Основные энергозатратные процессы целлюлозно-бумажного предприятия

Основные энергозатратные процессы целлюлозно-бумажного предприятия связаны с подготовкой волокнистого сырья, варкой целлюлозы, промывкой, отбелкой, работой бумагоделательной машины, сушкой бумажного полотна и оборотом технологической воды. Для оценки энергопотребления необходимо согласовать электрические и паровые нагрузки этих переделов, установить источники тепла и определить, какие энергетические потоки поступают извне, а какие образуются и повторно используются внутри производства.

Главная особенность целлюлозно-бумажного производства — взаимосвязь технологического и энергетического балансов. Тепло, образующееся или возвращаемое в одном процессе, может использоваться в другом. На интегрированном предприятии утилизационные установки, собственная генерация пара и внутренние тепловые потоки не должны учитываться как дополнительные независимые покупки энергоресурсов.

Например, пар может вырабатываться за счёт энергии технологических побочных продуктов, распределяться между варкой и сушкой бумаги, а часть его энергии — использоваться для производства электроэнергии. Если сложить расход топлива источника, выработанный пар и электроэнергию собственной генерации как независимые поступления, общий энергетический баланс окажется завышенным.

При этом изменение энергопотребления нельзя объяснять только количеством произведённой бумаги. Значение имеют её марка, масса единицы площади, состав волокна, влажность полотна перед сушкой, конечная влажность продукта и степень использования вторичного тепла.

Результатом технического анализа становится энергетическая карта основных переделов целлюлозно-бумажного предприятия. Она должна показывать источники и направления использования пара, электроэнергии и вторичного тепла, соответствующие производственные нагрузки, подтверждённые удельные показатели и участки, для которых необходимы дополнительные измерения.

Как определить границы энергетического баланса целлюлозно-бумажного предприятия

Перед распределением энергопотребления необходимо установить фактический состав производства.

Одно предприятие может самостоятельно получать целлюлозу и выпускать бумагу. Другое — использовать покупную целлюлозу, макулатурное или другое волокнистое сырьё. Третье — иметь собственные энергетические установки и систему утилизации тепла.

В этих случаях структура внешнего потребления и внутренних энергетических потоков будет различаться.

Поэтому сначала определяют, какие объекты входят в рассматриваемую границу:

Подготовка волокна. Варка, промывка и отбелка при фактическом наличии соответствующих стадий.
Подготовка бумажной массы. Оборудование, обеспечивающее получение материала с необходимыми характеристиками для бумагоделания.
Бумагоделательная машина. Формование полотна, механическое обезвоживание, приводные системы и последующая сушка.
Технологическая вода. Насосные и другие нагрузки, связанные с подачей, возвратом и повторным использованием воды.
Пароснабжение. Источники пара, паровые коллекторы, распределение по потребителям и возврат конденсата.
Вторичное тепло. Подтверждённые потоки, возвращаемые из технологических процессов для повторного использования.
Собственное энергообеспечение. Установки, которые действительно производят пар или электрическую энергию на рассматриваемой площадке.

После определения состава предприятия необходимо выбрать уровень баланса.

Внешний энергетический баланс характеризует энергоресурсы, поступающие на предприятие извне, и соответствующие выходящие потоки.

Внутренний технологический баланс показывает распределение энергии между производственными переделами.

Оба баланса необходимы, но отвечают на разные вопросы.

Внешний баланс позволяет определить потребность предприятия в энергоресурсах. Внутренний — установить, какие технологические процессы создают энергетическую нагрузку и как она обеспечивается.

Их нельзя объединять простым сложением всех измеренных потоков: энергия, поступившая в производство, может многократно учитываться внутренними приборами при передаче между системами.

Какие исходные измерения нужны для энергетической карты

Основными исходными данными являются архивы потребления пара и электроэнергии по варке, промывке, отбелке, бумагоделательной машине, сушильной части и оборотной воде.

Дополнительно необходимо установить параметры производства, с которыми связаны эти расходы.

Передел или система	Необходимые энергетические данные	Связанный технологический показатель	Что позволяет проверить
Варка целлюлозы	Расход пара, его параметры, электрические нагрузки	Количество волокнистого материала и фактический режим варки	Тепловые и электрические затраты получения целлюлозы
Промывка	Электроэнергия оборудования, тепловые потоки и параметры воды	Количество промываемого материала и расход технологических потоков	Связь энергопотребления с промывкой и перемещением жидкости
Отбелка	Пар, электрическая энергия, параметры используемых потоков	Масса материала, условия обработки и требуемые характеристики целлюлозы	Энергетические затраты соответствующих стадий обработки
Бумагоделательная машина	Электрическая энергия приводов, насосов и других потребителей	Выпуск бумаги, её марка, скорость машины и рабочие режимы	Электрическую нагрузку формования и механического обезвоживания
Сушильная часть	Расход и параметры пара, возврат конденсата, вспомогательная электроэнергия	Масса сухого волокна и влажность полотна до и после сушки	Тепловую энергию на удаление влаги
Оборотная вода	Электроэнергия насосов, расходы воды, температуры потоков	Объём циркуляции и назначение соответствующих контуров	Насосные нагрузки и возможность использования тепла потоков
Паровая система	Выработка, поступление, распределение пара и возврат конденсата	Нагрузка производственных потребителей	Согласованность источников и потребления тепловой энергии
Утилизационные системы	Энергия исходных потоков, выработка пара и подтверждённая теплопередача	Режим соответствующего производственного процесса	Внутреннее использование энергии без двойного учёта

Все энергетические и производственные показатели должны относиться к согласованным временным интервалам.

Например, если паровой расход варки определён за сутки, количество полученной целлюлозы необходимо учитывать за сопоставимый производственный период.

Если бумагоделательная машина работает непрерывно, а данные о выпуске собираются по сменам, необходимо согласовать сменные границы с архивами парового и электрического учёта.

Если измерения относятся к разным интервалам, рассчитанные удельные показатели могут не отражать действительную нагрузку.

Кроме того, необходимо различать непосредственно измеренные значения и расчётные оценки. Если расход пара определён по модели, а электрическая энергия зарегистрирована счётчиком, эти источники данных должны быть обозначены отдельно.

Как варка целлюлозы формирует тепловую и электрическую нагрузку

Варка представляет собой технологическую обработку волокнистого сырья при определённых температурных и других условиях процесса.

При наличии соответствующей химической технологии существенную энергетическую составляющую может формировать пар, используемый для нагрева технологических потоков и поддержания необходимого режима.

Электроэнергия расходуется оборудованием, обеспечивающим перемещение материалов и работу соответствующей технологической системы.

Для анализа необходимо установить не только суммарный расход пара, но и его назначение.

Например, пар может использоваться в тепловом аппарате, а получаемый после теплообмена конденсат — возвращаться в систему теплоснабжения.

В таком случае фактическая тепловая нагрузка определяется энергетическим состоянием входящего и выходящего потоков, а не только массой поступившего пара.

Как рассчитывать тепловую энергию по паровому потоку

Для контрольной границы, через которую поступает пар и выходит соответствующий конденсат, упрощённый баланс можно представить следующим образом:

Q = mп × hп − mк × hк − Qдругих выходящих потоков,

где mп и hп — масса и удельная энтальпия поступившего пара; mк и hк — масса и удельная энтальпия выходящего конденсата. Дополнительные выходящие энергетические потоки учитывают при их фактическом наличии.

Если весь пар конденсируется, массы потоков согласованы, а другие существенные переносы энергии отсутствуют, зависимость упрощается:

Q = m × (hп − hк).

Для этого необходимо знать параметры пара и конденсата в соответствующих измерительных точках.

Нельзя произвольно применять одну постоянную величину теплоты на тонну пара, если условия его подачи и возврата различаются.

Также нельзя считать массу возвращённого конденсата дополнительным независимым источником энергии. Она характеризует внутренний поток, который должен учитываться в согласованном балансе.

Почему одинаковый выпуск целлюлозы может требовать разного количества пара

Суммарный расход пара зависит от фактического режима варки, характеристик технологического потока и используемой схемы теплопередачи.

Если изменяются исходные температуры, условия процесса или использование возвращаемого тепла, потребление свежего пара также может измениться.

Поэтому для сравнения двух периодов необходимо установить:

количество переработанного сырья и полученного волокнистого продукта;
фактические параметры варки;
расход и состояние поступающего пара;
условия возврата конденсата;
состав внутренних тепловых потоков;
режимы оборудования, потребляющего электроэнергию.

Если расход пара увеличился, но технологические условия изменились, нельзя автоматически считать разницу тепловыми потерями.

Сначала необходимо определить, какая часть изменения соответствует иной тепловой задаче, а какая остаётся необъяснённой.

Как промывка и отбелка влияют на энергопотребление

После варки при наличии соответствующей технологической схемы волокнистый материал проходит промывку и дальнейшую обработку.

Энергетическая нагрузка этих процессов связана с перемещением технологических потоков, работой оборудования и поддержанием необходимых условий обработки.

Для промывки существенное значение имеют расходы жидкости, температура потоков и работа насосного оборудования.

Для отбелки дополнительно необходимо учитывать условия отдельных стадий технологического процесса.

При этом нельзя заранее предполагать одинаковую тепловую потребность промывки и отбелки на всех предприятиях.

Фактическая величина определяется технологической схемой и измеряемыми параметрами.

Как распределять электрическую нагрузку промывки

Для соответствующего участка устанавливают состав электроприводов, насосов и других потребителей.

Если имеется отдельный счётчик, используют его показания за известный период.

Если часть оборудования включена в общий электрический ввод, необходимо определить возможность обоснованного распределения.

Для оборудования с подтверждённой мощностью в соответствующих режимах:

E = Σ(Pi × ti),

где Pi — фактически потребляемая мощность, ti — продолжительность режима.

Если мощность насосов зависит от расхода и напора, использование одного паспортного значения без учёта фактической нагрузки может исказить оценку.

Поэтому при необходимости уточняют расход жидкости, напор и электрическую мощность соответствующего насосного контура.

Почему тепловые потоки промывки необходимо связывать с паровым балансом

Если для промывки используется нагретая вода, её тепловое состояние может определяться несколькими источниками.

Например, вода может получать тепло от свежего пара или от другого технологического потока через теплообменник.

Во втором случае фактический расход свежего пара может уменьшаться за счёт внутреннего использования энергии.

Но тепло, полученное от технологического потока, нельзя одновременно считать новым внешним поступлением.

Для проверки необходимо установить источник нагрева и физическую границу теплообмена.

Если температура воды после теплообменника повысилась, а расход свежего пара уменьшился, необходимо определить, соответствует ли изменение энергетическому балансу соответствующих потоков.

Если расходы и температуры неизвестны, величина использования вторичного тепла остаётся предварительной.

Как сравнивать энергетические затраты отбелки

Расход энергии отбелки необходимо связывать с количеством и характеристиками обрабатываемого материала, а также с фактическими режимами процесса.

Если предприятие выпускает волокнистые продукты с разными требованиями к характеристикам, энергетические затраты их получения могут различаться.

Поэтому нельзя использовать один общий расход пара или электроэнергии на тонну целлюлозы без учёта состава выпуска.

Если удельное энергопотребление изменилось, сначала проверяют, изменились ли технологические условия обработки и продуктовые требования.

Если условия сопоставимы, появляется основание исследовать работу оборудования, тепловые потоки и достоверность измерений.

Как бумагоделательная машина формирует электрическую нагрузку

Бумагоделательная машина выполняет последовательные операции формирования бумажного полотна, удаления части воды механическими способами и последующей сушки.

Для энергетического анализа важно разделить электрическую нагрузку оборудования и тепловую нагрузку сушки.

Электроэнергия расходуется на работу приводов, насосных и других систем, обеспечивающих соответствующие операции.

Пар используется прежде всего там, где необходимо обеспечить теплоподвод для дальнейшего удаления воды из полотна.

Такое разделение позволяет установить, какая часть расхода связана с движением оборудования и технологических потоков, а какая — с тепловой обработкой бумаги.

Какие показатели характеризуют электрическую работу машины

Для расчёта необходимо установить:

фактический выпуск бумаги за рассматриваемый период;
марку продукции и массу единицы площади;
рабочую скорость машины;
продолжительность производственных режимов;
электрическую мощность соответствующих приводов;
работу насосного и другого вспомогательного оборудования;
наличие технологических остановок и переходных режимов.

Если выпуск увеличивается, абсолютное электрическое потребление может возрасти вследствие большей производственной работы.

При этом удельная энергия на тонну способна как уменьшаться, так и увеличиваться в зависимости от режима оборудования.

Поэтому сравнивать электрические показатели необходимо при известных производственных условиях.

Почему остановки влияют на удельный расход

Часть оборудования может продолжать потреблять электроэнергию во время технологических переходов, подготовки или других режимов без выпуска готовой бумаги.

Если число или продолжительность таких интервалов увеличивается, электрическая энергия за период распределяется на меньшее количество произведённой продукции.

В результате показатель кВт·ч/т может возрасти без соответствующего увеличения нагрузки оборудования непосредственно при производстве.

Но нельзя автоматически считать весь расход во время остановок устранимым.

Необходимо установить назначение соответствующего режима и технические условия работы машины.

Если неизвестно, какая часть энергии приходится на производство и переходные состояния, следующим действием становится проверка интервальных архивов электрической нагрузки и производственного графика.

Почему влажность полотна перед сушкой определяет расход пара

Сушка бумажного полотна относится к основным тепловым процессам бумагоделания.

Её энергетическая задача заключается в удалении воды до установленного конечного состояния продукта.

Поэтому расход пара зависит не только от количества изготовленной бумаги, но и от количества воды, поступающей в сушильную часть вместе с полотном.

Если механическое обезвоживание перед сушкой обеспечивает более высокое содержание сухого вещества, в сушильную часть поступает меньше воды на единицу сухого волокна.

При прочих сопоставимых условиях это может уменьшать необходимую тепловую работу.

Если же полотно поступает более влажным, количество воды, которое требуется испарить, увеличивается.

Поэтому сравнение расхода пара на тонну бумаги без сведений о влажности полотна перед сушкой может привести к неверному выводу.

Как рассчитать количество воды, удаляемой в сушильной части

Для расчёта необходимо установить массу абсолютно сухого вещества в полотне и содержание воды на входе и выходе сушильной части.

Если влажность выражена массовой долей воды во влажном материале, её следует обозначить как w.

Тогда масса воды, содержащейся в соответствующем потоке, определяется по зависимости:

mвода = mсух × w / (1 − w),

где mсух — масса сухого вещества, w — массовая доля воды, выраженная числом от нуля до единицы.

Для одного и того же сухого вещества при отсутствии существенных потерь материала количество удаляемой воды составляет:

mисп = mсух × [wвх / (1 − wвх) − wвых / (1 − wвых)].

Здесь wвх — массовая доля воды перед сушкой; wвых — массовая доля воды после неё.

Если используются проценты, их предварительно переводят в доли единицы.

Формула предполагает согласованное определение влажности и сохранение массы сухого вещества в рассматриваемой границе.

Если данные представлены как содержание сухого вещества, необходимо соответствующим образом преобразовать показатели.

Нельзя смешивать влажность на влажной основе и содержание воды относительно сухой массы без пересчёта.

Почему небольшое изменение влажности может менять тепловую нагрузку

Количество воды, поступающей в сушильную часть, нелинейно связано с массовой долей влаги в полотне.

Поэтому изменение влажности перед сушкой необходимо переводить в фактическую массу воды на единицу сухого вещества.

Только после такого расчёта можно оценить изменение необходимого испарения.

Например, если в двух периодах выпуск сухого вещества сопоставим, но содержание воды перед сушильной частью различается, тепловая задача также будет различной.

В такой ситуации увеличение расхода пара не обязательно означает ухудшение работы сушильного оборудования.

Причиной может быть большее количество поступающей воды.

Но если масса испаряемой воды сопоставима, а расход пара значительно вырос, возникает основание проверить эффективность теплопередачи, параметры пара и использование вторичного тепла.

Как оценить удельный расход пара на сушку бумаги

Для количественной оценки необходимо определить расход пара сушильной части и количество воды, удалённой из полотна.

Один из показателей:

dсуш = mпар / mисп,

где dсуш — расход пара на единицу испарённой воды; mпар — масса пара, использованного в выбранной границе; mисп — масса испарённой воды.

Этот показатель характеризует количество пара, связанное с выполненной сушильной работой.

Однако одинаковое отношение массы пара к массе испарённой воды не всегда означает одинаковые тепловые затраты.

Пар может иметь разные параметры, а система — отличаться по возврату конденсата и использованию тепла.

Поэтому для полного теплового сравнения необходимо использовать соответствующие энтальпийные потоки.

Как перейти от расхода пара к тепловой энергии

При согласованной границе тепловую энергию определяют по параметрам поступающего пара и выходящих потоков.

Если весь учитываемый пар конденсируется, а его конденсат выходит через установленную границу, можно использовать:

Qсуш = mпар × (hпар − hкон).

Здесь hпар и hкон — удельные энтальпии соответствующих потоков.

Если часть пара или горячего конденсата передаётся другим потребителям, фактическую схему необходимо учитывать отдельно.

В таком случае простая формула может не отражать все входящие и выходящие энергетические потоки.

Важна также точка измерения. Расход пара на общем коллекторе не обязательно равен пару, потреблённому непосредственно сушильной частью, если от коллектора питаются другие переделы.

Как определить тепловой расход на удалённую воду

При наличии достоверного теплового баланса можно рассчитать:

qсуш = Qсуш / mисп.

Этот показатель характеризует тепловые затраты на единицу удалённой воды в принятой энергетической границе.

Для сопоставления необходимо сохранить одинаковый состав учитываемых потоков.

Например, если в одном периоде учитывается только теплопередача сушильному оборудованию, а в другом — поступление пара вместе с дополнительными тепловыми нагрузками, сравнение будет некорректным.

Также необходимо учитывать марку бумаги и предусмотренное конечное содержание влаги.

Если конечные требования различаются, одинаковая масса сухого вещества не гарантирует одинаковую работу сушки.

Как марка бумаги изменяет энергетическую нагрузку производства

Разные марки бумаги могут иметь различные требования к составу волокна, массе единицы площади, влажности и характеристикам готового продукта.

Эти различия влияют на технологические режимы и энергопотребление.

Например, при переходе на другую марку может измениться режим бумагоделательной машины и условия обезвоживания полотна.

Следовательно, даже при одинаковом тоннаже выпуска тепловая и электрическая нагрузка могут различаться.

Поэтому общий показатель кВт·ч/т или расход пара на тонну необходимо сопровождать сведениями о составе продукции.

Почему нельзя сравнивать разные марки только по тоннам

Тонна готовой бумаги характеризует массу продукции, но не полностью описывает выполненную технологическую работу.

Для разных марок могут различаться:

требования к свойствам волокнистой массы;
параметры работы бумагоделательной машины;
масса единицы площади полотна;
условия механического обезвоживания;
содержание воды перед сушильной частью;
требуемая конечная влажность;
время работы машины в соответствующем режиме.

Если предприятие увеличило долю марки с другой энергетической характеристикой, средний расход на тонну может измениться даже без технического ухудшения оборудования.

Для проверки необходимо распределить выпуск по маркам и сопоставить соответствующие энергетические данные.

Как построить показатель с учётом состава выпуска

Если известны обоснованные энергетические характеристики отдельных марок, расчётный расход для производственной программы можно представить следующим образом:

Eрасч = Eобщих нагрузок + Σ(ei × Mi),

где ei — энергетические затраты на единицу продукции соответствующей марки в подтверждённых условиях; Mi — масса выпуска этой марки.

Общие нагрузки учитывают отдельно, если они не входят в коэффициенты ei.

Такая модель позволяет отличить изменение энергетических затрат вследствие состава продукции от изменения работы оборудования.

Однако коэффициенты нельзя назначать произвольно.

Если одна марка выпускается только в определённом режиме, а другая — при другой скорости машины, необходимо учитывать соответствующие условия.

Если данных по маркам недостаточно, общий удельный показатель остаётся характеристикой фактического производственного состава, а не универсальной нормой энергетической эффективности.

Как оборотная вода влияет на паровой и электрический баланс

Оборотная вода связывает несколько технологических участков целлюлозно-бумажного предприятия.

Она может использоваться для перемещения материалов, обеспечения технологических операций и передачи тепла между потоками.

Поэтому необходимо различать две энергетические составляющие:

Электрическую. Расход насосов и другого оборудования, обеспечивающего циркуляцию воды.
Тепловую. Энергию, которую вода переносит вследствие своей температуры и которая может использоваться или теряться в технологической системе.

Если насосная система увеличила расход воды, её электрическая нагрузка может измениться.

Но изменение теплового баланса зависит от температур поступающих и выходящих потоков.

Поэтому объём воды сам по себе не позволяет определить величину перенесённого тепла.

Как оценить тепловой поток оборотной воды

Для водного потока в применимых условиях можно использовать:

Q = mв × cв × (Tгор − Tхол),

где mв — масса воды, проходящая через соответствующую границу; cв — применимая удельная теплоёмкость; Tгор и Tхол — температуры потока до и после передачи тепла.

Если расход и температура меняются, расчёт выполняют по согласованным интервалам.

Эта зависимость позволяет оценить количество тепла, фактически передаваемое водой.

Но необходимо учитывать, что переданная теплота представляет собой внутренний поток, если вода циркулирует внутри предприятия.

Она не должна автоматически прибавляться к внешнему поступлению энергетических ресурсов.

Почему нагретая оборотная вода может уменьшать потребность в свежем паре

Если нагретый технологический поток используется для предварительного подогрева другого потока, уменьшается количество тепла, которое необходимо дополнительно подвести из основного источника.

Например, при предварительном нагреве воды за счёт подтверждённого внутреннего теплового потока последующая паровая нагрузка может быть ниже.

Но величину эффекта необходимо определять по действительному теплообмену.

Для проверки нужны расходы и температуры обоих потоков, а также сведения о паровом потреблении до и после изменения.

Нельзя считать всё тепло, содержащееся в оборотной воде, реально используемым вторичным теплом.

Часть энергетического потенциала может не передаваться полезному потребителю в выбранном режиме.

Как учитывать вторичное тепло при построении энергетической карты

Использование вторичного тепла — одна из причин, по которым энергопотребление отдельных переделов нельзя рассматривать полностью независимо.

Тепловой поток, выходящий из одного процесса, может быть направлен на нагрев другого потока.

В результате одна технологическая стадия выступает источником доступного тепла для другой.

При составлении энергетической карты необходимо отразить оба направления: откуда тепло поступает и какому потребителю передаётся.

Но такое внутреннее использование не создаёт новую независимую энергетическую покупку.

Как отделить потенциальное вторичное тепло от фактически используемого

Наличие горячего технологического потока ещё не доказывает полезную утилизацию его энергии.

Для подтверждения необходимо установить:

источник вторичного тепла;
фактическую температуру и расход исходного потока;
потребителя, которому передаётся энергия;
расход и температуру нагреваемого потока;
изменение энергетического состояния обоих потоков;
режим и продолжительность действительного теплообмена;
влияние использования тепла на потребность в дополнительном паре или другом энергоресурсе.

Если горячий поток существует, но его энергия не передаётся полезному потребителю, нельзя учитывать весь содержащийся в нём тепловой потенциал как уже достигнутую экономию.

Если теплообмен действует только в отдельных режимах, полученный результат нельзя автоматически распространять на весь год.

Если температурные уровни потоков не позволяют выполнить необходимый нагрев, расчётный потенциал требует отдельного технического обоснования.

Как избежать повторного учёта вторичного тепла

Рассмотрим условную схему: горячий технологический поток передаёт тепло воде, которая затем используется в другом переделе.

В энергетической карте необходимо показать тепловую энергию, отданную первым потоком, и полученную вторым.

Но при определении внешнего энергопотребления предприятия нельзя прибавлять переданную теплоту к покупному топливу и пару как новый независимый источник.

Кроме того, нельзя автоматически считать сумму энергии обоих потоков дополнительной экономией.

Экономия внешнего ресурса возникает только в той мере, в которой подтверждённое использование вторичного тепла уменьшает соответствующую потребность в его поступлении.

Внутренний теплообмен показывает перераспределение энергии между переделами, а не самостоятельное увеличение общего энергетического поступления.

Как согласовать утилизационные и паровые потоки интегрированного производства

Особенно внимательной проверки требует предприятие, где производство целлюлозы, бумагоделание и собственное энергообеспечение объединены в одну систему.

При наличии соответствующей технологии часть энергии может поступать из утилизации побочных продуктов целлюлозного производства.

Например, энергия органических компонентов отработанного варочного раствора может использоваться в содорегенерационном котле для получения пара.

Полученный пар затем может направляться в общую паровую систему предприятия и использоваться различными потребителями.

Если часть пара применяется для собственной электрогенерации, возникает дополнительная внутренняя связь между тепловым и электрическим балансами.

Поэтому интегрированное предприятие необходимо рассматривать как систему преобразования и распределения энергии.

Какие потоки необходимо показать отдельно

Для соответствующей производственной схемы устанавливают:

Энергетические поступления извне. Покупное топливо, электрическую энергию, внешний пар и другие фактически поступающие ресурсы.
Внутренние топливные и утилизационные потоки. Их происхождение, энергетические характеристики и направление использования.
Выработку пара. Источники, количество и параметры произведённого пара.
Распределение пара. Передачу по коллекторам и расход соответствующих технологических переделов.
Собственную электрогенерацию. Фактический выпуск электроэнергии, если она присутствует в схеме.
Возврат конденсата. Массу и энергетическое состояние возвращаемых потоков.
Использование вторичного тепла. Передачу энергии между технологическими потребителями.

Каждый поток должен иметь установленное направление и измерительную границу.

Если один источник вырабатывает пар, а несколько переделов его потребляют, необходимо согласовать общую выработку и распределение.

Если часть пара поступает в энергетическую установку, а затем используется для технологического теплоснабжения, этот поток нельзя считать двумя независимыми поступлениями пара извне.

Почему нельзя складывать энергию утилизационного топлива и произведённого пара

Энергия внутреннего топливного потока преобразуется в тепловую энергию пара с соответствующими потерями и особенностями работы установки.

Следовательно, исходный топливный поток и полученный пар относятся к последовательным состояниям одной энергетической цепочки.

Если включить обе величины в общий итог как независимые внешние ресурсы, часть энергии будет учтена дважды.

Например, для внутреннего источника можно определить:

Eтопл,внутр → Qпар + Qдругих выходов + потери.

Эта запись показывает принцип преобразования, а не точное равенство без измерительного баланса.

Для количественного расчёта необходимо установить энергетические характеристики исходного потока, параметры вырабатываемого пара и другие существенные выходы.

В итоговой карте внутреннее топливо показывают как источник соответствующего преобразования, а пар — как произведённый энергетический поток.

Но в величину покупной энергии внутреннее топливо не включают как внешний ресурс, если оно действительно образовано внутри принятой производственной границы.

При этом его энергетический вклад не исчезает из анализа. Он должен быть отражён в полном внутреннем энергетическом балансе.

Как учитывать пар, связанный с собственной электрогенерацией

Если предприятие использует паровую турбину или другую систему совместного получения электрической и тепловой энергии, необходимо определить фактическую схему потоков.

Например, пар может поступать в турбину, после чего соответствующая часть потока направляется технологическим потребителям.

В таком случае одна исходная энергия используется последовательно для получения разных полезных результатов.

Нельзя прибавлять произведённую электроэнергию к первоначальной энергии пара как независимое внешнее поступление.

Также нельзя без анализа энергетических состояний считать весь пар, прошедший через турбину, полностью использованным для электрогенерации, если он сохраняет тепловой потенциал и затем направляется в технологическую систему.

Для проверки необходимо установить массовые расходы, параметры пара на входе и выходах энергетической установки, фактическую электрическую выработку и последующее распределение тепла.

При недостатке этих данных невозможно достоверно разделить соответствующие энергетические преобразования.

Как построить согласованный многостадийный паровой баланс

После определения источников пара необходимо проследить его движение к производственным потребителям.

При наличии нескольких уровней давления каждый следует учитывать отдельно, если параметры потоков существенно различаются.

Простое сложение тонн пара из разных коллекторов не всегда позволяет определить одинаковую тепловую энергию.

Для количественного баланса нужны массовые расходы и энтальпии соответствующих потоков.

Баланс поступления и распределения пара

Для выбранной границы паровой сети в установившемся режиме можно использовать массовое соотношение:

mпоступ = Σmпотребителей + mпрочих выходов + Δmнакопления,

где поступление включает фактическую выработку и другие входящие потоки, а выходы — соответствующие направления распределения.

Если рассматривается установившийся режим без существенного накопления, соответствующая составляющая может быть пренебрежимо малой.

Но при изменяющемся режиме необходимо учитывать фактические условия.

Для энергетического баланса массовых величин недостаточно.

Необходимо определять энтальпийные потоки и изменения состояния пара.

Если пар дросселируется, конденсируется, возвращается в виде конденсата или используется в турбине, соответствующие преобразования должны быть отражены в модели.

Как определить тепловой расход отдельных переделов

Для каждого передела устанавливают входящие и выходящие энергетические потоки.

Например, для сушильной части бумагоделательной машины определяют поступивший пар, параметры конденсата и возможные дополнительные выходы.

Для варки используют соответствующие данные парового теплоснабжения.

Для промывки и отбелки учитывают фактически используемые паровые и другие тепловые потоки.

После этого формируют сводную таблицу.

Потребитель	Паровой вход	Выходящие тепловые потоки	Контрольный показатель
Варка	Поступление пара с известными параметрами	Конденсат и другие подтверждённые потоки	Тепловая энергия на сопоставимое количество полученной целлюлозы
Промывка	Паровой нагрев, если он фактически применяется	Нагретые технологические потоки и конденсат	Тепловые затраты на соответствующую массу промываемого материала
Отбелка	Пар и другие используемые тепловые источники	Соответствующие технологические выходы	Тепловая энергия в подтверждённом режиме обработки
Сушка бумаги	Поступление пара в сушильную систему	Конденсат, подтверждённые потоки вторичного тепла	Энергия на массу испарённой воды
Другие паровые потребители	Измеренные или обоснованно рассчитанные потоки	Соответствующие выходящие потоки	Показатель фактически выполняемой функции

Если часть паровой нагрузки не распределена по потребителям, её необходимо показать отдельно.

Нельзя автоматически отнести всю невязку к тепловым потерям.

Она может возникать из-за неполных измерений, разных периодов учёта или неверного представления внутренних потоков.

Почему возврат конденсата влияет на внешнюю потребность в тепле

Возвращаемый конденсат может сохранять значительную тепловую энергию.

При использовании соответствующего потока уменьшается необходимость нагрева подпиточной воды относительно ситуации, когда это тепло не возвращается.

Но эффект необходимо определять по действительным расходам и параметрам.

Если известен только процент возврата конденсата по массе, этого недостаточно для точного расчёта энергетического результата.

Необходимо учитывать температуру и энтальпию конденсата, а также условия его использования.

Нельзя одновременно считать возвращённую теплоту самостоятельной внешней покупкой и уменьшением потребления внешнего ресурса.

Как согласовать электрический баланс с внутренней генерацией

Электрическую составляющую целлюлозно-бумажного предприятия необходимо рассматривать совместно с системой энергоснабжения.

Если предприятие получает всю электроэнергию извне, общий внешний показатель определяется соответствующим учётом.

Если существует собственная генерация, необходимо дополнительно учитывать её выработку, внутреннее потребление и возможный отпуск электроэнергии за пределы рассматриваемой площадки.

При этом выработка собственной установки не становится дополнительной независимой покупкой энергии.

Баланс электрических потоков

Для согласованного периода можно использовать:

Eпокупн + Eсобств = Eвнутр + Eотпуск + Eпрочих выходов,

где Eпокупн — покупная электроэнергия; Eсобств — собственная электрическая выработка; Eвнутр — потребление оборудования внутри выбранной границы.

Дополнительные выходы и изменения накопления учитывают при их фактическом наличии.

Такая запись показывает распределение электрической энергии, но сама по себе не определяет потребление внешнего топлива для собственной генерации.

Чтобы получить полный энергетический баланс, необходимо дополнительно описать источник энергии генерирующей установки.

Если электричество получено с использованием пара, уже отражённого в паровом балансе, необходимо сохранить связь между этими потоками.

Как распределить электричество по технологическим переделам

Для выбранной границы внутреннее электрическое потребление можно представить как:

Eвнутр = Eварка + Eпром + Eотб + EБДМ + Eсуш,эл + Eвода + Eпроч.

Здесь составляющие относятся к электроэнергии соответствующих технологических функций.

Если общие насосы обслуживают несколько переделов, их потребление необходимо распределять по подтверждённому правилу либо выделять отдельно.

Если электродвигатель учтён счётчиком всей бумагоделательной машины, его расход нельзя повторно добавлять как отдельную нагрузку.

Если распределение неполное, необходимо показать нераспределённую величину.

В результате должно быть ясно, сколько электроэнергии действительно потребляют производственные процессы, независимо от того, какая её часть поступает из сети, а какая произведена внутри предприятия.

Как избежать двойного учёта в интегрированном энергетическом балансе

Главная опасность многостадийного баланса — повторное включение одной и той же энергии при её последовательном преобразовании.

Это особенно важно для предприятий с утилизационным топливом, собственным пароснабжением, электрогенерацией и вторичным теплом.

Ситуация	Ошибочное действие	Корректный подход
Из внутреннего побочного продукта получают пар	Сложить энергию побочного продукта и выработанного пара как независимые внешние поступления	Показать внутренний энергетический источник и результат его преобразования
Пар используется для собственной электрогенерации	Прибавить полученную электроэнергию к энергии исходного пара без учёта преобразования	Связать электрическую выработку с входящими и выходящими потоками энергетической установки
Пар после энергетической установки поступает в технологический передел	Считать полный расход пара на обоих участках двумя независимыми поступлениями	Показать последовательное использование одного потока при разных энергетических состояниях
Горячая вода нагревается вторичным теплом	Учесть полученное тепло как новую покупку энергоресурса	Отразить внутреннюю передачу энергии и её фактическое влияние на потребность в дополнительном нагреве
Сушильная часть возвращает конденсат	Считать теплоту конденсата новым внешним источником энергии	Учесть возврат как внутренний поток в балансе пароснабжения
Общий счётчик охватывает несколько переделов	Сложить общий расход с показаниями внутренних приборов	Использовать внутренние измерения для распределения общего потребления

Для исключения ошибок необходимо заранее обозначить все энергетические преобразования.

Например, внутренний топливный поток передаёт энергию парогенерирующей установке. Полученный пар поступает в паровую систему. Часть его энергии может использоваться для генерации электричества, а оставшаяся тепловая энергия — соответствующими технологическими потребителями.

В энергетической карте эта последовательность должна быть видна.

Если все её участки просто сложить, итог не будет характеризовать внешнее энергетическое потребление предприятия.

Правило баланса: внутреннее преобразование изменяет форму и распределение энергии, но не создаёт дополнительный независимый внешний энергетический ресурс.

Почему изменение расхода может быть связано с маркой бумаги, а не с неисправностью

После построения энергетической карты необходимо проверить, чем объясняется изменение расхода между периодами.

Например, предприятие может увеличить потребление пара при сопоставимом тоннаже продукции.

Возможны несколько причин.

Первая — изменилась марка бумаги и соответствующие требования к технологическим режимам.

Вторая — изменилось содержание воды перед сушильной частью.

Третья — уменьшилось фактическое использование вторичного тепла.

Четвёртая — изменились параметры пара или возврата конденсата.

Возможны и другие технические объяснения, но выбирать их необходимо по подтверждённым данным.

Сценарий 1. Изменился состав выпуска

Если предприятие производит разные марки бумаги, общий энергетический показатель может изменяться вместе с их долями.

Для проверки необходимо определить выпуск по маркам и сопоставить соответствующие энергетические характеристики.

Если рост расхода согласуется с изменением производственной программы, нельзя автоматически считать его техническим перерасходом.

Но если при сопоставимой марке и режиме энергетическая нагрузка остаётся повышенной, необходима дальнейшая проверка оборудования и энергетических потоков.

Сценарий 2. Бумажное полотно поступает на сушку более влажным

Если количество сухого вещества сопоставимо, но перед сушкой в полотне содержится больше воды, увеличивается масса, которую необходимо испарить.

Для проверки рассчитывают фактическое количество удалённой воды и тепловую энергию сушильной части.

Если прирост расхода пара соответствует дополнительной работе по испарению, вывод о технической неэффективности сушильной системы требует дальнейшего обоснования.

Если же удельная энергия на испарённую воду также увеличилась, необходимо исследовать теплопередачу и режим пароснабжения.

Сценарий 3. Уменьшилось использование вторичного тепла

Если технологический процесс раньше получал часть тепла из внутреннего источника, а затем этот поток уменьшился, потребность в свежем паре может увеличиться.

В таком случае рост расхода пара не обязательно связан с изменением полезной технологической нагрузки.

Для проверки необходимо сопоставить расходы и температуры потоков утилизации, а также изменение паровой нагрузки соответствующего потребителя.

Если вторичное тепло не измерялось, утверждать его конкретное влияние нельзя.

Сценарий 4. Изменились параметры пара и конденсата

Одинаковая масса пара не обязательно соответствует одинаковому количеству переданного тепла.

Если изменились параметры подачи или возврата конденсата, тепловая энергия может отличаться.

Поэтому необходимо сопоставлять энтальпийные потоки, а не только тонны пара.

Если параметры не подтверждены, расчёт тепловой нагрузки остаётся ограниченным.

Как сравнивать два периода работы целлюлозно-бумажного предприятия

Для предметного анализа необходимо привести энергетические показатели к сопоставимым производственным условиям.

Сначала определяют состав выпуска и характеристики сырья.

Затем проверяют работу основных переделов и соответствующие энергетические потоки.

Проверяемая величина	Что сопоставляют	Как влияет на вывод
Выпуск целлюлозы	Количество и характеристики полученного волокнистого материала	Определяет сопоставимость варки, промывки и отбелки
Выпуск бумаги	Массу и распределение по маркам	Позволяет учитывать изменение состава готовой продукции
Работа бумагоделательной машины	Скорость, продолжительность режимов и электрический расход	Разграничивает изменение загрузки и технического состояния
Влажность полотна	Содержание воды перед сушкой и в готовом продукте	Позволяет рассчитать изменение необходимого испарения
Паровой расход	Массу, давление и температурные параметры пара	Позволяет определить сопоставимую тепловую энергию
Возврат конденсата	Массу и энергетическое состояние возвращаемых потоков	Уточняет внутренний тепловой баланс
Вторичное тепло	Фактически используемые потоки и режимы теплообмена	Позволяет объяснить изменение потребности в свежем тепле
Собственная энергетика	Внутреннюю выработку пара и электричества	Предотвращает смешение внешних ресурсов и внутренних преобразований

Если в одном периоде выпускалась преимущественно одна марка бумаги, а в другом — другая, прямое сравнение общих кВт·ч/т недостаточно.

Если изменилось содержание воды перед сушкой, необходимо оценивать расход пара относительно фактической массы испарённой воды.

Если изменился поток вторичного тепла, требуется уточнить его влияние на свежий пар.

Если собственная генерация изменила режим, необходимо определить, как это повлияло на баланс покупной электроэнергии и внутреннего пароснабжения.

Только после такой проверки можно отделить изменение технологической задачи от изменения энергетической эффективности.

Как сформировать энергетическую карту основных переделов

Энергетическая карта — это согласованное представление источников энергии, внутренних преобразований и расхода по технологическим переделам.

Она должна позволять проследить каждый существенный поток от источника до соответствующего потребителя.

Для целлюлозно-бумажного предприятия практическая структура карты может включать следующие сведения.

Элемент энергетической карты	Что необходимо отразить	Контрольный результат
Внешние энергоресурсы	Покупное топливо, электроэнергию, пар и другие фактические поступления	Граница внешнего энергетического баланса
Внутренние энергетические источники	Утилизационные топливные потоки и собственную генерацию при их наличии	Происхождение и направление энергетических преобразований
Паровая система	Источники, коллекторы, параметры и распределение пара	Согласованность парового поступления и потребления
Варка	Расход пара и электроэнергии в подтверждённом режиме	Энергия получения соответствующего количества целлюлозы
Промывка	Электрические нагрузки и фактические тепловые потоки	Энергозатраты промывки и перемещения технологических жидкостей
Отбелка	Пар, электроэнергию и связанные технологические условия	Энергозатраты получения волокнистого продукта с необходимыми характеристиками
Бумагоделательная машина	Электрическую нагрузку формования, приводов и связанных систем	Энергия работы при известной марке бумаги и производительности
Сушильная часть	Пар, конденсат, массу испарённой воды и использование возвращаемого тепла	Тепловая энергия на удаление влаги
Оборотная вода	Насосные нагрузки, расход и температурные характеристики потоков	Электрические затраты и фактические внутренние тепловые передачи
Вторичное тепло	Источники, потребителей и подтверждённый теплообмен	Влияние повторного использования энергии на потребность в свежем тепле
Нераспределённые потоки	Расходы, для которых отсутствуют достаточные измерения	Перечень необходимого уточнения энергетического баланса

Для каждой строки указывают источник данных, период измерений, энергетическую единицу и производственный показатель.

Если расход определён расчётно, необходимо обозначить использованную модель.

Если часть пара невозможно распределить по переделам, соответствующую величину сохраняют как нераспределённую.

Если внутреннее тепло подтверждено, его показывают как связь между процессами.

Если собственная установка вырабатывает электроэнергию, её результат отражают в электрическом балансе вместе с источником соответствующей энергии.

Таким образом, карта должна одновременно показывать структуру потребления и энергетические связи между стадиями производства.

Как проверить согласованность итоговой карты

После заполнения энергетической карты необходимо убедиться, что потоки относятся к одной физической границе и не учитываются повторно.

Проверка проводится отдельно для электрической и паровой частей, после чего устанавливают их связь через внутреннюю генерацию и другие энергетические преобразования.

Проверка электрического баланса

Сопоставляют общее электрическое потребление предприятия с суммой подтверждённых нагрузок переделов.

Если существует невязка, необходимо проверить:

состав потребителей за счётчиками;
совпадение периодов измерения;
неучтённые вспомогательные нагрузки;
повторное включение одних и тех же приводов;
достоверность расчётных значений;
изменение режима собственной генерации.

Если причина не установлена, нельзя автоматически объявлять невязку электрическими потерями.

Проверка парового баланса

Сопоставляют источники пара, распределение по коллекторам и расход потребителей.

Необходимо проверить массовые потоки и их параметры.

Если отдельные коллекторы работают при разных давлениях, энергетический баланс должен учитывать соответствующие энтальпии.

Если конденсат возвращается, необходимо определить его фактический энергетический вклад.

Если часть пара используется в энергетической установке, необходимо отразить его последующее состояние и направление.

Если в результате остаётся невязка, сначала проверяют полноту измерений и внутренние связи, а не назначают всю разницу потерями.

Проверка внутренних тепловых потоков

Для каждого подтверждённого случая использования вторичного тепла устанавливают исходный и принимающий поток.

При наличии измерений сравнивают количество энергии, отданное одним потоком, с полученным другим.

Если значения существенно различаются, необходимо проверить измерительные границы, теплопотери и фактические режимы теплообмена.

Нельзя использовать расчётное наличие вторичного тепла как доказательство его фактического полезного применения.

Какие дополнительные измерения требуются при недостатке данных

После проверки энергетической карты необходимо определить, какая неопределённость препятствует техническому выводу.

Не всегда требуется установка новых приборов. Если существующие архивы позволяют восстановить необходимые потоки, их можно использовать после проверки достоверности.

Однако некоторые величины невозможно обоснованно определить только по общему расходу предприятия.

Неизвестно распределение пара между варкой и сушкой

Если имеется только общий паровой счётчик, а отдельные потребители не измеряются, необходимо проверить возможность распределения по существующим данным.

Если такая модель не подтверждена, потребуется уточнение расхода соответствующих направлений.

Без этого нельзя достоверно определить тепловую долю каждого передела.

Известна масса пара, но отсутствуют его параметры

Если не подтверждены давление, температура или состояние выходящего конденсата, точный тепловой расход по одному массовому показателю остаётся неопределённым.

Необходимо получить данные для расчёта соответствующих энтальпийных потоков.

Неизвестна влажность полотна перед сушкой

Если предприятие измеряет выпуск бумаги и расход пара, но не располагает достаточными сведениями о содержании воды перед сушильной частью, невозможно достоверно определить массу испарённой воды.

В таком случае нельзя уверенно разделить изменение тепловой нагрузки и изменение эффективности сушки.

Следующее действие — уточнение влажностных данных в соответствующих производственных режимах.

Неизвестно фактическое использование вторичного тепла

Если существуют горячие технологические потоки, но отсутствуют сведения об их расходе и температурах, нельзя назначить конкретную величину полезной утилизации.

Необходимо определить фактическую передачу энергии и связанный с ней потребитель.

Неизвестна связь собственной генерации с паровой системой

Если известна выработка электроэнергии, но отсутствуют необходимые данные о входящих и выходящих потоках энергетической установки, невозможно построить полный согласованный баланс преобразования энергии.

Следующим действием становится уточнение параметров соответствующих паровых потоков и электрической выработки.

Дополнительные измерения должны устранять конкретный разрыв энергетической цепочки: неизвестный расход пара, влажность полотна, параметры конденсата, передачу вторичного тепла или связь собственной генерации с пароснабжением.

Почему нельзя сравнивать целлюлозно-бумажные предприятия только по тоннам выпуска

Общий показатель энергии на тонну продукции удобен для предварительного наблюдения, но не отражает всех различий между производствами.

Например, интегрированное предприятие может самостоятельно получать целлюлозу и использовать внутреннее утилизационное топливо.

Другое предприятие может производить бумагу из покупного волокнистого сырья и приобретать необходимые энергоресурсы извне.

Даже при одинаковом выпуске бумаги их внешние энергетические балансы не будут описывать одинаковый состав процессов.

Кроме того, предприятия могут выпускать разные марки бумаги с различными характеристиками и требованиями к сушке.

Поэтому сравнение необходимо выполнять по сопоставимым технологическим границам.

Что должно совпадать для корректного сравнения

Перед сопоставлением удельных показателей проверяют:

какие стадии производства включены в расчёт;
производится ли целлюлоза внутри предприятия или поступает извне;
учитываются ли собственные энергетические установки;
какова структура выпуска по маркам бумаги;
какие требования установлены к влажности готового продукта;
какие параметры имеет полотно перед сушкой;
какие внутренние потоки вторичного тепла действительно используются;
на какой основе представлены энергоресурсы — внешнее поступление или внутреннее потребление переделов;
согласованы ли единицы, периоды и измерительные границы.

Если различается хотя бы один существенный параметр, его влияние необходимо установить до окончательного вывода об эффективности.

Например, предприятие с более низким потреблением покупного пара не обязательно имеет более эффективную сушильную часть. Возможно, оно использует больше внутреннего тепла.

А предприятие с большим общим потреблением энергоресурсов может самостоятельно выполнять дополнительные стадии получения целлюлозы.

Поэтому нельзя сравнивать разные заводы лишь по тоннам выпуска без состава продукции и границ энергетического баланса.

Как использовать энергетическую карту для следующего технического решения

После согласования основных потоков можно определить, какие факторы действительно формируют изменение энергопотребления.

Если вырос расход пара на сушку бумаги, сначала проверяют влажность полотна и массу испарённой воды.

Если увеличилось теплопотребление варки, сопоставляют технологические условия и параметры подводимого пара.

Если изменилась электрическая нагрузка бумагоделательной машины, проверяют марку продукции, скорость, выпуск и продолжительность режимов.

Если увеличилась энергия оборотной воды, сопоставляют фактический расход, напор и работу насосов.

Если выросла потребность в свежем тепле, проверяют, не уменьшилось ли использование подтверждённых внутренних тепловых потоков.

Если данные собственного энергообеспечения не согласуются с внешним балансом, проверяют последовательность преобразования энергии и исключают повторный учёт.

Для практического применения результаты удобно представить в виде ведомости дальнейших действий.

Выявленная неопределённость	Следующее действие	Ожидаемый технический результат
Повышенный расход пара на тонну бумаги	Проверить влажность полотна и расчётную массу испаряемой воды	Разграничение дополнительной сушильной нагрузки и возможного изменения эффективности
Необъяснённый рост электрической нагрузки машины	Сопоставить марку бумаги, выпуск, скорость и рабочие интервалы	Установление влияния производственного режима
Невязка парового баланса	Проверить источники, коллекторы, параметры пара и возврат конденсата	Согласованная схема поступления и распределения тепла
Неизвестен вклад вторичного тепла	Определить температуры, расходы и фактическую передачу энергии	Подтверждённая величина внутреннего теплообмена
Не распределена электроэнергия промывки и оборотной воды	Уточнить электрические измерения и режимы насосных систем	Обоснованное распределение электрического расхода
Внешнее потребление не согласуется с внутренней генерацией	Проверить энергетические преобразования и измерительные границы	Баланс без повторного учёта внутренних потоков

Если данные подтверждают нормальное изменение энергетической нагрузки вследствие другой марки бумаги или влажности полотна, нельзя автоматически считать такой расход техническим перерасходом.

Если при сопоставимых условиях остаётся необъяснённое отклонение, появляется основание для дополнительной проверки конкретного передела.

Если установлено фактическое уменьшение использования вторичного тепла, необходимо определить причину изменения соответствующего теплообмена.

Если выявлена невязка между источниками и потребителями пара, сначала проверяют достоверность и полноту баланса.

Таким образом, энергетическая карта должна не только показывать расходы, но и направлять следующую техническую проверку.

Какие выводы допустимы по результатам энергетического анализа ЦБП

Энергопотребление целлюлозно-бумажного предприятия представляет собой сочетание электрических, паровых и внутренних тепловых потоков, связанных с последовательными технологическими переделами.

Для достоверной оценки необходимо согласовать варку, промывку, отбелку, бумагоделательную машину, сушку и оборотную воду в единой системе измерительных границ.

При этом возможны несколько принципиально разных результатов.

Изменение расхода объясняется производственной программой. Если изменилась марка бумаги или условия получения целлюлозы, энергетическая нагрузка может отличаться без технической неисправности.

Изменение расхода пара объясняется влажностью полотна. Такой вывод допустим после расчёта фактической массы испарённой воды и сопоставления с тепловым расходом.

Изменение внешней потребности связано с использованием вторичного тепла. Для подтверждения необходимы измерения внутренних тепловых потоков и соответствующего изменения свежего пароснабжения.

Часть энергетического расхода объясняется собственной генерацией. В таком случае необходимо показать внутреннее преобразование топлива или пара в соответствующую энергетическую продукцию, исключив двойной учёт.

Причина изменения расхода остаётся неопределённой. Если отсутствуют данные о влажности, составе выпуска, параметрах пара или использовании вторичного тепла, технический вывод необходимо ограничить и назначить предметную проверку.

Главные ограничения результата состоят в следующем:

Нельзя складывать энергию внутренних утилизационных потоков и произведённого из них пара как независимые внешние поступления.
Нельзя считать собственную электрогенерацию отдельной покупкой энергии, если её источник уже отражён в энергетическом балансе.
Нельзя оценивать тепловую энергию разных паровых потоков только по их массе без проверки параметров.
Нельзя объяснять расход пара на сушку только выпуском бумаги без содержания воды в полотне.
Нельзя считать потенциальное вторичное тепло фактически использованным без подтверждённой теплопередачи.
Нельзя сравнивать разные заводы только по тоннам продукции без учёта технологической схемы, марки бумаги и состава энергетических источников.
Нельзя выдавать нераспределённую часть баланса за доказанные энергетические потери.

Итоговый технический результат — энергетическая карта основных переделов целлюлозно-бумажного предприятия. Она должна связывать расход пара и электроэнергии с технологической работой варки, промывки, отбелки, бумагоделательной машины и сушки, показывать тепловые потоки оборотной воды и отражать фактическое использование вторичного тепла.

В интегрированном производстве карта дополнительно должна показывать последовательность преобразования внутренних энергетических ресурсов в пар и электроэнергию. Это необходимо, чтобы разделять внешнее поступление энергии и её распределение внутри предприятия.

Если измерений достаточно, по карте можно определить удельные энергетические показатели основных переделов и объяснить их изменение при известной производственной программе.

Если данных недостаточно, результат должен содержать конкретную недостающую величину: расход пара отдельного передела, параметры конденсата, влажность полотна, фактический поток вторичного тепла или измерения собственной генерации.

Такой подход позволяет перейти от общей величины энергопотребления к проверяемой технической зависимости и определить, какое измерение, настройка или расчёт требуется следующим.

Состав технологических и энергетических потоков уточняют при обследовании целлюлозно-бумажных предприятий. Согласование парового и электрического балансов, производственных нагрузок и внутренних энергетических преобразований выполняют при энергоаудите предприятия, чтобы оценивать основные переделы на сопоставимой основе и не учитывать вторичное тепло, внутренний пар и собственную генерацию как независимые покупки энергии.