Ocena zate~enog stawa u industrijskim kotlarnicama u AP Vojvodini

Jovan R. Petrovi}, Du{an D. Gvozdenac, Miroslav V. Kqaji} Pokrajinski centar za energetsku efikasnost Fakultet tehni~kih nauka, Univerzitet u Novom Sa...
Author: Daniel Casey
1 downloads 0 Views 229KB Size
Jovan R. Petrovi}, Du{an D. Gvozdenac, Miroslav V. Kqaji} Pokrajinski centar za energetsku efikasnost Fakultet tehni~kih nauka, Univerzitet u Novom Sadu, Novi Sad, Srbija

Ocena zate~enog stawa u industrijskim kotlarnicama u AP Vojvodini Stru~ni rad UDC: 621.1:620.9 BIBLID: 0350-218X, 35 (2009), 1, 87–94

U Republici Srbiji, u svim energetskim sektorima, nedostaju sistemska re{ewa u ciqu poboq{awa zate~enog stawa. To se posebno odnosi na aspekte energetske efikasnosti, uvo|ewe savremenih energetskih i ekolo{kih tehnologija i regulatorne aktivnosti za poboq{awe stawa u industriji. Ovaj rad ukazuje na trenutno stawe u industrijskim kotlarnicama u AP Vojvodini. Ocena stawa je izvr{ena na osnovu snimawa pogonskih karakteristika (stawa postrojewa) i merewa u zate~enim pogonskim uslovima na slu~ajno odabranom uzorku od 26% kotlovskih jedinica. Obra|eno je zate~eno stawe, aspekt ukupne brige o ovim energetskim resursima, postojawe i po{tovawe energetskih procedura, ustanovqenih evidencija, mera i drugih aktivnosti koje imaju za ciq sistemske promene i kontinualnu brigu o energetskim i drugim aspektima rada industrijskih kotlova. Ukazuje se na zna~aj i nu`nost sistemskog prilaza za promenu stawa i odnosa prema ovoj problematici. S tim u vezi predlo`ene su aktivnosti, mere i zakqu~ci za promenu zate~enog stawa. Za promenu sada{weg stawa neophodne su odlu~ne mere, zakonodavno dosledna i liderski nagla{ena uloga dr`ave i koordinirana aktivnost svih struktura u oblasti energetike. Kqu~ne re~i: energetska efikasnost, industrijska energetika, industrijski kotlovi Uvod Ne tako daleke 1996. godine svetska cena nafte je bila ispod 15 2006$ po barelu [1], da bi tokom 2008. godine dostigla i psiholo{ku granicu od 100 2006$ po

87

barelu. Kada se ima u vidu da i ostali energenti, a prirodni gas direktno, prate porast cena sirove nafte o~ito je da energetska efikasnost u svim energetskim sektorima i svim fazama, transformacije, prenosa, distribucije i kori{}ewa finalnih vidova energije, postaje jedna od kqu~nih preokupacija. Nabavka energenata sve izrazitije optere}uje dr`avne buxete. Za energetski visoko zavisne dr`ave od uvoza, pri tome i sa nizom tranzicionih, ekonomskih i drugih pote{ko}a, svako sni`ewe udela buxetskih tro{kova za energente je dodatna mogu}nost ulagawa u neophodne razvojne, socijalne i druge programe. Interes preduze}a i drugih korisnika finalne energije je gotovo istovetan, mada se pod pritiskom izra`enih proizvodno‡egzistencionalnih pote{ko}a energetski problemi ~esto neopravdano potiskuju u drugi plan privre|ivawa. Istovremeno, postoji i stalni pritisak tr`i{ta roba. Insistirawe na {to ni`im specifi~nim utro{cima energije je, u konkurentskoj utakmici, nezaobilazni uslov za plasman proizvoda i ravnopravno u~e{}e na tr`i{tu. Zato i me|unarodna zajednica neprestano potencira neophodnost stalne aktivnosti na pove}awu energetske efikasnosti. Kada se ovome doda direktna veza izme|u: zaga|ewa okoline, pove}awa globalnog zagrevawa atmosfere, stvarawa efekta staklene ba{te i koli~ine sagorelih energenata potpuno je jasno da je pove}awe energetske efikasnosti svuda i na svakom mestu trajni zadatak celog ~ove~anstva. Potro{wa energenata u kotlovima i wihova energetska efikasnost zna~ajno uti~u na ekonomiju i ekologiju, jer su privredne aktivnosti i komoditet `ivqewa najdirektnije povezani sa energijom koju oni generi{u. Plansko pove}awe energetske efikasnosti je neophodnost. U svom prvom koraku upu}eno je na snimawe i evidentirawe stawa. Zbog toga je prikupqawe podatka i formirawe baza podataka o radu kotlova nu`an preduslov za sistemske akcije pove}awa wihove efikasnosti. Ovaj rad se bazira na takvoj aktivnosti na kotlovima u industriji Vojvodine. Metod prikupqawa podataka Formirana baza podatka o kotlovima u industriji Vojvodine se zasniva na prikupqawu podataka iz istorije rada kotlova, evidentirawu i snimawu zate~enog stawa i potvrdu merewima u realnim pogonskim uslovima. Za te potrebe je izra|en upitnik kojim su prikupqeni istorijski pogonski podaci o radu u proteklom periodu, rekonstrukcijama i odr`avawu kotlova. Ovi podaci i trenutno stawe kotlova su razmatrani na licu mesta. Razgovarano je sa rukovaocima kotlova i drugim licima odgovornim za wihov rad. Po{to je za neposrednu efikasnost kotlova kqu~no va`an kvalitet sagorevawa, aspektu sagorevawa je posve}ena posebna pa`wa. Preuzeti su rezultati ranije obavqenih merewa i kontrole procesa sagorevawa, razmatrana je i utvr|ena uobi~ajena promena optere}ewa kotlovskih jedinica i izvr{ena je kontrola kvaliteta sagorevawa merewima u neposrednim pogonskim uslovima. Prema podacima inspekcije parnih kotlova u Vojvodini je registrovano 312 industrijskih kotlova [2, 3]. Na po~etku izrade sistemskih akcija nije neophodno snimawe svih jedinica. Zbog toga je, slu~ajnim izborom, selektiran uzorak od 81 kotla i na wemu izvr{ena procena ukupnog stawa. To ~ini oko 26% svih industrijskih kotlovskih jedinica i dobar je reprezent za ocenu celine.

88

J. R. Petrovi}, D. D. Gvozdenac, M. V. Kqaji}: Ocena zate~enog stawa u ... TERMOTEHNIKA broj 1 ‡ godina XXXV, 87–94 (2009)

Osnovni elementi privre|ivawa u AP Vojvodini Region Vojvodine se prostire na teritoriji od 21.506 km2 gde `ivi 2.031.992 stanovnika (podaci za 2002. godinu) [4]. Najzastupqenije privredne delatnosti u Vojvodini su: (a) poqoprivreda, lov, {umarstvo i vodoprivreda; (b) prera|iva~ka industrija, i (v) trgovina. Navedene tri delatnosti ~ine, redosledno 22,4%, 33,2% i 17,8% (ili ukupno 73,4%) dru{tvenog proizvoda Vojvodne [5]. U Vojvodini je zastupqeno 27 industrijskih delatnosti. U strukturi industrijske proizvodwe najzastupqenija je prera|iva~ka delatnost i ~ini 90,8% industrijske proizvodwe (podaci za 2005. godinu) [5]. Proizvodwa prehrambenih proizvoda i pi}a i proizvodwa hemikalija i hemijskih proizvoda ~ine 39,7%, odnosno 20,6%, ili zajedno 60,3%, ukupne prera|iva~ke industrije Vojvodine u 2005. godini. Ovi podaci ukazuju na nadmo}nu zastupqenost energetski intenzivnih industrijskih tehnologija u prera|iva~koj industriji Vojvodine. Pri tome je udeo toplotne energije u energetskoj strukturi ovih tehnologija dominantan. To va`i za ve}i deo prera|iva~ke industrije, a pogotovu za hemijsku i deo industrije koji se bazira na preradi poqoprivrednih proizvoda. Samim tim je udeo energenata u ukupnom poslovawu preduze}a po pravilu zna~ajna stavka. Zbog toga je visoka ukupna energetska efikasnost industrijskih kotlova za ovaj region posebno zna~ajna i to podjednako za krajwe korisnike finalne energije, organe lokalne vlasti, preduze}a i pokrajinske strukture vlasti. Energetska struktura u AP Vojvodini Ukupna bruto primarna energija u Vojvodini u 2007. godini iznosi 4.024 Mt ekvivalentne nafte, a proizvodwa u ovom regionu 1.036 Mt [6, 7]. Od toga, raspolo`iva primarna energija za potro{wu u Vojvodini iznosi 3.960 Mt. Finalna potro{wa za energetske potrebe za Vojvodinu iznosi 2.476 Mt, a strukturu finalne energije ~ine: ‡ ~vrsta goriva 11,6%, ‡ te~na goriva 31,4%, ‡ gasovita goriva 23,6%, ‡ elektri~na energija 26,9%, i ‡ toplotna energija 5,6%. U tome je udeo industrije 26,9%, saobra}aja 26,2% i ostalo (komunalna energetika i dr.) 47,0%. Udeo doma}e proizvodwe ~vrstih goriva je u blagom porastu zbog postepenog intenzivirawa eksploatacije u rudniku u Kovinu. Istovremeno, u du`em periodu, je udeo doma}e proizvodwe te~nih i gasovitih goriva u blagom, ali konstantnom padu. Primera radi, udeo doma}e proizvodwe prirodnog gasa u ukupnoj potro{wi, je u periodu od 1990. godine pao od u~e{}a oko 30% do mawe od 10% 2004. godine [4]. Naravno, u ovim promenama u~e{}e ima i fizi~ko pove}awe konzuma, ali i sam pad proizvodwe.

89

Za ukupnu energetsku efikasnost zna~ajan je i podatak da je udeo proizvedene elektri~ne energije iz distribuirane kogeneracije u ukupnoj potro{wi u Vojvodini oko 1,6% (u 2003. godini) [4]. Kada se imaju u vidu ekspanzija ove proizvodwe u Evropi i drugim progresivnim dr`avama sveta i ~iwenica da je ovakvo nisko u~e{}e na samom dnu evropske lestvice o~ito je da se o energetskoj efikasnosti sa aspekta kori{}ewa energetskih prednosti distribuirane kogeneracije u energetskoj strukturi Vojvodine gotovo ne mo`e govoriti. U industriji Vojvodine, uglavnom u {e}eranama, postoji 12 postrojewa za distribuiranu kogeneraciju. Ta postrojewa rade samo zbog sigurnosti snabdevawa delova tehnolo{kog porocesa koji ne smeju ostati bez napajawa elektri~nom energijom i rade samo u nu`di i redukovanim proizvodnim kapacitetima, jer podsticajna zakonska regulativa za wihovo intenzivno kori{}ewe ne postoji, a va`e}i pariteti cena energenata i energija ekonomski ne opravdavaju wihov rad. Prikaz stawa kotlova Kotlovi, koji su trenutno registrovani na teritoriji Vojvodine, se mogu svrstati u slede}e ~etiri osnovne grupe delatnosti: ‡ industrija, ‡ toplane-termoelektrane, ‡ toplane i ‡ ostalo (najvi{e zdravstvene institucije, a zatim hoteli, sportski centri i sl.). Ukupna toplotna snaga ovih kotlova iznosi 5.730 MW [2, 3]. Od toga, instalirano je u industriji 2.900 MW, toplanama-termoelektranama 1.500 MW, toplanama 1.180 MW i ostalo 150 MW. Dominiraju parni kotlovi i ~ine oko 80% ukupnog broja jedinica, a me|u 20% vrelovodnih jedinica nalazi se i neznatan broj parnih kotlova koji su prera|eni na vrelovodne. Od toga 81% jedinica je izgra|eno u industriji i 19% u preostalim delatnostima. Zbog privrednih pote{ko}a u koje je zapala industrija oko 19% jedinica je van upotrebe, uglavnom ve} napu{teno. Ve}ina kotlova, vi{e od 50% jedinica, koji koriste gasovito gorivo imaju gorionike i za alternativno kori{}ewe mazuta. Trenutno stawe je da oko: 66% kotlova koristi gas (aktivno 52%), 27% kotlova radi na mazut (aktivno 26%) i 7% na ugaq (aktivno 7%), a retko i druge energente (naj~e{}e lo` uqe za mawe jedinice u zdravstvu). Prose~na potro{wa goriva po kotlovskoj jedinici iznosi ukupno 41,1 GWh po godini, a samo u industriji 46,8 GWh po godini. Analizom rada kotlovskih jedinica u industriji, za sva goriva, ustanovqeno je ukupno prose~no kori{}ewe kapaciteta od oko 2.360 MW {to iznosi oko 81,5% ukupno instalisane snage. Prose~na anga`ovana snaga kotlova koji su u upotrebi iznosi 10,5 MW. U proseku rade oko 4462 sati godi{we i posti`u ukupnu sredwu efikasnost procesa sagorevawa od 87,8% (u odnosu na dowu toplotnu mo} goriva ‡ DTM). Za pripremu sistemskih akcija pove}awa energetske efikasnosti zna~ajan je nivo, detaqnost i kvalitet evidencije dnevnih pogonskih izve{taja. Utvr|eno stawe u ovoj oblasti nije zadovoqavaju}e. Osim ~asnih izuzetaka, evidencija rada se svodi na popuwavawe podataka u radnim listovima, koji se kasnije uglavnom samo arhiviraju, bez pravog kori{}ewa evidentiranih podataka. Pri tome, nepouzdana je i ta~nosti instrumenata sa kojih se merene vrednosti upisuju, jer se redovnim

90

J. R. Petrovi}, D. D. Gvozdenac, M. V. Kqaji}: Ocena zate~enog stawa u ... TERMOTEHNIKA broj 1 ‡ godina XXXV, 87–94 (2009)

ba`darewima i pregledima uglavnom podrvgavaju samo instrumenti za koje postoji zakonska obaveza. Struktura na~ina anga`ovawa kotlovskih jedinica je data na sl. 1. U tabl. 1 su dati usredweni rezultati merewa i prora~una osnovnih parametara rada kotlovskih jedinica u industriji na selektovanom uzorku od 81 kotla.

Slika 1. Struktura anga`ovanosti kotlova

Tablica 1. Rezultati merewa i prora~una Prirodni gas

Parametar

Mazut

Min. Prosek Maks. Min. Prosek Maks.

Eksploatacija [godi{we]

3

26,5

45

22

32

41

0,40

8,23

33,74

0,93

13,94

81,65

30

67,2

100,0

30,0

64,1

100,0

Stepen korisnosti [%] – u odnosu na DTM

80,2

88,9

93,1

80,0

88,8

94,0

Temperatura produkata sagorevawa [°C]

151

210

331

115

198

247

Vreme pogona u radu [sati godi{we]

930

4.572

8.480

480

4.058

8.664

1.727

18.855

133.542 3.267 27.177 102.291

0,57

21,71

119,17

Instalisani kapacitet [MW] Opseg optere}ewa [%] – pri merewu

Protok produkata sagorevawa [m³ Energija goriva [GWh godi{we]

h–1]

1,25

61,16

376,22

Za razliku od op{te evidencije, inspekcijski nalozi se po pravilu revnosno ispuwavaju. Briga o toj vrsti obaveza je na prihvatqivom nivou. To ukazuje na dva detaqa. S jedne strane, u preduze}ima ne postoji sistemska briga i obaveza u pogledu energetske efikasnosti. ^ak i evidentirani podaci u dnevnim pogonskim izve{tajima se uglavnom ne koriste za analize stawa. Ne postoje detaqnije namenski osmi{qene procedure kori{}ewa tih podataka za analize i poboq{awe parametara rada kotlova. Istovremeno, osobqe energetskih slu`bi ne prepoznaje potrebu da samoinicijativno realizuje ovu aktivnost. Ovo ukazuje da se samo zakonski propisane

91

obaveze revnosno ispuwavaju. Zbog toga je aktivna i liderska uloga dr`ave uz zaokru`eno regulatorno okru`ewe nu`an preduslov svih uspeha u ovoj oblasti. Predlog za promenu zate~enog stawa Zna~aj pove}awa energetske efikasnosti za budu}nost preduze}a i uspostavqawe energetski efikasnog dru{tva istaknut je kao jedan od prioritetnih zadataka pokrajine i dr`ave [8–11]. Me|utim, proces stvarnih aktivnosti na terenu nije ni zapo~et. Razlog za to je ne postojawe detaqno razra|enih akcionih planova i instrumenata za wihovu realizaciju. Posebno je neopravdana mawkavost podzakonske regulative. To name}e, i bez dubqeg ula`ewa u su{tinu ovog pitawa i analize mogu}ih razloga, pomisao da u stvarnosti ne postoji ~vrsta re{enost za promenu ovog vi{e nego nepovoqnog stawa. Dugogodi{wi rad na ovoj tematici i saznawa o sada{wem stawu ukupne energetske efikasnosti, sistema, tehnolo{kih celina, ure|aja i postrojewa, pa i kotlovskih, name}u neminovnost i hitnost slede}ih aktivnosti u ciqu ostvarewa pozitivnih pomaka u realizaciji: ‡ hitno dono{ewe zakona o energetskoj efikasnosti, ‡ hitno dono{ewe zakona o fondu za energetsku efikasnost, ‡ ustanovqavawe procedura i uvo|ewe obaveze pra}ewa i periodi~nog izve{tavawa o specifi~nim utro{cima energije, ‡ ustanovqavawe pravila za uvo|ewe sistema energetskog menaxmenta, ‡ obu~avawe menaxmentskih i operativnih struktura preduze}a, ‡ promotivne aktivnosti, i ‡ organizovawe {iroke kampawe nu`nosti stalnog rada na ovoj problematici. Radi promene stawa u energetskoj efikasnosti kotlova, pored navedenih zajedni~kih aktivnosti, neophodne su i slede}e neposredne aktivnosti u preduze}ima: ‡ podizawe svesti o nu`nosti i zna~aju unapre|ewa energetske efikasnosti kod svih struktura preduze}a, a prvenstveno rukovodnih, ‡ podizawe nivoa saznawa u preduze}ima o koristima i mogu}nostima za povi{ewe energetske efikasnosti kotlova kroz: pisawe i izdavawe prigodnih bro{ura i drugih materijala, organizovawe specijalizovanih seminara, obuku neposrednih izvr{ilaca i promotivne akcije, ‡ izrada procedura evidentirawa i izve{tavawa o energetskoj efikasnosti kotlova, ‡ izradu akcionih planova za promenu stawa, i ‡ monitoring ostvarenih promena i korekcije planova. Zakqu~ak Zate~ena energetska efikasnost i op{te stawe kotlova i kotlovskih postrojewa u industriji Vojvodine je nezadovoqavaju}e. Evidentirano stawe, izmereni rezultati i prikazani energetski pokazateqi to nedvosmisleno potvr|uju. Osim kod ~asnih izuzetaka, op{ti utisak je da su protekla vremena te{kih uslova privre|ivawa i sporih tranzicionih procesa dodatno doprinela smawewu nivoa op{te brige o kotlovima i u celini energetske efikasnosti preduze}a.

92

J. R. Petrovi}, D. D. Gvozdenac, M. V. Kqaji}: Ocena zate~enog stawa u ... TERMOTEHNIKA broj 1 ‡ godina XXXV, 87–94 (2009)

Za promenu sada{weg stawa neophodne su odlu~ne mere, zakonodavno dosledna i liderski nagla{ena uloga dr`ave uz koordiniranu aktivnost svih struktura u oblasti energetike. Ova aktivnost mora da odredi ulogu svih subjekata koji moraju, treba i mogu uticati na promenu sada{weg stawa po~ev od krajwih korisnika finalnih vidova energije, preko organa lokalne i pokrajinske vlasti, inspekcijskih slu`bi, univerziteta, instituta, agencija, centara, privredne komore i wenog sistema, medija i dr. Kao neophodan preduslov, nu`no je hitno dono{ewe zakona o energetskoj efikasnosti i zakona o fondu energetske efikasnosti i uspostavqawe kompletne podzakonske regulative ukqu~uju}i i razradu svih neophodnih procedura u realizaciji. Literatura ***, WTRG Economics: History and Analisys – Crude Oil Prices, http://www.wtrg.com/prices.htm [2] Gvozdenac, D., i dr., Program privrednog razvoja AP Vojvodine ‡ Projekat energetske efikasnosti (EEP), Pokrajinski centar za energetsku efikasnost Fakulteta tehni~kih nauka, Univerzitet u Novom Sadu, Srbija, 2006. [3] Petrovi}, J. i dr., Program privrednog razvoja AP Vojvodine ‡ Projekat energetske efikasnosti (EEP) ‡ Pove}awe energetske efikasnosti u industrijskim kotlovima i kotlovima komunalne energetike, Pokrajinski centar za energetsku efikasnost Fakulteta tehni~kih nauka Novi Sad, Univerzitet u Novom Sadu, Srbija, 2008. [4] Gvozdenac, D., Mari}, M., Petrovi}, J., Sada{wa potro{wa energije i perspektive uvo|ewa modernih tehnologija u industriji i komunalnoj energetici Vojvodine, Pokrajinski centar za energetsku efikasnost Fakulteta tehni~kih nauka, Univerzitet u Novom Sadu, Srbija, 2004. [5] ***, Program privrednog razvoja AP Vojvodine ‡ Novelirana EX POST analiza privrede AP Vojvodine, Izvr{no ve}e AP Vojvodine, Novi Sad, Srbija, 2006. [6] ***, Energetski bilans Autonomne Pokrajine Vojvodine ‡ Plan za 2007. godinu, Izvr{no ve}e AP Vojvodine, Novi Sad, Srbija, 2006. [7] ***, Energetski bilans Autonomne Pokrajine Vojvodine ‡ Plan za 2008. godinu, Izvr{no ve}e AP Vojvodine, Novi Sad, Srbija, 2007. [8] ***, Zakon o energetici (Sl. glasnik RS, br. 84/04), Beograd, Srbija, 2004. [9] ***, Strategija razvoja energetike Republike Srbije do 2015. godine (Sl. glasnik RS, br. 44/05, Beograd, Srbija, 2005. [10] ***, Program ostvarivawa strategije razvoja energetike Republike Srbije u AP Vojvodini, Izvr{no ve}e AP Vojvodine, Novi Sad, Srbija, 2007. [11] Gvozdenac, D., Petrovi}, J., Osnovni pravci tehnolo{kog razvoja Vojvodine ‡ Energetska efikasnost i obnovqivi izvori energije, Pokrajinski centar za energetsku efikasnost Fakulteta tehni~kih nauka, Univerzitet u Novom Sadu, Novi Sad, Srbija, 2008. [1]

93

Abstract

Current Situation Assessment of Industrial Boiler Houses in Vojvodina by Jovan R. PETROVI], Du{an D. GVOZDENAC, and Miroslav V. KLJAJI] Provincial Energy Efficiency Center, Faculty of Technical Sciences, University of Novi Sad, Novi Sad, Serbia In the Republic of Serbia, systematic solutions for improving the current situation in all energy sectors do not exist. This particularly refers to the aspects of energy efficiency, introduction of modern energy and environmentally friendly technologies, and regulatory activities aimed at improving current situation in industry. This paper shows the present situation in industrial boiler houses in Vojvodina. The assessment procedure is based on the audit of boiler performance (and plant state) and measurements in operational conditions for the randomly selected sample covering approximately 26% of industrial boilers. The following aspects are dealt with: current plant state, general care for energy resources, existence of and adherence to energy procedures, established evidences, measures and other activities which are aimed at systematic changes and continuous care for energy and other aspects of industrial boiler house operations. The importance and significance of systematic approach in changing the situation and attitudes towards these issues is particularly highlighted. With reference to the above stated, activities, measures and conclusions are recommended for changing the current situation. The change in the current situation requires decisive measures, regulatory consistent and leadership emphasized role of the state and coordinated activity of all structures in the energy field. Key words: energy efficiency, industrial energy, boiler plants

Odgovorni autor / Corresponding author (J. P. Petrovi}) E-mail: [email protected]

94