Подобные солнцу: промышленное инфракрасное отопление

Газовый инфракрасный излучатель закреплен на цепях под коньком крыши
Газовый инфракрасный излучатель закреплен на цепях под коньком крыши
Первые отечественные установки для газового лучистого отопления производственных предприятий появились еще в 40–50 х годах прошлого века, однако широкого распространения тогда не получили. Богатая энергоресурсами держава предпочитала обогревать свои многочисленные заводы и фабрики с помощью теплоэлектроцентралей, котельных и систем централизованного теплоснабжения. Сегодня Россия вступила в эру энергосберегающих технологий. Обогревать производство, теряя уйму тепловой энергии при транспортировке, уже не в духе времени. А вот экономичное газовое лучистое отопление становится все более популярным, его предпочитают предприятия, приступившие к модернизации и обновляющие не только производственное, но и теплогенерирующее оборудование, системы доставки и распределения тепловой энергии.

Курс на децентрализацию

Для масштабного внедрения систем газового лучистого отопления на базе газовых инфракрасных излучателей (ГИИ) на большинстве крупных российских предприятий сегодня есть все необходимые экономические предпосылки. Физический износ промышленных систем теплоснабжения в среднем по стране составляет 70–100%. Их восстановление потребует значительных капитальных затрат. Необходимость инвестиций уже ни у кого не вызывает сомнений, вопрос лишь в том, за что именно стоит платить деньги.

Несколько ГИИ подключены к одному дымососу
Несколько ГИИ подключены к одному дымососу
Первым делом надо сказать о предприятиях, владеющих собственными котельными, построенными еще во времена царя Гороха. Ведь используемое ими тепло сегодня оказывается наиболее дорогостоящим. В суровую зиму оборудование старых котельных, как правило, постоянно ломается. Затраты на ремонт заводских тепловых сетей и котлов растут год от года. В итоге доля затрат на тепловую энергию в себестоимости продукции таких предприятий составляет уже не 1–5%, а все 50, из-за чего производство становится абсолютно неконкурентоспособным.

Существует два пути модернизации теплотехники. Первый предполагает комплексное обновление устаревшего котельного оборудования и тепловых сетей (подключение нового теплогенерирующего оборудования к изношенным сетям и системам отопления неэффективно). Данное решение избавит от регулярных ремонтов ветхой техники, однако затраты собственно на генерацию теплоты существенно не изменятся. Кроме того, единовременные капитальные вложения в комплексную реконструкцию будут впечатляющими. И это неминуемо отразится на себестоимости продукции.

Второй путь — переход на новые системы децентрализованного теплоснабжения на основе ГИИ. Такие системы производят тепло непосредственно в отапливаемом помещении, исключая расходы на его транспортировку. Если допустить их использование, то реконструкция котельных и тепловых сетей может пройти в усеченном объеме, достаточном лишь для организации теплоснабжения административных зданий и технологических процессов.

Месторасположение излучателей определяется посредством скрупулезного расчета
Месторасположение излучателей определяется посредством скрупулезного расчета
Вложенные в реконструкцию средства быстро окупятся за счет резкого (иногда — в десятки раз) снижения затрат на теплоснабжение отапливаемых новым способом цехов. Ну а после завершения срока окупаемости экономия затрат на теплоснабжении превратится для предприятия в дополнительную прибыль, причем весьма существенную.

К внедрению децентрализованных систем на основе ГИИ склоняются сегодня и многие заводы и фабрики, не имеющие собственных котельных и подключенные к централизованным системам теплоснабжения. Дело в том, что многие поставщики тепла претендуют уже не на 20–30% наценки к топливной составляющей тарифа, как это было в советские времена, а на 70% и более, причем рост цен продолжается. Понятно, что цены завышаются неспроста — так покупателям тепловой энергии навязывается участие в оплате модернизации основных фондов теплоснабжающих организаций…

Опыт подсказывает, что вкладывать средства в собственное развитие всегда выгоднее, чем в развитие другого коммерческого предприятия. Поэтому вопрос скорейшего отключения производства от поставщиков тепла и переход на собственную систему децентрализованного отопления волнует сегодня многих рачительных хозяев. Кстати, все сказанное актуально не только для заводов гигантов, но и для предприятий среднего и малого бизнеса. Если производство разворачивается в арендуемых помещениях, автономность его теплоснабжения — это вопрос финансовой независимости.

Эти темные, эти жгучие…

На российском рынке представлены ГИИ разнообразных конструкций. Работать они могут на природном или на сжиженном газе. Существует классификация, согласно которой устройства этого типа подразделяются на светлые высокотемпературные (с температурой излучения выше 1000°C), светлые среднетемпературные (800–1000°C), низкотемпературные каталитические (600–800°C), темные (400–600°C) и супертемные (200–400°C). Грамотное использование ГИИ позволяет обеспечить комфортные условия производства не только в цехах, но и на отдельно взятой части неотапливаемого помещения, и буквально в чистом поле.

В спектре темных ГИИ доля опасного для здоровья жесткого коротковолнового излучения минимальна
В спектре темных ГИИ доля опасного для здоровья жесткого коротковолнового излучения минимальна
В рамках данной статьи мы остановимся на темных ГИИ, весьма эффективных и вполне благополучных с точки зрения экологии. Опыт предприятий, использующих подобную технику уже не один год, подтверждает, что затраты на тепловую энергию снижаются иногда в 10–20 раз, а расходы на покупку и монтаж темных ГИИ и всего сопутствующего оборудования окупаются за один-два отопительных сезона.

Особенно эффективны темные ГИИ для производственных помещений с потолками высотой более 4–5 м и не вполне удовлетворительной теплоизоляцией ограждающих конструкций. Впрочем, область применения газовых инфракрасных излучателей темного типа не ограничивается промышленностью. Ведь во всем мире с помощью этой техники отапливаются депо, ангары для самолетов, склады, спортивно-зрелищные объекты, крытые теннисные корты, кассовые залы и залы ожидания вокзалов и аэропортов, автосалоны, торгово выставочные павильоны и крытые рынки, развлекательные комплексы, религиозно-культовые объекты.

Некоторые ограничения на использование темных ГИИ накладывают пожарные нормы, в частности, из-за того, что температура поверхности их излучающих элементов выше 150°C. В России не допускается использовать эту технику в системах отопления и обогрева административно-бытовых помещений, а также производственных помещений категорий «А», «Б» и «В1», в зданиях IV и V степеней огнестойкости, а также в помещениях подвальных и цокольных этажей. С осторожностью следует применять темные ГИИ при наличии под ними предметов, нагрев которых нежелателен (кран-балки, товары и материалы, ухудшающие свои потребительские качества при тепловом облучении).

Основные достоинства газового лучистого отопления

Тепловое излучение темных ГИИ не поглощается воздухом, а нагревает людей, пол, стены и поверхности оборудования. В свою очередь, нагретые поверхности передают в окружающую среду тепло. При этом происходит выравнивание температуры между нижней и верхней зонами помещения без избыточного нагрева воздуха. Кроме того, люди обогреваются как за счет падающего теплового излучения, так и за счет тепла от нагретых поверхностей, что дает возможность снизить среднюю температуру воздуха в помещении на 4–6 °C при сохранении теплового комфорта. Использование ГИИ позволяет добиться равномерного распределения тепла во всем объеме помещения или же создать в одном и том же помещении зоны с различными температурными режимами, не вызывая при этом интенсивного движения воздуха.

Вот такой конструктив!

Темный ГИИ состоит из горелочного блока с автоматикой, присоединенного к трубчатому излучающему элементу (отрезку трубы из жаропрочной стали — прямому или изогнутому в форме буквы «U», внутри которого для интенсификации теплоотдачи размещен турбулятор). С другой стороны трубы установлен дымосос. Газ сгорает в горелочном устройстве, после чего продукты сгорания продвигаются внутри трубчатого излучающего элемента, а затем отводятся в дымоотводящий канал. Над излучающим элементом установлен рефлектор, позволяющий изменять направление теплового потока.

Длина темных ГИИ варьируется от 6 до 350м, мощность — от 10 до 500кВт. Приборы подвешивают к перекрытию на высоте до 40м. Горелочный блок и дымосос у темных ГИИ могут монтироваться как внутри, так и снаружи отапливаемого помещения, дымоход может быть вертикальным или горизонтальным. К одному дымоходу можно подключать сразу до 20 ГИИ.

Все приборы управления темными ГИИ монтируются в нижней зоне помещения и обеспечивают надежную и безопасную эксплуатацию оборудования. Вообще, современный уровень автоматизации газового лучистого отопления позволяет не только добиваться эффективного использования газа, но и эксплуатировать систему без постоянного присутствия на объекте обслуживающего персонала.

Надо особо отметить, что проектирование газового лучистого отопления и его монтаж требуют от исполнителей работ определенных знаний и навыков. Так, из-за неправильного подбора и размещения ГИИ может наблюдаться неравномерный, недостаточный, или — что еще хуже, — избыточный прогрев отапливаемой зоны. Немало проблем могут доставить некорректное подключение к газовой магистрали или некачественный монтаж дымохода (типичные ошибки — протечки через узел прохода дымового канала через кровлю, течь конденсата).

Высота подвеса излучателей может доходить до 40м!
Высота подвеса излучателей может доходить до 40м!
В помощь проектировщикам можно предложить, к примеру, «Рекомендации по проектированию систем газового лучистого отопления и газового воздушного отопления производственных и общественных зданий» СТО Газпром РД 1.2–137–2005. Хорошей подготовки и оснащения стоит пожелать монтажникам и сервисным специалистам. Ведь процесс установки и технического обслуживания газового лучистого отопления серьезно осложнен тем, что оборудование располагается под потолком на многометровой высоте.

Кратко о рынке

Системами с ГИИ оснащены сотни предприятий в разных регионах России и странах ближнего зарубежья. В их числе предприятия химического машиностроения, сельхозмашиностроения, станкостроения, нефтегазовой отрасли, сельского хозяйства и кораблестроения. Однако в процентном выражении рынок далек от насыщения. Исследования показывают, что системы газового лучистого отопления занимают только 10–15% от общего объема продаж отопительных систем для производственных зданий, а преимущество остается пока за традиционными конвекционными устройствами.

Темные ГИИ позволяют создавать комфортное условия труда в рабочей зоне
Темные ГИИ позволяют создавать комфортное условия труда в рабочей зоне
Причина — потребители недостаточно хорошо информированы о преимуществах и выгодах газового лучистого отопления.

Анализ ценовой политики разных фирм показывает, что цены на ГИИ колеблются в пределах 6–13 евро за 1 м² обогреваемой площади.

Если говорить об участниках рынка, то начать стоит с его первопроходцев. В Россию первые ГИИ поступили из Германии. В 1990 х годах компания GOGAZ смонтировала их на металлургическом комбинате г. Старый Оскол, а Schwank — на одном из предприятий «Газпрома», расположенном в Тюмени.

Среди иностранных производителей темных ГИИ, продукция которых представлена в России, наряду с уже упомянутыми фирмами следует отметить Kübler, Tender (обе — Германия), Fraccaro (Италия), Dufotherm (Франция), Adrian (Словакия), Roberts Gordon, Radiant Servise Ltd (Великобритания). В 1996 г. компания Schwank и ОАО «Запсибгазпром» создали совместное предприятие «Сибшванк», которое на сегодняшний день является, пожалуй, самым крупным российским производителем газовых инфракрасных излучателей светлого и темного типов мощностью от 5 до 50 кВт.

Наиболее продвинутыми регионами по количеству внедренных систем газового лучистого отопления являются Москва и Московская область, а также Урал и Поволжье. Как и прежде, весьма перспективным остается петербургский рынок, куда стремятся прийти многие российские и иностранные компании.

Материал предоставлен «Творческой мастерской Владислава Балашова»

Инвестиционная привлекательность установки газового лучистого отопления на Ленинградском металлическом заводе (ЛМЗ)

Система газового лучистого отопления на основе темных ГИИ была смонтирована в цехах ЛМЗ в 2001 году. Эффективность реализованного технического решения и справедливость проведенных перед его реализацией расчетов были подтверждены уже через несколько лет эксплуатации новой техники.

Таблица 1. Предварительный расчет капитальных затрат по инвестиционному проекту, тыс. долларов США
Статья затратВеличина
Отопительное оборудование1.309
Монтажные и пусконаладочные работы483.0
Проектные работы43.0
НДС367
Всего2202.0
Источник: По материалам НПП «Стройпроектсервис»
До реализации инвестиционного проекта ЛМЗ получал горячую воду от районных ТЭЦ 17 и ТЭЦ 21 Ленэнерго. Проектное теплоснабжение завода составляло 250 тыс. Гкал/год. И минимальная потребность завода в тепловой энергии составляла те же 250 тыс. Гкал/год.

Однако с 1994 года количество тепловой энергии, покупаемой у Ленэнерго, стало постепенно сокращаться и к 2001 году уменьшилось до 100–120 тыс. Гкал/год из-за несоблюдения электростанциями тепловых режимов. В результате на заводе перестали обеспечиваться санитарные нормы по температурным режимам в основных производственных цехах, хотя на обогрев этих помещений уходило более 80 % потребляемой заводом тепловой энергии.

Скрытые потери завода от недостатка тепла в цехах также были вполне очевидны. Например, в зимнее время из-за застывшего масла пуск уникальных станков нередко задерживался на 2–3 часа.

Руководством завода было принято решение об отказе от системы центрального отопления в пользу децентрализованной системы газового лучистого отопления в наиболее важных для обеспечения технологического процесса цехах №№ 201, 228, 212 и 213.

В качестве целей реализации инвестиционного проекта были выбраны следующие:

  • сократить потребление тепловой и электрической энергии на 1 м 2 отапливаемой площади;
  • стабилизировать температурный режим в производственных цехах и таким образом обеспечить требуемое качество основной продукции;
  • снизить издержки производства за счет уменьшения расходов энергоресурсов, сократить затраты на капитальный ремонт уникального станочного оборудования и производственных помещений;
  • улучшить условия труда.

Кроме того, снижение нагрузки на электростанциях системы Ленэнерго должно было дать возможность провести реконструкции оборудования станций ТЭЦ 17 и ТЭЦ 21, сократить объемы выбросов загрязняющих веществ при сжигании газа и мазута для получения тепловой и электрической энергии.
ЛМЗ в течение первого полугодия 2000 года рассмотрел предложения на поставку оборудования от 11 различных производителей.

Таблица 2. Предварительный расчет экономии на текущих издержках в результате реализации инвестиционного проекта, тыс. долларов США/год
Статьи затратДо реализации ИППосле реализации ИПЭкономия
Электроэнергия80.8311.4469.39
Тепловая энергия532.17532.17
Газ33.43 -33.43
Затраты на эксплуатацию тепло-сетей и агрегатов воздушно-калориферных систем отопления218.85128.9589.57
Итого831.52173.82657.70
Источник: По материалам НПП «Стройпроектсервис»

Оценка предложений производилась в 2 этапа. Первоначально анализировались технические и эксплуатационные достоинства предлагаемых систем — надежность, экологичность, адаптированность к российскому климату, наличие лицензий и сертификатов гигиенического соответствия, возможность поставки систем газового лучистого отопления «под ключ». На втором этапе сравнение осуществлялось по ценовым параметрам.

По совокупности факторов преимущество было отдано оборудованию компании Kübler (Германия).

После внедрения новой техники руководители предприятия не раз заявляли о значительной экономии на текущих издержках, связанных с закупкой тепловой энергии и электроэнергии для отопления завода и эксплуатацией существующих систем отопления и трубопроводов. Реализация проекта позволила повысить качество продукции за счет обеспечения температурных режимов, влияющих на работу станков и геометрическую точность изготавливаемых узлов, увеличить срок службы уникального оборудования, имеющего повышенный износ из-за пусков и работы при холодном масле, поднять производительность труда рабочих за счет обеспечения нормальных условий труда в зимнее время.



наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест