechnik отметила 45‑летие. За время работы произведено и введено в эксплуатацию около 3000 установок по всему миру. На территории бывшего СССР важными странами­-импортерами являются Латвия, Литва, Белоруссия и в особенности Россия. Поставки в Россию начались в 2002 году, основной поток заказов начался с 2004 года. Сегодня в стране функционируют уже около 70 установок суммарной мощностью более 300 МВт. Планируются новые поставки, в том числе установок большой мощности (20-25 МВт), преимущественно в Хабаровский край и Архангельскую область.

Подавляющее большинство энергетических установок Polytechnik в России закупаются предприятиями лесной промышленности, мебельными фабриками, а также строительными компаниями, которые занимаются деревянным домостроением. Но есть и крупные заказчики из других отраслей, например, ЗАО «Элинар­-Бройлер» - одна из крупнейших птицефабрик Московской области, находящаяся в Наро­-Фоминском районе. На производственной площадке предприятия сейчас монтируется установка с котлом насыщенного пара мощностью 9 МВт, в котором в качестве топлива будет использоваться куриный помет, перемешанный с подстилкой.