Повышение конкурентоспособности и развитие оао «промтрактор» путем снижения затрат на энергоемкости производства

Журнал: «Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт», №4, 2017 10:33:00г.

Повышение конкурентоспособности и развитие оао «промтрактор» путем снижения затрат на энергоемкости производства

ВВЕДЕНИЕ

Выпуск тракторной конкурентноспособной техники различного типа сталкивается с естественными проблемами современного рынка, игроками которого являются как чебоксарские предприятия ОАО «ПромТрактор», ОАО «Агромаш» (рис. 1.1–2), так и многие другие отечественные тракторные производители. Повышение затрат на тот или другой элемент функционирования предприятия значительно снижает возможности перспективного развития производства, проведения научно-исследовательских работ в поиске инновационных решений для технологии выпускаемой продукции, а в большинстве случаев ставит под угрозу существование  — наряду с другими негативно воздействующими факторами, при этом действующими, как правило, комплексно. Примеров по ликвидации тракторных заводов — более чем достаточно: Алтайский ТЗ, КЗТЗ, АЗЛК и др.

Снижение энергоемкости такого предприятия, как «ПромТрактор» (да и многих других предприятий — ОАО «Агромаш», Челябинский ТЗ и др.), сделает его более конкурентным, ресурсным за счет повышения КПД производства. Обладая высокой энергоемкостью, «ПромТрактор» с его морально и физически устаревшей ТЭЦ-2 1960-х гг. с КПД 26–45 % (у современных мини-ТЭЦ КПД 87–90 %), теряет значительные ресурсы, применение которых могло бы значительно поддержать как само предприятие, так и принадлежащий кластер инфраструктуры, не говоря о соседних предприятиях, ОАО «Агромаш», ОАО «Аппарат», ЧЗСА [5].

Данный подход значительно повысит конкурентоспособность предприятий на рынке этого типа техники, что входит в поставленные задачи импортозамещения выпускаемой продукции, а также поддерживает экономические интересы регионов и страны в целом за счет снижения рисков.

Необходимость перспективного роста — очевидна и по своей составляющей, так как аналогична прогнозированию событий в случае с НПО «КАМАЗ», где двигатели ДВС с объемом 16 л для ралли могли бы быть оперативно заменены перспективной разработкой в 11…13 л (с прогнозируемым запасом: та же мощность при меньшей массе, объеме и т. д.) — если бы заранее провели такие работы, что устроило  бы разработчиков с новыми требованиями FIA (V = 13 л). В данном случае отраслевая миграция технологического подхода к двигательным системам авиационного назначения становится наиболее актуальной при постоянной разработке как модификаций, так и нового поколения двигателей. Примером также выступает АЗЛК, где выпуск автомобилей со взятыми за основу ДВС BMW 36 г. — требовал серьезного развития.

Резервы снижения энергопотребления на предприятиях и в жилищно-коммунальном хозяйстве велики, и многие страны значительно опережают нас как по внедрению альтернативных источников энергетики, с использованием энергии солнца и ветра, приливовотливов, проливов и тепла Земли, биомасс, так и по внедрению энергосберегающего оборудования, интеллектуальных систем, таких как «умные дома», а также технологий и применяемых материалов в строительстве, жилищном и производственных секторах [3].

К примеру, в Скандинавских странах за энергоресурсы платят в 6–7 раз меньше, чем в России, и это при том количестве отечественных электростанций и экспорте электроэнергии!

Отечественные ученые и разработчики, не хуже европейских, в Чебоксарах в корне могут изменить положение с массовым внедрением новых разработок в области энергосбережений, что и выполнено, например, в сотрудничестве с соседними предприятиями производственного сектора.

Цель и задачи

Снижение энергозатрат территориальных объектов и энергоемкости путем внедрения электросберегающих технологий.

Предложено применение передовой технологии выработки тепловой и электрической энергии методом когенерации — одними из ведущих в мире [2]. Он прекрасно сочетает такие положительные характеристики, которые недавно считались практически несовместимыми:

  • высочайшую эффективность использования топлива;
  • огромный выигрыш в энергетическом КПД при утилизации тепла выхлопных газов, в «водяной рубашке» охлаждения, в теплообменнике охлаждения масла и в промежуточном охладителе топливной смеси;
  • уменьшение доли затрат на электроэнергию при выработке тепла;
  • снижение себестоимости электроэнергии для конечных потребителей за счет сведения до минимума расходов на транспорт;
  • повышение надежности в электроснабжении  потребитель застрахован от перебоев, возникающих вследствие крайнего износа основных фондов в электроэнергетике и других непредвиденных причин.

А также возможность интеграции с другими инновационными энергетическими проектами. Современные системы выработки «чистой» электроэнергии применяют технологическое решения, включая солнечную и ветряную, для обеспечения необходимого питания систем, а также резервных, в сопряжении со свойствами экономии энергоресурсов, где среднегодовая скорость ветра находится в приделах 3…5 мс. Районы, более благоприятные для размещения ветряков, относятся к побережью Питерской области по Финскому заливу, Ладожскому озеру, это и морские побережья Ростовской области, Краснодарского края, а также Приморской, Мурманской и Архангельской областей, но где осложняются работы по выполнению монтажных и регламентных работ в связи с климатическими условиями. Учитывая основные влияющие природные факторы, время работы ветряка для актуальных широт России можно считать 30 %, что делает также востребованным параллельное применение солнечных батарей в виде гибридной схемы электростанции (ГЭ) [4]. Ветроустановки (ВУ) хорошо работают только в интеграции с электросетью. На данный момент при выполнении ВУ — идут в связке с ЛЭП [4].

При продолжающемся значительном росте тарифов на электроэнергию реальная рыночная конкуренция с РАО «ЕЭС» может возникнуть лишь при массовом развитии малой и средней энергетики. Решение этой задачи  — выход на рынок электроэнергетики в качестве независимых субъектов розничного рынка мини-ТЭЦ, созданных на базе действующих котельных районных центров. Создание генерирующих мощностей с технологией, позволяющей получить дешевую электроэнергию на существующем тепловом потреблении, создаст конкуренцию среди поставщиков электроэнергии и будет служить сдерживающим фактором для роста тарифов. При этом существующие промышленные и отопительные котельные становятся мини-ТЭЦ с глубокой утилизацией выхлопных газов (рис. 3.1–3.2). Это возможно путем применения газопоршневых и газотурбинных электроагрегатов [5].

Модернизация и надстройка промышленных и отопительных котельных, а также строительство мини-ТЭЦ с конвертируемыми газопоршневыми двигателями малой и средней мощности (0,2–7 МВт) и газотурбинными средней мощности (2,5–25 МВт) позволяют получить коэффициент использования топлива 70–92 %. Удельные расходы топлива при этом существенно снижаются и дают в целом большую экономию топлива на выработку электроэнергии [1, 2].

Их преимуществами, кроме комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, является низкий уровень эмиссии вредных выбросов.

В целях развития решения и достижения требуемых результатов подготовлен пакет предложений по энергосберегающим технологиям для ОАО «ПромТрактор», куда входит:

  1. Установка инфракрасных отопителей в помещениях, что по сравнению с известными отопителями не требует сложного монтажа, кроме того они потребляют в 6 раз меньше электроэнергии.
  2. Установка напольных (настенны отопителей как в одноэтажных зданиях, так и на первых этажах многоэтажных домов.
  3. Установка тепловых насосов на части корпуса для регулирования температуры отопления в ночное и дневное время (со снижением температуры в нерабочие часы).
  4. Проект установки кустовой миниТЭЦ для снижения до 2 раз стоимости тепла и электроэнергии, что для круглосуточно работающего литейного производства ОАО «ПромТрактор» даст возможность:
  • повысить энергоэффективность своего энергохозяйства;
  • снизить теплопотери теплотрассы до нуля;
  • снизить себестоимость за счет поставки энергоносителей соседям по более низким ценам, нежели от ТЭЦ-2, но выше себестоимости энергоносителей от мини-ТЭЦ. Для предприятия цена энергоносителей окажется на порядок ниже  на уровне себестоимости;
  • одному блоку мини-ТЭЦ работать на твердых бытовых отходах городской свалки, многие фирмы бесплатно поставят мусор на мини-ТЭЦ, а также городские САБ (рис. 4).

В итоге при внедрении мини-ТЭЦ можно получить и экономический эффект, и окупить затраты на ее стоимость с монтажом в течение двух лет. ОАО «ПромТрактор» за счет продажи тепловой и электрической энергии соседям по кварталу тепловая и электроэнергия достанется по цене намного ниже, чем от ТЭЦ-2 и др.

Замена мини-ТЭЦ средних и крупных котельных в непосредственной близости к потребителям электроэнергии (в райцентрах на базе крупных котельных и периферии городов) позволит сократить расходы на транспорт до 30 % от экономически обоснованного тарифа для конечных потребителей, снять после реализации проекта социальную напряженность в отдельно рассматриваемом районе. Решение данной задачи не только удовлетворяет корпоративные интересы заказчика, но и дает соответствующий экономический эффект для республики или ее отдельных районов [3, 5].

Замена существующих котельных на мини-ТЭЦ в сфере жилищно-коммунального хозяйства лесных малых городов доказывает их неоспоримую перспективность на рынке малой энергетики, при этом решается вопрос об обеспечении теплоснабжающего оборудования электрогенераторами с дополнительной выдачей электрической мощности в энергосистему.

Основным видом топлива для миниТЭЦ является природный газ с теплотворной способностью 7500–8600 ккалм3 . Подачу газа осуществляют от газопровода высокого давления с дополнительной газорегуляторной установкой (ГРУ) в котельном отделении.

После ГРУ газ с давлением 0,35 МПа подается на газопоршневые агрегаты, где газ с давлением 0,003–0,01 МПа поступает непосредственно в двигатель.

На вводе газопровода предусматривается установка быстродействующего запорного электромагнитного клапана, фильтра для очистки от механических примесей и пыли и узла учета расхода газа. Перед газопоршневыми двигателями устанавливается по два электромагнитных клапана и гибкое соединение для гашения вибраций при работе агрегатов. Система газоснабжения мини-ТЭЦ оснащается интеллектуальными системами автоматического регулирования в интеграции с системами диспетчеризации — SCADAсистемами [4].

Эффективность внедрения интеллектуальных средств подтверждается достижением требуемого результата применения экспертных систем на базе G2 зарубежными партнерами (табл. 1, 2) [7, 8].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ

Газовые электростанции выгодно отличаются от большинства других типов тем, что, производя электроэнергию с таким же КПД, обеспечивают утилизацию тепла с выдачей тепловой энергии. Система утилизации тепла газовой электростанции предусматривает производство горячей воды или пара для отопления (когенерация). При использовании системы утилизации тепла суммарный КПД может достигать 95 %. В интеграции с другими результатами решение выходит на достижение синергетического эффекта [2].

Комплексное решение по энергосберегающему функционированию предприятия «ПромТарактор» обладает перспективным развитием как жилого, так и промышленного сектора.

ВЫВОДЫ

Замена действующей котельной микрорайона мини-ТЭЦ позволяет:

Создавать генерирующие мощности с технологией, разрешающей получить дешевую электроэнергию на существующем тепловом потреблении.

Получить коэффициент использования топлива 70–92 %. Удельные расходы топлива при этом существенно снижаются и дают в целом большую экономию топлива на выработку электроэнергии.

Кроме комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, подтверждается низкий уровень эмиссии вредных выбросов.

Сократить расходы на транспортировку до 15 % от экономически обоснованного тарифа для конечных потребителей. Обеспечить теплоснабжающее оборудование электроэнергией от собственных генераторов с дополнительной выдачей электрической мощности соседствующим субъектам и в энергосистему.

Оптимальное размещение мини-ТЭЦ в непосредственной близости к конечному потребителю энергии исключает потери в ЛЭП и тепловой сети [1].

Повышение надежности в электроснабжении. Использование больших запасов твердых бытовых отходов, накопившихся за 30 лет, дает возможность решить проблему утилизации отходов Чебоксар и резко снизить себестоимость энергии.

Развитие технологических решений, интеллектуализации комплексов управления оборудованием в интеграции со SCADA-системами (табл. 3) [4].

Открытие новых рабочих мест, а также поддержка образования по профильным специальностям.

Обеспечение открытой добычи полезных ископаемых, дорожного строительства и др. Поддержка как крупного источника — налогоплатильщика республики ОАО «ПромТрактор». Обеспечение конкуренции зарубежным производителям тракторной техники, таким как «КАМАЦУ» и «Катерпиллер», которые претендуют на рынок в регионе и «давят» своими ценами на продукцию. Обеспечение поставок комплектующими и полуфабрикатами уже эксплуатирующейся техники.

Развитие функций переработки ТБО и древесных отходов в ряде регионов.