Человеку, который впервые оказался вблизи промышленного предприятия, работающего на мазуте, гарантированы неприятные ощущения. Резь в глазах, першение в горле, затрудненное дыхание, неприятный запах. Люди, живущие рядом или работающие на этих промышленных объектах, более привычны: их организм адаптировался к выбросам в атмосферу углекислого газа, оксида и диоксида азота, сернистых и серных ангидридов, соединений ванадия, оксида углерода, метана, 3,4 – бенз(а)пирен, сажи, оксидов серы, частичек мазутной золы. Статистика по хроническим заболеваниям, в особенности дыхательных путей, там обычно выше. По данным Минприроды, в районах с загрязненным воздухом проживают 17 млн россиян, а это 11,5% от всего населения. Кроме человека, страдают растения и животные, ржавеют механизмы и автомобили, портятся здания и объекты культурного наследия. По требованию государственных органов работу предприятия могут даже приостановить. Однако подобное «решение» экологической проблемы чревато массой социальных (безработица).
В России тепловых станций, полностью работающих на мазуте, много. Как правило, этот грязный вид топлива применяют там, куда по разным причинам еще не пришел газ. Например, в негазифицированной Мурманской области Мурманская ТЭЦ покрывает до 75% тепловых нужд города, вырабатывая 16,8 млн кВт*ч. Один из крупнейших потребителей «мазутной» энергии – морской порт.
Другие примеры: регионы Заполярья, где на мазуте работают до 80% котельных, республики Коми, Карелия и Бурятия, Магаданская, Томская, Амурская, Астраханская области, Забайкальский, Приморский, Камчатский и Хабаровский края. Экологи давно бьют тревогу в этих регионах.
Проблема актуальна не только для 11,5% россиян. Подсчитано: две трети населения Земли живут в странах, где мазут активно используется в промышленности и на теплостанциях. Один из крупнейших потребителей мазута – морской транспорт. Несмотря на многочисленные международные соглашения и ограничения, принимаемые европейскими политиками и общественными деятелями, мазут остается широко распространенным топливом.
Инженеры-технологи научно-исследовательских и производственных компаний задались вопросом, а возможно ли чисто технически снизить объемы сжигаемого мазута и уменьшить влияние выбросов на местную экологию? И решение, основанное на последних технических разработках, появилось. Компания «Европейская электротехника» разработала, испытала в промышленных условиях и внедрила в структуру реальных предприятий новую технологию. Изобретение получило название «Блок подготовки топочного мазута для энергетических и водогрейных котлов, печей промышленного назначения». Эта технология, с одной стороны, снижает выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, а с другой, позволяет сэкономить деньги владельцу предприятия.
Суть технологии
Блок подготовки топочного мазута – решение, основанное на приготовлении водо-мазутной эмульсии перед сжиганием. Вода и мазут – две нерастворимых друг в друге жидкости, образующие гомогенную мелкодисперсную смесь. Эмульсию изготавливают в гидродинамическом устройстве, затем обрабатывают в ультразвуковом реакторе. Затем смесь отправляется в камеру сгорания, где подвергается вторичному диспергированию. Этот процесс многократно увеличивает площадь поверхности: капля воды диаметром от 10 – 50 мкм и меньше, заключенная в пленке мазута, нагревается при температуре 1200 С° в течение 1,5 с. Происходит микровзрыв. Капля воды разрывает обволакивающую ее пленку мазута на более мелкие капли. Мазут сгорает в течение 5-6 с. Такая предварительная подготовка мазута существенно повышает полноту сгорания: за время, меньшее в три раза по сравнению с традиционным способом сжигания мазута, парогенератору передаётся в 3 раза большее количество теплоты. Это значит, что и выбросов вредных веществ в атмосферу становится меньше. За время испытаний и внедрения установки подсчитано: загрязнение воздуха оксидами азота снижается в среднем на 10-30%, оксидом углерода и сажей – в 5-10 раз.
Блок подготовки мазута представляет собой компактный стандартный 20-футовый контейнер массой 5,5 тонн и мощностью 40 кВт. За час одна такая установка способна подготовить до 20 тонн топочного мазута.
Снижение выбросов загрязняющих веществ – только одно из преимуществ технологии. Также для выработки единицы тепловой мощности потребуется на 10-15% меньше от потребляемого объема мазута, в зависимости от состава конкретного топлива, типа и режима работы котла или печи. Это напрямую связано с сокращением финансовых издержек.
Кроме того, использование блока подготовки экономит деньги опосредованно: котельное оборудование меньше загрязняется, потребность в ремонте возникает реже, удлиняется общий срок эксплуатации котлов. Таким образом, амортизация всего промышленного комплекса обходится дешевле.
Как вырастет доходность. Пример
Рассчитаем показатели эффективности от использования одного блока подготовки на примере. При расходе 20 тонн в час годовое потребление составит 175 200 тонн мазута. Средняя стоимость тонны мазута – 20 000 рублей, то есть 3 504 000 000 рублей в год. Экономия мазута при применении установки составит от 10 до 15%, то есть от 17 520 до 26 280 тонн в год. В рублевом эквиваленте экономия от одной только установки составит от 350,4 до 525,6 млн рублей в год, или примерно 9,05-13,57 млн долларов в год.
Этот расчет показателей произведен исходя из условий подготовки водо-мазутной эмульсии. Реальная финансовая экономия может оказаться выше из-за дополнительных факторов. Например, приготовление водо-мазутной эмульсии исключает обезвоживание мазута. Обезвоженный мазут горит хуже (до 70%), в отличие от подготовленного, где сгорает до 90% объема. Кроме того, снижение в 1,22 раза объема вредных выбросов, как следствие, сокращает суммы экологических платежей предприятия.
Хабир Кильмухаметов, генеральный директор ООО «РНГ-Инжиниринг», дочернего предприятия ООО «Европейская электротехника»:
«Любое малое и среднее предприятие, работающее на мазуте, от тепловой станции до цементного завода, способно увеличить собственную прибыль на 15-18 и более процентов. И это без расходов на закупку, транспортировку и хранение дополнительного сырья, без изменения условий соглашений с поставщиками, просто усовершенствовав собственные производственные мощности и сократив издержки. Что важно, внедрение таких установок может примирить жителей города с предприятием, которое делает реальные шаги по улучшению экологии».
Успешные испытания и внедрение установок
«Европейская электротехника» изготавливает инновационные установки для подготовки мазута на заводе в республике Башкортостан, где у компании собственный научный центр и завод. Предприятие производит как крупные базовые элементы конструкции с использованием традиционных технологических операций (металлообработка, сварка), так и отдельные инновационные компоненты установки (система управления, собственное программное обеспечение). Там же производят окончательную сборку блоков. Перед тем как отправиться к заказчику, оборудование и ПО тщательно тестируют.
Блоки подготовки топочного мазута успешно эксплуатируют с 2014 года в странах Ближнего Востока. Установки полностью отвечают заявленным требованиям по экологичности использования и по экономической составляющей. Зафиксирован рекордный показатель экономии топлива в 16%. С октября 2019 года три ТЭЦ в республике Эквадор оснастили этими блоками подготовки в рамках соглашения об участии в финансовой экономии при эксплуатации этих объектов энергетики.
К разработке компании «Европейская электротехника» проявляют интерес государственные и частные структуры. Число востребованных реальными заказчиками установок уже превышает 300 на следующие 3 года. Ведутся активные переговоры по поставкам оборудования в некоторые регионы России, а также в Саудовскую Аравию, Египет, Мозамбик, Нигерию и Колумбию.
Персонал для обслуживания блоков
«Европейская Электротехника» располагает собственным учебным центром. Там специалисты, которые в будущем будут работать с блоком подготовки мазута, могут пройти обучение. В качестве альтернативы в «РНГ-Инжиниринг» готовы предоставить персонал на условиях аутсорсинга.
Основное обучение происходит в течение периода производства установки. Дополнительных специалистов на действующем объекте не требуется, поскольку процесс полностью автоматизирован.
Для обслуживания могут понадобиться узкие специалисты: механики, техники КИПиА и электрики. Периодичность обращения к ним зависит от состава производства и числа установок на конкретном предприятии.
Почему предприятиям, работающим на мазуте, важно задуматься сейчас
Бессмысленно отрицать техногенное влияние промышленных предприятий на экосистему Земли. Один из самых значимых видов загрязнения – сжигание углеводородного топлива. Владельцы компаний, негативно влияющих на окружающую среду, могут обратиться к достижениям научно-технического прогресса.
Задуматься о применении новых технологий важно уже сейчас. Во-первых, законодательство в сфере экологии постепенно ужесточается: появляются новые требования, вводятся ограничения на выбросы. Во-вторых, существуют варианты, при которых наряду с улучшением экологии возрастает и чистая прибыль бизнеса.
Дальновидные компании присоединяются к глобальному движению по достижению Целей ООН в области устойчивого развития (UN Sustainable Development Goals). Программа насчитывает 17 пунктов, которые необходимо достичь к 2030 году. Среди них отметим:
7. Обеспечение доступа к недорогостоящим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии для всех.
9. Создание прочной инфраструктуры, содействие обеспечению всеохватной и устойчивой индустриализации и внедрению инноваций.
Разовая модернизация комплекса оборудования открывает возможности для создания положительной репутации социально-ответственного бизнеса, что немаловажно для привлечения партнеров и инвесторов. Кроме того, технологический шаг вперед позволяет монетизировать потенциальные выбросы и отходы в дополнительную прибыль, соответствуя при этом критериям Парижского соглашения по климату. Напомним, в сентябре 2019 года Россия ратифицировала это Соглашение, пришедшее на смену Киотскому протоколу. Этот шаг был вызван объективными предпосылками: по текущим оценкам, Россия занимает пятую строчку по объемам выбросов парниковых газов после Китая, США, ЕС и Индии.
Хабир Кильмухаметов, генеральный директор ООО «РНГ-Инжиниринг», дочернего предприятия ООО «Европейская электротехника»:
«Потенциальным партнерам, заинтересованным в интенсивном пути развития бизнеса и в улучшении экологической обстановки в регионе, достаточно будет предоставить площадки для размещения установки и возможность подключиться к технологическим сетям. Средний срок от начала изготовления до ввода в эксплуатацию на объекте – 3,5 месяца.
Внедрение оборудования сопряжено с рядом операционных преимуществ для партнеров. Монтаж блока не требует реконструкции котельных агрегатов и замены штатного оборудования. Также в процессе подготовки есть возможность попутно утилизировать замазученные стоки, повысить эксплуатационную надежность работы котельных агрегатов и утилизировать жидкие отходы, например, отработанные масла и смазывающие охлаждающие жидкости, которые не подлежат регенерации. Таким образом, компания «РНГ-Инжиниринг» обеспечит надежную работу гидродинамического устройства без дополнительных затрат на обслуживание».
