一项全面的能源调查及由此推导出的工艺技术上的优化,有助于在化学和制药设备上明显降低运营费用。而且这些项目的回收期限也越来越短。
如今谁能不断地改造自己的设备,并按现实的要求进行调整,谁就能把设备运营得更加经济,特别是在能源价格迅猛上涨的时代更是如此。
因此,西门子工程与咨询公司向化学工业提供量身定制的能源优化方案。能源专家们把目光聚焦在化工和制药设备的过程优化上。同时,减少蒸馏塔、反应器、泵和换热器等设备的能源和运营费用,有助于降低整体的生产成本。
西门子本着提供一站式解决方案的理念,必要时也对驱动技术和楼宇技术进行调查,从测控室到办公室,从生产大楼到仓库。西门子的服务项目首先是满足客户愿望,在其全面的方案中也涉及到基础设施如生产资料、道路、照明、电厂、污水处理以及废料的清除等。
图1 泵和压缩机通过采用变频器可以明显降低能耗。
三个步骤达到目的
能源成本通常可以通过简单的优化措施就能得到明显的降低,与之相应的是设备的增值,同时还减少了对环境中污染物的排放。这样不仅可以减少CO2的排放,而且也方便了对各地区专有的环保条件的遵守。此外,现代化改造措施还可以提高设备的可使用性。不仅制造年份较老的设备蕴藏着未知的节能潜力,那些相对较新的设备的能耗也可以大幅度降低,因为随着能源价格的上涨,即使一些实施成本比较昂贵的节能措施也受到了欢迎。由于能源价格呈爆炸式增长,许多项目在极短的时间内即可收回成本。
能源调研由三个步骤组成:第一步,初步分析,这一步骤包括可以实施的节能措施以及可能达到的初步结果。第二步详细分析,专家们从初步构思中制订出具体的优化措施,并计算出投资回报(ROI)。作为全部结果,客户得到的是全面的结论性报告。如果客户决定做一个或多个项目,那么下一步就是安装及检查,由咨询人员为其提供支持。
追踪耗能的“罪魁祸首”
初步分析从准备工作开始,它包括同客户的深入交流,交流中西门子的团队利用图纸、最近12个月的能耗数据以及能源费用结算等资料,对该生产基地的生产流程提出初步的能耗概述。客户和服务提供商共同确定调查应关注哪些方面,制订日程表,并确定项目团队(项目主管/联系伙伴)。实际上的初步分析则从介绍调查的目标和目的以及对设备的走访巡查开始。为了能对项目做出评判,业务伙伴确定评价的标准。
接下来是对现实情况进行盘查,并对各个耗电设备逐一进行详细分析。如果缺少某些信息,工程师们就会自己动手,计算出需要的数据。在同客户的合作中,逐渐形成详细的能源调研结果。专家们收集思路和项目草图,把所有这些内容都纳入到评价矩阵中。统筹的观察可以在许多设备上揭示出潜藏的协同效应。由于从众多项目中积累了丰富经验,员工们大都知道哪些设备部件是最大的耗能者。
在许多情况下,小小的改造就能帮助企业节约一笔可观的资金。例如如果将生产过程中未被利用的废气和过程热用一个潜热存储器收集起来,在需要的时侯将它们供楼宇采暖使用。
客户和服务提供商利用评价矩阵,可以将那些在详细分析中需要加以关注的项目排在优先位置,并制定一个相应的措施列表。这种待做事务列表在若干年后还有可能是非常宝贵的资料,因为任何投资在今天也许并不被看好,但未来却是大有作为的。
连续生产过程中能源优化的一个方法是基于Pinch分析的热整合,借助这种分析,可以对许多产出者和消费者的热整合进行优化,并可得出进一步的措施。需要冷却和需要加热的材料流,可以经过传热网得到合理的连接。对于批次设备来说,实用的网络法(可变时间)是较好的选择,即寻找那些内部最大热能回收的管道连接。同时需要的边界条件是,每个气流只能连接一次,可以选择采用储热器或储冷器。咨询人员通过对可能安装的额外硬件进行基本的费用估算,来对可能的合理措施加以补充。
哪里还蕴藏有可优化的潜力
设备上:设备在进行加热和冷却过程时,较小的高效板式换热器比管束式换热器具有更多的优点。冷凝器的结构和类型以及进入蒸馏塔的馈送设备都属于典型的“薄弱环节”。
装置上:价格昂贵的介质如盐水和高压蒸汽可以通过工艺过程的改进和热整合予以取代。过去许多装置的体积都较大,有时通过对工作条件的稍许改动,即可取得惊人的成果。因此,西门子公司的专家们在运营H?chst工业园时,只是通过节省高压蒸汽就得以将运营费用降低了50多万欧元。现在,换热器的积垢也可以在设备管理范围内进行在线监控,而且可以采取应对措施。能源优化的另一个方法是提高对冷凝水的利用。
运行方法上:检查容器内的冷却过程和加热过程。加热和制冷过程的效率可以通过采用气流喷嘴来加以提升。
工艺过程上:根据材料的特性对结晶进行控制。
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