Компенсация реактивной мощности и нивелирование гармоник на производствах комплексных удобрений

Анонс: Отрасли минеральных удобрений в РФ и ИТС 2 ─ 2015 по наилучшим доступным технологиям. Особенности технологических процессов, энергопотребления, нагрузки производств удобрений. Компенсация реактивной мощности и нивелирование гармоник на производствах комплексных удобрений.

Отрасли минеральных удобрений в РФ - односторонних (азотных или калийных), сложных и комплексных - как системообразующей для российского химического комплекса, уделяется большое внимание со стороны органов исполнительной власти, институтов стандартизации, в том числе в аспектах энергосбережения, повышения энергетической эффективности, импортозамещения и внедрения прогрессивных технологий, оборудования, материалов.

Так, производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот вошло в отдельный информационно-технический справочник ИТС 2 ─ 2015 по наилучшим доступным технологиям (ИТС регламентированы Постановлением Правительства РФ № 1458 от 23.12.2014), где формализованы лучшие технологические процессы, оборудование, технические способы, методы в отрасли и способы повышения их эффективности. В действующем ИТС 2 ─ 2015 определена необходимость исключения природного газа из энергоносителей для основных технологических процессов, что увеличит и без того немалые удельные расходы электроэнергии, а также значимость вопросов энергосбережения, в том числе за счет компенсации реактивной мощности и повышения качества электроэнергии путем локализации источников гармонических возмущений.

Особенности технологических процессов, энергопотребления и нагрузки на производствах комплексных удобрений.

Заводы и комплексы по изготовлению комплексных удобрений – предприятия полного цикла, производственные процессы в которых разделены территориально для обеспечения взрыво- и пожаробезопасности, но целостные по используемой технологической карте, системам аспирации, водоочистки, диспетчерского автоматизированного контроля и управления.

В производстве удобрений:

• могут применяться схемы с использованием барабанного гранулятора-сушилки, в том числе в вариантах скоростной аммонизатор-испаритель - барабанная гранулятор-сушилка (при использовании ЭФК концентрацией 20-30%), скоростной аммонизатор-испаритель - трубчатый реактор - барабанная гранулятор-сушилка, трубчатый реактор - барабанная гранулятор-сушилка, каскад емкостных нейтрализаторов-смесителей с перемешивающими устройствами - барабанная гранулятор-сушилка, аммонизатор-гранулятор - сушильный барабан (при использовании концентрированной ЭФК с концентрацией P2O5 до 54%), схемы с грануляционной башней.
  
  Рис. Типовая схема производства удобрений трубчатый реактор - аммонизатор-гранулятор - сушильный барабан.
• технологический процесс многоступенчатый и включает:
  - выгрузку, транспортировку, хранение раствора аммиачной селитры, газообразного и жидкого аммиака, фосфорной, серной кислот, известняка, доломита, магнезитового порошка, хлористого калия, индустриального масла, добавок;
  - подготовку полуфабрикатов, выпаривание раствора аммиачной селитры; получение пульпы в баках (реакторах) — нейтрализаторах;
  - грануляцию пульпы в аммонизатор-грануляторах и сушку гранул в сушильных барабанах или грануляции и сушки в барабанной гранулятор-сушилке;
  - классификацию и дробление гранул в грохотах и дробилках;
  - охлаждение и кондиционирование продукта в аппаратах кипящего слоя и барабанных холодильниках — кондиционерах;
  - фасовку и отгрузку удобрений на дозаторах с применением мягких контейнеров МКР;
  - очистку газов в скрубберах «Вентури», полых башнях, брызгоуловителях и т.д.

Сети предприятий по производству минеральных удобрений подключаются к подстанциям 6-10 кВ, имеют цепочку понизительных подстанций и емкие сегменты, в которых оборудование при проектировании группируется по характеру и режиму работы. Основная нагрузка сетей предприятий и комплексов по производству удобрений:

• электроприводы переменного и постоянного тока насосов дозаторов, выпарных аппаратов, грохотов, дробилок, конвейеров, элеваторов, компрессоров, кратцер-кранов, упаковочных машин и т.д.;
• многоимпульсные ШИМ преобразователи для электроприводов постоянного тока;
• силовые трансформаторы подстанций, преобразователей, оборудования.

Дополнительную нагрузку сети и ее сегментов по реактивной мощности и гармоническим возмущениям создают системы освещения, водоочистки, рекуперации, центры обработки данных. Узкими местами производства, как правило, остаются грануляторы и сушилки, что определяет работу с неполной загрузкой значительной доли электроприводов и, соответственно, низкий коэффициент мощности сетей.

Неполная загрузка трансформаторов, асинхронных двигателей в совокупности с со спецификой работы ШИМ преобразователей обуславливает не только большую потребность в реактивной энергии, но и значительное засорение сетей гармониками высших порядков вплоть до 23, 25, 35, 37, из-за чего повышаются риски аварийности систем, сбоя производственно-технологических процессов, сокращаются сроки эксплуатации электрооборудования и увеличиваются непроизводственные затраты, себестоимость и цена продукции.

Важно: Компания «МИРКОН» напоминает менеджментам предприятий и комплексов по производству комплексных удобрений, что:

• Постановлениями Правительства РФ N 937 от 13.08.2018 и N 1622 от 21.12.2018 в «Правила недискриминационного доступа...» внесены изменения, обязывающие потребителя обеспечивать, как надлежащее техническое состояние и функциональность оборудования, регулирующего реактивную мощность (пункт «в» п.14 раздела II), так и показатели качества электроэнергии и соотношения потребления активной и реактивной мощности, соответствующие обязательным требованиям ТУ на подключение (пункт «е» п.14 раздела II);
• во исполнение требований Постановления Правительства РФ N 937 от 13.08.2018 «Правила технологического функционирования электроэнергетических систем и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации» Минэнерго России разработан и действует с 18 января 2020 года Приказ № 465 от 14.05.2019, формализующий «Правила проведения технического освидетельствования оборудования, зданий и сооружений объектов электроэнергетики», где в п. 4 раздела II определены объекты обязательного технического освидетельствования и в их числе статические компенсаторы, конденсаторные установки и конденсаторы классом напряжения 1 кВ и выше.

Компенсация реактивной мощности и нивелирование гармоник на производствах комплексных удобрений.

Для эффективной компенсации реактивной мощности, повышения качества электроэнергии, надежности и стабильности сетей, как установками КРМ, так и путем локализации источников гармонических возмущений, компания «МИРКОН» предлагает:

• полный энергоаудит объекта с мониторингом, регистрацией, расчетом и анализом максимального пакета параметров качества электроэнергии, что позволит:
  - выявить «узкие» места в сети, как по потреблению реактивной энергии, так и степени гармонических искажений;
  - определить наиболее эффективный и целесообразный способ компенсации, оптимальные места подключения установок УКРМ и активных (или гибридных) фильтров гармоник;
• интеграцию в технически и финансово обоснованных местах сети дроссельных установок повышения коэффициента мощности, защищенных от токов гармоник, УКРМФ с каскадными пассивными фильтрами (при наличии интенсивных гармоник разных порядков и рисках резонанса), быстродействующих УКРМТ или УКРМТФ с тиристорным управлением (для резко- и быстроизменяющейся нагрузки);
• установку активных фильтров максимально близко к источнику гармоник, что позволит уменьшить мощность полупроводников в схеме и, соответственно, цену устройства;
• проектирование и интеграцию (с обоснованием) финансово доступных:
  - гибридных УКРМФ, УКРМТФ с одной нерегулируемой ступенью для срезания постоянного фона потребности в реактивной энергии;
  - гибридных фильтров (активный плюс пассивный), в которых пассивные колебательные контура шунтируют гармоники максимальной интенсивности, а это позволяет снизить мощность активной части и, соответственно цену фильтра.

Возврат к списку