Калі вы чуеце «ўстойлівае развіццё» ў нашай сферы працы, адразу ж думаеце пра сонечныя батарэі або ветраныя турбіны. Але ў галінах цяжкай прамысловасці - хімічных заводах, нафтаперапрацоўчых заводах, электрастанцыях - ёсць частка камплекта, якая спакойна выконвала цяжкую працу на працягу дзесяцігоддзяў: цеплаабменнік з паветраным астуджэннем (ACHE). Я бачыў занадта шмат прэзентацый, у якіх гэта замоўчвалася як "зборнік вентылятара і трубкі з рэбрамі", у якім адсутнічае ўвесь сэнс. Рэальная гісторыя не ў сваёй асноўнай функцыі; гэта ў тым, як яго ўласцівая філасофія дызайну сутыкаецца з рэсурсаёмістым астуджэннем. Для працы яму не патрэбны вялікі вадаём. Гэты адзіны факт цалкам мяняе падлік устойлівага развіцця, асабліва ў рэгіёнах з дэфіцытам вады. Але гэта не чароўная куля. Я бываў на сайтах, дзе дрэнна вызначаны або абслугоўваны блок становіцца энергетычным свіней, цалкам падрываючы яго экалагічны сэнс. Такім чынам, як яны сапраўды павышаюць устойлівасць? Гэта спалучэнне прамога ўздзеяння і тонкіх сістэмных пераваг, якія вы ацэніце толькі пасля таго, як убачыце іх у полі, як праз поспехі, так і расчаравальныя няўдачы.
Ураўненне вады: больш, чым проста захаванне
Самая відавочная адпраўная кропка - выкарыстанне вады. Традыцыйныя кожухотрубчатые цеплаабменнікі абапіраюцца на бесперапынны паток астуджальнай вады, часта з ракі, возера або масіўнага контуру градзірні. Гэта азначае адбор вады, апрацоўку хімікатамі для прадухілення адукацыі накіпу і біяабрастання, а таксама цеплавы разрад назад да крыніцы. ACHE ліквідуе ўвесь гэты цыкл. Я памятаю праект газаперапрацоўчага завода ў схільнай да засухі частцы Тэхаса. Першапачатковы праект кліента прадугледжваў мокрую сістэму астуджэння, але дазвол на забор вады быў кашмарам. Мы перайшлі да ахаладжальніка з вентылятарам. Першапачатковы кошт быў вышэйшы, але свабода працы была неадкладнай. Няма больш ніякіх перамоваў аб правах на ваду, ніякага маніторынгу абмежаванняў тэмпературы выпуску. Перамога ў галіне ўстойлівага развіцця тут абсалютная: гэта зводзіць прамысловы след на мясцовую гідралогію амаль да нуля. Для вытворцы, як Кампанія Shanghai SHENGLIN M&E Technology Co.,Ltd, чый партфель на https://www.shenglincoolers.com заснавана на гэтых тэхналогіях, гэта асноўная каштоўнасная прапанова, для якой яны распрацоўваюцца, — забеспячэнне прамысловага астуджэння, якое цалкам дазваляе пазбегнуць воднага крызісу.
Тым не менш, сцвярджэнне аб «нулявой колькасці вады» патрабуе невялікага ўдакладнення. У вас можа быць невялікая сістэма прамывання вадой для ачысткі рэберных труб, калі паветра асабліва бруднае, але гэта перыядычна і нязначная частка таго, што спажывае градзірня. Сапраўдны эксплуатацыйны нюанс - гэта сухую працу. Калі вы выдаляеце велізарную цеплавую масу вады, у вас застаецца адносна нізкая цеплаёмістасць паветра. Гэта прымушае іншы тып дызайнерскага мыслення - максімальнае павелічэнне плошчы паверхні з рэбрамі, аптымізацыя паветранага патоку. Гэта кампраміс, які высоўвае энергаэфектыўнасць матэрыялаў і вентылятараў на першы план, што вядзе да наступнага, менш відавочнага ўзроўню ўстойлівасці.
Энергія і дылема вентылятара
Тут размова становіцца жорсткай. Крытыкі справядліва адзначаюць, што праца вялікіх вентылятараў спажывае значную колькасць электраэнергіі. Я праходзіў міма блокаў, дзе шум вентылятара аглушальны, што з'яўляецца дакладнай прыкметай неэфектыўнай сістэмы або сістэмы, якая працуе занадта цяжка з-за забруджаных трубак. Спасылка на ўстойлівае развіццё заключаецца ў дэталях таго, як вы кіруеце гэтай энергіяй. На пачатку маёй кар'еры мы паўсюль спецыфікавалі стандартныя вентылятары з фіксаванай хуткасцю. Просты, трывалы. Але тады вы знаходзіцеся ва ўладзе тэмпературы навакольнага паветра. Прахалоднай раніцай вы пераахалоджваецеся і марнуеце магутнасць вентылятара; у гарачы поўдзень працэс можа спыніцца, таму што вы не можаце націснуць больш паветра. Гэта не ўстойлівая праца.
Пераход на прывады з пераменнай частатой (VFD) на рухавіках вентылятараў змяніў гульню. Цяпер хуткасць вентылятара мадулюецца ў залежнасці ад тэмпературы на выхадзе працэсу або ўмоў навакольнага асяроддзя. Магутнасць вентылятара прапарцыйная кубу яго хуткасці. Паменшыце хуткасць на 20%, і вы амаль удвая зменшыце спажыванне энергіі. Я бачыў праекты мадэрнізацыі, у якіх даданне VFD акуплялася менш чым за два гады выключна за кошт эканоміі электраэнергіі. Гэта практычнае павышэнне эксплуатацыйнай устойлівасці, якое ператварае ACHE з пасіўнага кампанента ў актыўна аптымізаваны. Вытворцы спахапіліся, распрацоўваючы больш лёгкія, больш аэрадынамічныя лопасці вентылятара і больш эфектыўныя каробкі перадач, каб выціснуць кожны працэнт эфектыўнасці.
Ёсць таксама ўскосная эканомія энергіі, пра якую часта не звяртаюць увагі: адсутнасць перапампоўкі вады. Вялікай сістэме астуджальнай вады патрэбныя масіўныя помпы для цыркуляцыі тысяч галонаў у хвіліну. Гэта пастаянная велізарная электрычная нагрузка, якой проста не існуе з сістэмай паветранага астуджэння. Калі вы робіце поўны баланс карыснасці завода, карціна чыстай энергіі для ACHE можа быць дзіўна спрыяльнай, асабліва ў рэгіёнах з умераным кліматам.
Даўгалецце матэрыялу і жыццёвы цыкл мыслення
Устойлівасць - гэта не толькі аператыўныя ўклады; гаворка ідзе пра жыццёвы цыкл апаратнага забеспячэння. Добра пабудаваны ACHE - гэта жорсткая частка інфраструктуры. Асноўны пучок — рэбрыстыя трубы ў каркасе з вугляродзістай сталі — можа праслужыць 25-30 гадоў пры элементарным сыходзе. Я правяраў агрэгаты 80-х гадоў, якія ўсё яшчэ эксплуатуюцца, таму што навакольнае асяроддзе ўнутры труб (з тэхналагічнага боку) кантралюецца, а вонкавыя рэбры, хоць і схільныя карозіі, часта вырабляюцца з алюмінізіраванай сталі або іншых ахоўных пакрыццяў. Такі даўгавечнасць дазваляе пазбегнуць частых цыклаў замены і звязаных з гэтым выкідаў пры вытворчасці менш трывалага абсталявання.
Рэжымы адмовы павучальныя. Уцечкі труб адбываюцца, як правіла, у месцы злучэння плаўніка з трубкай або там, дзе трубкі ўкочваюцца ў калектар. Рамонт лакалізаваны - вы падключаеце трубку або замяняеце секцыю. Параўнайце гэта з кожухотрубчатым абменнікам, дзе сур'ёзная ўцечка можа азначаць выцягванне ўсяго пакета, а гэта вялізная задача. Прыдатнасць да рамонту істотна падаўжае тэрмін службы аб'екта. Аднойчы ў нас на ўчастку быў пашкоджаны скрутак кранам. Замест таго, каб здаць яго на металалом, каманда вытворцы, як і варта было чакаць ад вопытнай фірмы, такой як SHENGLIN, прапанавала выразаць пашкоджаную адсеку і зварыць новы модуль. Прылада вярнулася ў сетку праз некалькі тыдняў, а не месяцаў. Гэта ўстойлівае кіраванне актывамі.
Аднак выбар матэрыялу мае вырашальнае значэнне. У прыбярэжных раёнах саляныя пырскі могуць праядаць рамы з вугляродзістай сталі. Я бачыў праекты, дзе ўказанне гарачага цынкавання з самага пачатку дадало 15% да кошту, але падвоіла чаканы тэрмін службы. Гэтыя першапачатковыя інвестыцыі з'яўляюцца прамым рашэннем аб устойлівым развіцці, памяншаючы доўгатэрміновыя адходы і выкарыстанне рэсурсаў для рэканструкцыі.
Сістэмная інтэграцыя і рэкуперацыя адпрацаванага цяпла
Вось больш прасунуты ракурс: выкарыстанне ACHE не толькі ў якасці канчатковай кропкі для адводу цяпла, але і ў якасці кіраванага элемента ў схеме рэкуперацыі адпрацаванага цяпла. Гэта гучыць неразумна - навошта вам больш эфектыўна адводзіць цяпло? Галоўнае - кантроль тэмпературы. Дапусцім, у вас ёсць тэхналагічны паток з адпрацаваным цяплом, які занадта нізкі для працы паравой турбіны, але вы можаце выкарыстоўваць яго для папярэдняга падагрэву сілкуючай вады або цяпла будынка. Калі ваш адзіны ахаладжальнік - грубы, негабарытны ACHE, ён скідае ўсё гэта цяпло ў атмасферу, перш чым вы зможаце яго выкарыстоўваць.
Сучасны дызайн дазваляе зрабіць больш вытанчаным. Падзяляючы пакет на секцыі (якія часта называюць адсекамі) і незалежна ад іх кіруючы вентылятарамі, вы можаце дакладна кантраляваць тэмпературу на выхадзе. Вы можаце астудзіць паток роўна настолькі, каб задаволіць патрэбы працэсу, а потым накіраваць яшчэ цёплы паток у другасны цыкл аднаўлення. Я ўдзельнічаў у пілотным праекце на цэментным заводзе, дзе мы рабілі менавіта гэта. Мы выкарысталі мадуляваны ACHE для падтрымання аптымальнай тэмпературы для ўстаноўкі арганічнага цыклу Рэнкіна (ORC), якая выпрацоўвае дапаможную энергію. ACHE не быў зоркай шоу, але яго дакладнае кіраванне зрабіла ўвесь цыкл аднаўлення жыццяздольным. Гэта ператварае яго з інструмента ўстойлівага развіцця за кошт аднімання (эканомія вады) у інструмент за кошт уключэння (палягчэнне аднаўлення энергіі).
Гэта патрабуе больш высокага ўзроўню мыслення аб дызайне сістэмы. Гэта не проста купля гатовага ахаладжальніка; гэта інтэграцыя яго з элементамі кіравання і іншымі блокамі працэсу. Калі гэта працуе, сінэргія значна павышае агульную цеплавую эфектыўнасць завода.
Прагматычныя выклікі і кампрамісы
Пісаць пра гэта, не кажучы пра галаўны боль, было б несумленна. Паветранае астуджэнне не заўсёды з'яўляецца правільным рашэннем. Галоўнае - тэмпература навакольнага паветра. Пры тэмпературы 45°C (113°F) на Блізкім Усходзе дэльта T рэзка скарачаецца. Вам патрэбна нашмат большая плошча паверхні, што азначае больш матэрыялу (больш увасобленага вугляроду), больш месца на ўчастку і больш вентылятараў. Часам гібрыдная сістэма (вільготная/сухая) з'яўляецца сапраўды ўстойлівым аптымальным варыянтам, у якой выкарыстоўваецца невялікая выпарная секцыя для астуджэння паветразаборніка ў самыя гарачыя дні, значна скарачаючы след. Я бачыў праекты, у якіх настойванне на 100% сухой сістэме па ідэалагічных прычынах прывяло да стварэння негабарытнага, неэфектыўнага монстра, які быў горшым пры ацэнцы поўнага жыццёвага цыкла, чым разумны гібрыдны дызайн.
Яшчэ адна рэальная праблема - забруджванне паветра. У запыленым асяроддзі або побач з заводам угнаенняў плаўнікі хутка забіваюцца. Паток паветра падае, прадукцыйнасць бакаў і энергія вентылятара ўзлятаюць. Вам патрэбна эфектыўная стратэгія ачысткі - часта аўтаматызаваныя онлайн-сістэмы ачысткі з паваротнымі сопламі. Калі вы занядбаеце гэтым, перавагі ўстойлівага развіцця знікнуць, калі прылада пажырае энергію, каб праштурхнуць паветра праз забітую матрыцу. Гэта праблема культуры абслугоўвання ў такой жа ступені, як і інжынерная.
Такім чынам, яны павышаюць устойлівасць? Абсалютна, але ўмоўна. Яны прапануюць надзейны шлях для аддзялення прамысловага астуджэння ад дэфіцыту вады і значнай эканоміі энергіі за кошт разумнага кіравання. Іх даўгавечнасць памяншае адходы на працягу ўсяго жыццёвага цыклу. Але паляпшэнне не адбываецца аўтаматычна. Гэта вынікае з прадуманых спецыфікацый - правільнага памеру, выбару матэрыялаў, стратэгіі кіравання вентылятарамі - і стараннага эксплуатацыйнага абслугоўвання. У руках дасведчанага аператара і пры падтрымцы надзейнай інжынерыі ад спецыялістаў, цеплаабменнік з паветраным астуджэннем становіцца больш, чым проста кавалак трубаправода з рэбрамі; гэта асноватворны кампанент для пабудовы ўстойлівага, рэсурсасвядомага прамысловага прадпрыемства. Гэта практычная рэальнасць, далёкая ад размоў у глянцавых брашурах.
