Пар для индустрии: технология требует точного расчета

Водяной пар – неотъемлемая составляющая технологического цикла многих предприятий. В пищевой, сельскохозяйственной, химической, биохимической и некоторых других отраслях без него не обходится практически ни одно производство. Однако развитие энергетического хозяйства зачастую не рассматривается менеджментом компаний как первоочередная задача. Дисбаланс между современным высокотехнологичным основным производством и устаревшими, неэффективными паровыми котельными и ТЭЦ может обернуться серьезными проблемами и стать причиной потери конкурентоспособности предприятия.

Качество и эффективность на всех этапах
 Производство – это единый организм, поэтому конечный результат определяется на каждом участке технологического цикла. Поддержание стабильно высокого качества продукции на предприятиях пищевой или химической промышленности невозможно без использования современных паровых котлов, способных обеспечить точность регулирования и постоянство рабочих параметров пара. Не менее актуален вопрос энергосбережения, особенно в свете постоянно растущих цен на топливо.
Обеспечить производство паром можно двумя способами: путем автономной парогенерации или путем покупки пара у сторонних поставщиков. Второй вариант, как правило, не позволяет оперативно корректировать технологический процесс и чреват непредвиденными ситуациями. Кроме того, стоимость покупки пара заметно выше, чем стоимости собственного производства, а доступность энергоресурсов часто ограничена.
Строительство своей паровой или комбинированной (пароводяной) котельной либо модернизация старой с использованием современных паровых котлов позволит существенно сократить долю энергозатрат в себестоимости продукции, оптимально синхронизировать процессы потребления и производства пара, снизить процент брака и повысить надежность всего производства за счет стабильных параметров пара при любых нагрузках и расходах. Современные паровые котельные отличаются высоким уровнем автоматизации, что позволяет исключить влияние человеческого фактора.
«Говоря об эффективности паровой котельной, нужно понимать, что скорейшую окупаемость обеспечивает комплексный подход, начиная с проектирования объекта под нужды конкретного предприятия и заканчивая вводом в эксплуатацию. Паровой котел – это сердце, но еще не вся котельная. Исходные данные и планируемые условия эксплуатации необходимо учитывать на начальном этапе при подборе, как основного, так и вспомогательного оборудования. При этом нередко проектировщикам приходится разрабатывать уникальные, нестандартные решения, наилучшим образом отвечающие потребностям заказчика», – отмечает Алексей Туленинов, руководитель группы инженерно-технической поддержки.

Первый в отрасли
Одним из примеров нестандартного решения может служить котельная АПК «Астраханский» – российское предприятие полного цикла по производству томатной пасты. Его производительность достигает 50 тыс. тонн готовой продукции в год, что составляет около 30 % емкости российского рынка.
Использование пара является основой технологического цикла завода, поскольку здесь он применяется на всех этапах производства. Сначала поступающие прямо с поля томаты протираются в жидкое сусло, подогреваемое паром до температуры +70 °C, затем, также с помощью пара, из сусла удаляется лишняя влага, после чего томатная паста требуемой консистенции проходит стерилизацию. Весь процесс полностью автоматизирован и построен на использовании насыщенного пара, который подается в цех нагретым до температуры +194 °C. Его производят три паровых котлоагрегата Viessmann Vitomax 200-HS M75B обновленной конструкции, каждый из которых выдает 20 тонн пара в час при рабочем давлении 12 бар. В 2018 году был смонтирован четвертый паровой котел производительностью 26 тонн пара в час и с рабочим давлением 16 бар.
 «Уникальность проектного решения котельной, разработанного при участии экспертов Viessmann, заключается в том, что для подачи воды от деаэрационной установки к котлам был использован специально спроектированный насосный модуль на базе шести питательных насосов Grundfos CR20-17K с повышенным кавитационным запасом. Это позволило разместить деаэрационный модуль на отметке пола здания, что обеспечило снижение капитальных затрат на строительство и повысило удобство эксплуатации оборудования», – рассказывает Роман Фингелькурц, первый заместитель генерального директора группы компаний «КлиматЭнергоСтрой», осуществлявшей проектирование и строительство котельной.
По словам руководителя предприятия Александра Мазаева, на сегодняшний день АПК «Астраханский» является единственным в России заводом подобной мощности. Его запуск позволил изменить ситуацию на импортозависимом российском рынке, потребности которого в томатной пасте до этого на 80 % обеспечивались за счет поставок из-за рубежа.

В старых стенах
Одно дело – новое производство, а совсем другое – модернизация существующего. Второе зачастую предполагает размещение нового оборудования в объеме имеющихся построек, а это бывает непросто. Именно такую задачу требовалось решить в процессе реконструкции котельной фабрики «Продукты от Палыча» в подмосковном Реутове. Компания выпускает торты, пироги, замороженные полуфабрикаты, готовые к употреблению салаты, рыбные, мясные блюда и ряд других продуктов, пользующихся спросом у российского потребителя. Пар здесь необходим для работы автоклавов и туннельных моечных машин.
«На предприятии была проведена модернизация, целью которой стало расширение производства. Парогенераторы, установленные в старой котельной, уже не были способны обеспечить возросшие потребности, поэтому возникла необходимость их менять. При этом требовалось решение, обеспечивающее не только стабильные параметры пара и высокий уровень эксплуатационной надежности, но и доступный сервис. Поэтому мы отдали предпочтение котлам Viessmann», – рассказывает Михаил Афанасьев, генеральный директор компании «СК “Теплоинжинеринг”», выполнявшей проектные и монтажные работы.
Поскольку новое оборудование нужно было разместить в здании старой котельной, проектировщики выбрали два паровых котла высокого давления производительностью 700 кг/ч. Их отличает боковое расположение жаровой трубы, благодаря которому оборудование сочетает высокую мощность с компактными размерами. Паровые котлы серии М73В позволяют непрерывно производить пар в количестве от 0,5–4 тонн в час (в зависимости от типоразмера) и поддерживать рабочее давление до 20 бар.
К числу других достоинств выбранного оборудования относятся большое паровое пространство с малой тепловой нагрузкой, низкий уровень механических напряжений и эффективная теплоизоляция.

Пар для производства вакцин
Производство биоматериалов – еще одна область индустрии, где активно используется пар. В частности, специально с расчетом на нее и некоторые другие сферы применения была разработана линейка паровых котлов Vitomax HS. Их отличием является высокая эффективность использования топлива. При полной нагрузке и постоянном режиме работы КПД котла превышает 95,5 %, причем он может работать как на природном газе, так и на жидком топливе, обеспечивая одинаковую мощность.
Два таких агрегата производительностью 4,4 тонны пара в час каждый были установлены на Щелковском биокомбинате – одном из крупнейших агробиологических заводов России. Как отмечают в компании «Модульные котельные системы», осуществлявшей проектирование и монтаж блочно-модульной котельной предприятия, благодаря удобству монтажа и заводской комплектации все работы удалось выполнить за три месяца.
Пуском котельной ознаменовалось начало нового этапа в жизни Щелковского биокомбината, который начинает свою историю с 1924 года. На сегодняшний день это предприятие является ведущим в отрасли и производит широкий ассортимент продукции ветеринарного назначения. Здесь выпускают вакцины и ингредиенты для их приготовления. Препараты комбината имеют спрос не только в России, но и за рубежом, где широко используются в борьбе с такими опасными болезнями, как сап лошадей, чума, рожа свиней, ящур, бруцеллез крупного и мелкого рогатого скота и многие другие.
Если без воды нет жизни, то без пара нет производства. Растущие потребности современных высокотехнологичных предприятий требуют использования парогенераторов большой мощности, способных обеспечить стабильную подачу теплоносителя с заданными параметрами. Поэтому успех в решении производственных задач во многом определяется правильным выбором оборудования и тщательной проработкой проекта.
Пресс-служба Viessmann