• Существенное снижение высоких затрат на энергию и выработка электроэнергии с себестоимостью до 40–60 копеек за кВт*ч. достигается только при правильном выборе режима работы ГПУ в составе единого энергоцентра.

• Капитальные затраты на энергоцентр, в размере 1000–1200 евро за кВт вырабатываемой мощности для когенерационных установок и 100–150 евро за кВт тепловой мощности котельной, окупаются на пятый–шестой год эксплуатации.

Факторы коренным образом меняющие представление о классическом энергоснабжении:

• отсутствие, в ряде случаев, возможности присоединения новых мощностей из-за перегрузки местного централизованного энергоисточника;
• непостоянность характеристик получаемой потребителем электроэнергии;
значительный износ генерационного оборудования;
• нарастающий уровень аварийности в централизованных системах;
• стоимость прокладки энергокоммуникаций и подключения к сетям могут вылиться в сумму, сравнимую или превосходящую стоимость автономного энергоисточника.

Основные преимущества комплексных систем автономного энергоснабжения:

• уменьшение доли энергии в себестоимости продукции ;
• исключение некачественного электроснабжения;
• топливом для систем является природный газ (преимущества: относительная дешевизна, мобильность и доступность);
• отсутствие потерь при транспортировке энергии;
• сроки окупаемости капитальных затрат на сооружение мини-ТЭЦ находятся в обратной зависимости роста тарифов традиционных схем энергоснабжения.

Сложности возникающие при работе с когенерационным оборудованием:

• невысокий КПД по первичному энергоносителю (особенно в летнее время);
• связанность электрической и тепловой мощности;
• относительно высокий шум установки;
• меньший эксплуатационный ресурс и межремонтный период по сравнению с котельным оборудованием.

Примером со схожей для такого рода предприятий проблемой, может послужить предприятие по производству железобетонных изделий «Бетиар -22″ г. Москва. После реконструкции заводу потребовались дополнительные электрические мощности в размере 2.5мВт.
Нашими специалистами был проведен анализ возможных вариантов их получения и разработано технико-экономическое обоснование варианта дополнительного электроснабжения предприятия с использованием мини-ТЭЦ, как наиболее привлекательного с экономической точки зрения.
Данное предприятие за счет низкой себестоимости энергии сможет получать ежегодный доход в размере 14–15 млн. руб., что позволит окупить капитальные затраты, в размере 73 млн. рублей, на шестой год после начала реализации проекта.

На предприятии «Белостолбовский кирпичный завод» г. Домодедово, Моск. области , при строительстве мини-ТЭЦ электрической мощностью 2 МВт, ежегодный доход составил около 9 млн. руб., окупаемость дополнительных капитальных затрат, в размере 43.5 млн. рублей, также составила менее 6 лет.

Вы также можете ознакомиться с нашим расширенным предложением по комплексной разработке систем
автономного заводского тепло- и электроснабжения.

СТРОИТЕЛЬНЫМ ОРГАНИЗАЦИЯМ

ПРОЕКТНЫМ И НАУЧНЫМ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯМ

ВСЕМ, КТО СПЕЦИАЛИЗИРУЕТСЯ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СТРОИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

«ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЗАВОДСКОЙ И СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ»

Автор – Сергей Моисеевич Трембицкий к.т.н., зав. отделом энергосберегающих технологий ЗАО НТЦ «ЭТЭКА»

Научный редактор – Б.А.Крылов Академик РААСН, д.т.н., проф.

ОАО «Издательство «СТРОЙИЗДАТ», 2004.

(с. 262, ил. 41, табл. 113, библиография:32 назв.)

Книга может быть выслана в Ваш регион.

АННОТАЦИЯ

Предлагаемая Вашему вниманию книга — это обобщенный научно-технический и методико-практический многолетний опыт работы в теплоэнергетическом направлении энерго-ресурсосбережения.

Обобщенная комплексная методика энергетического обследования промышленного предприятия с анализом всех составляющих теплоэнергетического направления энерго-ресурсосбережения позволяет оценить фактическое качество энергиспользования, резервы энергосбережения и разработать наиболее значимые по актуальности и эффективности энергосберегающие проекты.

Проведена унификация энергосберегающих проектов в производстве железобетонных изделий и конструкций при схемах с централизованным и автономным теплоснабжением потребителей.

Дан физико-технический анализ теплопотребления бетона. Разработаны комплексная методика оптимизации параметров тепловых режимов и методика контроля режимов тепловой обработки и кинетики прочности бетона по показателю достижения минимально необходимой его структурной зрелости, как объективного ограничителя времени теплопотребления.

Проведены систематизация, практический и аналитический анализ ресурсосберегающих тепловых методов ускорения твердения бетона монолитных железобетонных конструкций с определением оптимальных сфер применения каждого метода. Разработаны новые технические решения обогрева монолитных конструкций с применением различных видов термоопалубки, тепляков, электродного прогрева с гибкими плавающими электродами.

Рассмотрены инженерные методики графоаналитического расчета установок и устройств индукционного нагрева, а также параметров тепловых режимов различных установок с целью оценки мощности источников энергии и тепловых нагрузок при различных проектных схемах энергоснабжения.

Предложена аналитическая аппроксимация семейства статистических изотермических графиков изменения прочности бетона в процессе его тепловой обработки в заводских и строительных условиях.

Дано описание новых перспективных направлений энерго-и ресурсосбережения в производстве железобетонных изделий и конструкций. Разработана стратегия качественного технического перевооружения теплотехнологии бетона на основе электроразогрева бетонной смеси, как метода, дающего комплексный энерготехнологический эффект.

В 1998 году, используя опыт внедрения централизованных систем автоматизации тепловой обработки на предприятиях строительной индустрии (Кунцевский КЖБИ №9, ЗАО «Связьстройдеталь», Алексинский КЖИ 480, Востряковский завод ЖБИ, АО «Аркадо»), в ЗАО НТЦ «ЭТЭКА» была проведена работа по созданию распределенной системы управления.
Основные недостатки централизованной системы:
-большая трудоемкость, стоимость и продолжительность монтажных работ;
-необходимость останавливать производство на большом количестве участков на период монтажа;
-необходимость единовременной закупки большого количества оборудования;
-невысокая эксплутационная надежность, существовавших в то время приборов автоматики (необходимость программировать приборы вручную после каждого сброса параметров и сбоев в работе, большая трудоемкость процесса смены задания периодической обработки).
В результате проведенной работы и научных исследований были созданы прибор «микропроцессорное информационно-управляющее устройство» (МИУ) и на его базе система автоматического управления тепловой обработкой.
Новая система управления свободна от выше перечисленных недостатков и превосходит старые системы, выполненные на базе приборов Минитерм, по всем параметрам.
Разработанная система за прошедшие годы была внедрена на ряде предприятий стройиндустрии и претерпела ряд существенных улучшений. При ее создании были защищены две кандидатские и одна докторская диссертации.

Для автоматизации тепловых агрегатов периодического действия, использующих в качестве теплоносителя пар, на сегодня предлагается следующая отработанная схема: камеры оснащаются трубами для подачи острого пара со специально рассчитанной, легко изготавливаемой, перфорацией, а подача пара регулируется тепловыми узлами, которые обеспечивают легкий и быстрый переход с ручного режима пропарки (как сейчас, без использования автоматики) на автоматический и обратно силами одной лаборантки. Это свойство системы обеспечивает продолжение тепловой обработки, например, при длительном отключении электричества. Также в состав теплового узла входит исполнительный механизм, состоящий из запорно-регулирующего клапана и электропривода. Исполнительные механизмы проходят предпродажную подготовку, в содержание которой входят разборка устройства, замена выявленных некондиционных деталей, притирка, сборка и тестирование. В результате такой предпродажной подготовки мы имеем значительно более дешевый отечественный аналог западно-европейским клапанам подобного назначения. Исполнительными механизмами управляет МИУ.
Автоматическое управление циклом тепловой обработки происходит в соответствии с заданием и обеспечивает, как правило, выполнение четырех режимов:

1. Предварительная выдержка при температуре 15-25 градусов.

2. Разогрев до температуры режима 60-85 градусов

3. Изотермическая выдержка

4. Расхолаживание (обычно используется естественное остывание, но режим может быть и управляемым, если, процесс происходит слишком быстро, например, в условиях зимнего уличного полигона).

Данные о температуре МИУ получает с термометра, установленного в камере. Для этого используются термометры сопротивления типа ТСМ или ТСП. МИУ могут опрашивать различные датчики: термометры, манометры и управлять исполнительными механизмами (запорно-регулирующими клапанами или электро-нагревателями) по любому из термометров или по их различной комбинации, например, по среднему значению. МИУ объединяются в сеть с топологией шины и через интерфейсный блок подключаются к компьютеру. В нашем случае шина выполнена максимально близко к своей идее: используется одна пара витой пары, начиная от третьей категории (обычно мы используем пятую), к которой подключаются приборы; если какие-то из приборов выходят из строя или отключаются от шины, это не влияет на работу остальных. Шина дает дополнительные удобства при монтаже: в случае поэтапного ввода в эксплуатацию линия связи прокладывается лишь от последнего смонтированного шкафа до нового. Шкаф с МИУ размером около 700х800х300 мм устанавливается в непосредственной близости от исполнительных механизмов и термометров, что позволяет существенно сократить протяженность кабельных линий и упростить монтаж. Шкаф с МИУ запирается на замок и не имеет никаких внешних органов индикации или управления, что позволяет избежать неквалифицированного вмешательства в процесс тепловой обработки. Управление, настройка МИУ, введение программы тепловой обработки, контроль температуры, протоколирование температуры, распечатка температурных протоколов, обновление микропрограммы МИУ производятся с компьютера, установленного в лаборатории. После загрузки камер лаборант, удостоверившись, что камеры надлежащим образом загружены и подготовлены к тепловой обработке, устанавливает с компьютера время запуска программы тепловой обработки для каждой из камер. Он не реже одного раза в два часа контролирует показания температуры на компьютере и, если автоматика не справилась с поддержанием температуры из-за отсутствия электричества, пара, вмешательства человека (например, неожиданно открыли крышку ямной камеры) или по другой причине, лаборант принимает соответствующие меры. Программы тепловой обработки задаются заранее инженером, и лаборант может просто выбрать их из списка. Для эксплуатации такой системы автоматики помимо лаборанта требуются электрик и «компьютерщик», причем последние двое необходимы лишь для проведения регламентных работ и устранения неполадок или неясностей, с которыми не справился лаборант, т.е. это будет лишь одной из их многих обязанностей, а не основной работой.

Стоимость такой системы «под ключ» составляет примерно 550 тыс. рублей на один канал управления. Например, один канал управления — это одна ямная камера, одна объемная установка это, как правило два канала управления. В эту стоимость включены: проект; соответствующее количество МИУ, интерфейсных блоков, клапанов запорно-регулирующих (КЗР), прошедших предпродажную подготовку; термометры сопротивления; жаростойкие кабели для подключения термометров; витая пара,;силовые кабели для подключения КЗР; шеф-монтаж; пусконаладочные работы; годичная гарантия от дефектов производства; рекомендации по энергоэффективным температурным режимам. Можно заказывать постепенно любое количество каналов управления, оплачивая, соответственно, только заказываемое оборудование. При заказе нескольких каналов и авансе в 20-30% стоимости договора возможна беспроцентная рассрочка платежей на год после окончания монтажа и пуско-наладочных работ. При одновременном заказе автоматизации более 20 каналов и выплате 80% аванса возможно существенное снижение стоимости автоматизации. Для монтажа труб и электрооборудования , как правило, привлекаются заводские службы. Комплектацию труб, вентилей, задвижек, манометров и т.п. заказчик осуществляет сам. После выполнения монтажных работ, наши специалисты произведут пуско-наладку системы, обучение персонала. Время, необходимое на проектирование, заказ и изготовление оборудования, монтаж, пуско-наладочные работы и обучение(от 2-х месяцев).

С системами автоматики тепловой обработки, которые действуют с 2002 в заводских условиях эксплуатации, можно ознакомиться в г. Можайске на КЖИ 198 (115 км от Москвы). С 2005 года ОАО «БЕТИАР-22″ группы компаний СУ-155, г. Москва. С 2006 года ДОАО 250 ЖБИ ОАО ХК ГВСУ ЦЕНТР, г. Серпухов, и других предприятиях строительной индустрии

С. М. Трембицкий, канд. техн. наук, зав. отделом

Темпы и эффективность современного монолитного возведения зданий и сооружений могут быть существенно повышены при условии применения интенсивной и ресурсосберегающей технологии строительства.
Одним из направлений ускоренного строительства с возведением монолитных железобетонных конструкций является технология бетонирования с применением тепловых методов ускорения твердения бетона. Твердение бетона при низких температурах воздуха существенно замедляется, и при температурах ниже 5°С бетон необходимо прогревать.

В настоящее время при отсутствии надежных и недорогих химических добавок — ускорителей твердения бетона — технология зимнего бетонирования в основном базируется на применении различных методов прогрева бетона с его последующим выдерживанием до достижения нормативных значений критической и распалубочной прочности.
Такая технология является, в сущности, ресурсосберегающей, т. к. ценой дополнительных энергозатрат достигается возможность:
– сократить сроки строительства в 5–10 раз;
– эффективно использовать трудовые ресурсы и оборудование, в частности, опалубку;
– применять более дешевые бездобавочные бетонные смеси;
– исключить замерзание бетона в раннем возрасте и гарантировать требуемое высокое качество возводимых конструкций.
Экономически эффективные темпы строительства (2–3 этажа в месяц) достигаются в зимний период, если сроки выдерживания бетона в опалубке до достижения прочности равной 60–80% от проектной составляют 1–5 суток. Такая скорость роста прочности бетона возможна при твердении его в условиях «расширенного»термоса с догревом бетона до 20–30 °C. Подобный метод теплового воздействия расширяет границы монолитного домостроения и бетонирования конструкций от массивных до элементов с модулем поверхности до 12 м^-1 при температуре до -30 °C и ниже.

Методы прогрева монолитных конструкций в зимнее время

Известны различные методы прогрева бетона монолитных конструкций, выбор которых осуществляется с учетом масштаба строительного объекта, типа конструкций, энергоемкости и надежности метода, капитальных и трудовых затрат.
Методы конвективного обогрева конструкций, с внешним теплопроводом в искусственно созданном тепляке, являются универсальными, т. е. применимыми для любых конструкций независимо от метода бетонирования, способа армирования и вида опалубки.
Конвективный прогрев перекрытий осуществляется снизу с помощью теплогенераторов, размещаемых в нижнем закрытом брезентом помещении.
Поверхность бетона перекрытия закрывается теплоизоляционным пенополиэтиленом или другим теплозащитным материалом с термическим сопротивлением не ниже 0,3 м²°C/Вт.
Тепло вырабатывают жидкотопливные теплогенераторы с тепловой мощностью 25,46 и 93кВт или 22,40 и 80 тыс. ккал/ч.
Конвективный обогрев перекрытия толщиной 200 мм при температуре воздуха -10…15 °С имеет следующие показатели:

:

Конвективный обогрев стен осуществляется с помощью электронагревателей, размещаемых в основании стен с двух сторон под брезентовым покрывалом.

Для этого применяются электронагреватели панельные мощностью 3 кВт, разработанные НТЦ "ЭТЭКА"
Напряжение к нагревателям подается с помощью удлинителей с разъемами, соединенными со шкафом управления.
Удельная мощность, обеспечивающая достижение нормативной прочности за двое суток при температуре среды -10…15°C для стен толщиной 200–300 мм составляет 6–9 кВт/м³.
Конвективный обогрев колонн: разогрев осуществляется с помощью электронагревателей панельных с мощностью 2,4кВт, устанавливаемых в основании колонны, закрываемой брезентом.
В зависимости от объема колонны, температуры окружающего воздуха и времени прогрева до температуры 20°C мощность нагревателей на колонну составляет 2,4–7,2 кВт.
Простота, надежность и эффективность конвективного способа обогрева бетона в условиях зимнего бетонирования конструкций подтверждены опытом его применения фирмой «ЭТЭКА»; при строительстве ряда московских объектов:

Метод прогрева железобетонных конструкций в термоопалубке наиболее энергетически эффективный может быть реализован с помощью опалубки, являющейся одновременно генератором тепла и тепловой защитой.
Применение этого метода, надежного и простого в эксплуатации, ограничено набором конструкций с неменяющейся геометрией опалубки (например: колонны, фрагменты повторяющихся захваток стен, перекрытий и другие однотипные конструкции).

Для реализации 2–3-суточного цикла твердения бетона в условиях с отрицательной температурой удельная мощность термоопалубки или термощита составляет, в зависимости от массивности конструкции, 00-800 Вт/м².
В настоящее время освоен прогрев колонн в термоактивной опалубке. Согласно разработке НТЦ «ЭТЭКА», опалубка оснащается равномерно распределенными плоскими электронагревателями, создающими равномерное поле обогрева всей поверхности.
Опалубка такой конструкции для колонн применялась при строительстве в Москве нового корпуса Боткинской больницы, нового здания Центробанка и аварийно-регулировочного резервуара Филевской КНС.
Технико-экономические показатели всех известных методов прогрева бетона монолитных конструкций приведены в таблице. Данные этой таблицы отражают энергоемкость и уровень денежных затрат, которые являются решающими при выборе метода.
Рассмотренные тепловые методы интенсификации зимнего и, в принципе, внесезонного строительства реализуются НТЦ «ЭТЭКА» комплексно с организацией поставки оборудования, а также практического сопровождения технологии прогрева и выдерживания конструкций с контролем температуры и прочности бетона.