ЕНЕРГЕТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ЕНЕРГОСБЕРЕГАЮЧІ ОПЦІІ В СИСТЕМАХ ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ
Keywords:
системи виробництва цукру, енергетичний баланс, втрати теплотиAbstract
Розраховані основні енергетичні показники типової схеми виробництва цукру продуктивністю 3000 т цукру на добу, аналіз яких показав, що найбільшими є втрати з парою, яка направляється в конденсатори з вакуум-апаратів та останнього корпусу випарної установки. На підставі цього аналізу сформовано три групи енергозберігаючих опцій. Опції, які використовують вторинні енергоресурси: - використання гарячого соку на клерювання жовтого цукру; використання утфельної пари; обігрів вакуум-апаратів утфельною парою; використання теплоти конденсатів для нагрівання відтіків у продуктовому відділенні; застосування конденсату для нагрівання дифузійного чи дефекованого соку; - Застосування конденсату для нагрівання соку 1-ї сатурації перед фільтрацією (відстійниками); використання конденсату для нагрівання соку перед 2-ою сатурацією та соку перед випарною установкою; використання теплоти сатураційних газів; використання деамонізованих конденсатів та жомопресової води для живлення дифузійних установок; використання утфельної пари для нагрівання дифузійного чи дефекованого соку. Опції, що змінюють параметри енергоносіїв: компресія вторинної пари; зниження температури відбору дифузійного соку; зниження температури гарячої дефекації, процесу 1-ї та 2-ї сатурації; використання теплоти газів, що не конденсуються; зниження повернення нефільтрованого соку 1-ї сатурації, у тому числі повернення густої суспензії; застосування комбінованої пробілки цукру; підвищення розрідження у вакуум-апаратах за рахунок зниження підсмоктування повітря, поліпшення роботи конденсаційної установки, зниження аеродинамічних втрат у трубопроводах. Опції, що ґрунтуються на конструктивно-компонувальних рішеннях (структурні зміни): застосування гідродинамічного випарника; перенесення паровідбору на кінцеві корпуси; збільшення числа корпусів МВП; покращення циркуляції утфелю у вакуум-апараті вдуванням пари, аміачних газів, повітря; нагрівання відтіків у продуктовому відділенні в пластинчастих підігрівачах; зниження надходження пари з останнього корпусу в конденсатор; покращення теплової ізоляції обладнання та трубопроводів; відведення пропарювання вакуум-апаратів у клерувальні мішалки. Неважко бачити, що виявлені потенціали енергозбереження можуть бути основою подальшого пошуку раціональних варіантів схем виробництва цукру. Однак, слід враховувати, що реалізація більшості з них (наприклад, використання утфельної пари, компресія вторинної пари МВУ, перенесення паровідбору на кінцеві корпуси, збільшення числа корпусів МВУ тощо) вимагатиме суттєвих капітальних вкладень. Тому остаточне рішення про застосування конкретних енергозберігаючих опцій вимагає проведення відповідної термоекономічної оцінки, яка, як відомо, передбачає проведення термодинамічного аналізу системи з розрахунком відповідних ексергетичних потоків та втрат ексергії як в окремих елементах цукрового виробництва, так і в системі в цілому.
References
Мельник С.И., Никульшин В.Р., Денисова А.Е., Белоусов А.В. Термодинамический анализ систем производства сахара. Вісник НТУ (ХПІ). 2018. № 18 (1294), c. 57-64.
Штангеєв К.О. Випарні установки та теплові схеми цукрових заводів. Київ: ЮНІДО. 2015. 66 с.
Славянский А.А. Промышленное производство сахара: Учебное пособие. Москва: МГУТУ имени К.Г. Разумовского. 2015. 255 с.
Филоненко В.Н., Цыганков Д.Н., Швецов А.А. Рациональная последовательность энергосберегающих технических решений для сахарного завода. Сахар. 2016. № 9. с. 24–31.
Schulze T. A look at technological and technical tower extraction trends SUGAR INDUSTRY. Zuckerindustrie. 2015. vol. 140. no. 12. p. 748–752.
Yousif Karm and Ahmed Rahamatalla. 2014. Previous Study of Elgunied Sugar Factory. R. Deshmukh, A. Jacobson, D. Kammer, Thermal gasification or direct combustion? Comparison of advanced cogeneration systems in the sugarcane industry. Biomass Bioenerg. 2013. vol. 55. p. 163–174.
R. Palacois-Bereche, A. Ensinas, M. Modesto, S.A. Nebra. New alternatives for the fermentation process in the ethanol production from sugarcane: extractive and low temperature fermentation. Energy. 2014. vol. 70. p. 595–604.
T.Taner, M. Sivrioglu. Data on energy, exergy analysis and optimization for a sugar factory. Data in Brief. 2015. no. 5. p. 408–410.
Tolga Taner, Mecit Sivrioglu. Energy exergy analysis and optimisation of a model sugar factory in Turkey. Energy. 2015. vol. 93. p. 641–654.
R. Palacios-Bereche, A. Ensinas, M. Modesto, S.A. Nebra. Doble-effect distillation and thermal integration applied to the ethanol production process. Energy. 2015. vol. 82. p. 512–523.
Мельник С.И., Никульшин В.Р., Денисова А.Е. Потенциалы энергосбережения в энерготехнологических системах производства сахара. Праці VII Міжнарод. конф. «Муніципальна енергетика: Проблеми, рішення». Миколаїв. 21-22 грудня 2017. – С. 31-33.
Nikulshin V.R., Denysova A.E., Melnik S.I., Budarin V.A., Bilousova N.G. First section temperature drop local optimization for sugar production multistage evaporation system. // Proc. of the 5-th Int. Scientific and Practical Conference “Dynamics of the development of world science”. Vancouver, Canada, January 22-24, 2020. – pp. 226-233.
Nikulshin V.R., Denysova A.E., Melnik S.I., Wysochin V.V., Andrjuschenko A.M. Local optimum of second section for sugar production evaporation system. // Proc. of the 5-th Int. Scientific and Practical Conference “Perspective world science and education”. Osaka, Japan, January 29-231, 2020. – pp. 142-147.
Nikulshin V.R., Denysova A.E., Melnik S.I., Andrjuschenko A.M., Budarin V.A. Local optimum of third section for sugar production evaporation system. // Proc. of the 2-nd Int. Scientific and Practical Conference “Eurasian scientific congress”. Barcelona, Spain, February 24-25, 2020. – pp. 152-156.
Nikulshin V.R., Denysova A.E., Melnik S.I., Wysochin V.V. Optimization of the fifth section for sugar production evaporation system. Magyr Tudomanyos Journal, N 50, 2021, pp. 59-62.
Nikulshin V.R., Denysova A.E., Melnik S.I., Andrjuschenko A.M., Wysochin V.V. Optimisation of sections for sugar production evaporation system. In collective monograph: Technical research and development / Kalafat K., Vakhitova L., Drizhd V., – etc. – Іnternational Science Group. – Boston : Primedia eLaunch, 2021. pp.234-237.
