Кирпич и черепица Brick and Tile Industry International - Russia 2/2016 www.zi-online.info
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Russia 2/2016
www.zi-online.info
Кирпич и черепица
Brick and Tile Industry International
Zi Ziegelindustrie International
ведущее и самое
распространенное в
мире специздание для
грубокерамической
промышленности
Журнал рассчитан на руководящих работников Журнал информирует и о последних научных
и специалистов этой отрасли промышленности. достижениях. Новости фирм и союзов, сообщения
о новых видах продукции, информация от
Zi отличается практической направленностью Европейского объединения «Tiles and Bricks
тематики и написания статей. Его Europe», репортажи с выставок и других
основные темы – сырьевые компоненты мероприятий, – все это дает читателю возможность
грубокерамических изделий, их добыча и постоянно быть в курсе событий отрасли
подготовка, термические и механические
процессы, управление производством и Zi Russia Кирпич и черепица на русском
контроль качества, применение готовой языке выходит в настоящее время 2 раза в год.
продукции. Особое внимание уделяется Распространяется на территории России и других
разработкам по рационализации стран СНГ.
производства, снижению энергопотребления,
повышению качества и улучшению защиты Zi Ziegelindustrie International на немецком и
окружающей среды. На примере современных английском языках в интернете: www.zi-online.info
кирпичных заводов освещается передовой
уровень техники и технологий. Телефон для подписки:
+49 421 427 9843 (Германия)
Редакционная статья Дорогие читатели! С 24 по 27 января в Москве проводится выставка Cera- Дипл. инженер Экхард Римпель (стр. 14 – 19) на кон- matech. Производители машин и комплектного обору- кретных примерах показывает, что, установив тепловые дования для керамической промышленности, а также насосы с рекуперацией скрытой теплоты, можно эконо- смежники представят на ней свою продукцию, возмож- мичным образом повысить энергоэффективность про- ные решения и новые идеи. цесса сушки в уже действующих системах, в том числе и Во втором в этом году русском выпуске нашего жур- лри отсутствии энергетического сопряжения печи и су- нала мы тоже информируем вас о новостях керамиче- шилки. ской промышленности. В описаниях заводов и в новостях с предприятий от- Важным событием года стал конгресс Европейской ас- расли мы представляем удачно реализованные про- социации производителей кирпича и черепицы (TBE), екты. проводившийся в швейцарском Люцерне. 23 и 24 июня Желаю вам интересного чтения! около 80 его участников – предпринимателей, работаю- щих в кирпичной отрасли, и представителей соответству- Ваша ющих отраслевых национальных объединений в Европе Анетт Фишер – обсуждали темы, самые существенные для отрасли не только сегодня, но и в перспективе. Предметом дискуссий были, помимо прочего, новые тенденции в свете климати- ческой и энергетической политики EC, в частности проис- ходящий сейчас пересмотр правил ЕС о торговле квотами на выбросы парниковых газов после 2020 г. Подробнее об этом читайте на стр. 8–9 В статье проф., д-ра Кристиана Шеффера (стр. 10–13) рассказывается, как можно на кир- пичном заводе достичь максимальной энергетической эффективности и снижения затрат. Гибридное энергос- набжение позволяет оптимизировать энергопотребление кирпичного завода, в том числе в отношении максималь- ной эксергетической эффективности. www.zi-online.info Zi Russia 2 2016 1
Содержание
3 Проект Dream по программе «Горизонт 2020»
4 Tecnargilla 2016: впервые среди посетителей
преобладали иностранцы
Встреча экспертов керамической промышленности на
озере Гарда
5 «Sacmi Heavy Clay встречает будущее»
Анетт Фишер (Dipl. – Ing. )
8 Встреча европейских производителей кирпича
и черепицы в Швейцарии
Кристиан Шеффер (Prof. Dr. – Ing)
10 Гибридная печь с объединенным использованием
8 Около 80 предпринимателей, занимающихся произ-
водством кирпича и черепицы, и представителей со-
ответствующих отраслевых национальных объединений
теплоты отходящих газов из Европы собрались в швейцарском Люцерне на кон-
гресс Европейской ассоциации производителей кирпича
Экхард Римпель (Dipl. – Ing. ) и черепицы (TBE), проводившийся 23–24 июня этого года.
14 Повышение энергоэффективности В связи с тем, что 23-го июня это объединение проводило
и экологичности процессов сушки c помощью параллельно с мероприятиями TBE свое общее собрание,
тепловых насосов делегация швейцарских производителей кирпича и чере-
пицы на конгрессе была особенно представительной.
Диего Г. Суарес (Dipl. Ing)
20 Эффективное измельчение для производства
изделий с высокой добавленной стоимостью
Титульная страница
Ревдинский кирпичный завод (Свердловск, Россия) Новое здание винодельческого хо-
25 Производство облицовочного кирпича и зяйства Wutte в австрийском Фре-
пустотелых блоков на одной линии зинге (Нижняя Штирия) бросается
в глаза. В общей архитектурной
Basak Kiremit (Эскишехир, Турция) концепции впечатляющим обра-
31 Basak Kiremit доверяет опыту фирмы зом объединены новизна и тра-
Marcheluzzo Impianti диция. Боковые стены и крыша,
оформленные с применением
35 Международные новости глиняной черепицы, придают вну-
шительной постройке монолит-
56 Календарь событий ный вид. Полностью остекленный
фасад пропускает много света и
предоставляет взору возможность
проникнуть внутрь.
Архитектор: Маркус Шпитцбарт
(Лаакирхен, Австрия)
Фото: Tondach Gleinstätten AG
(Глейнштеттен, Австрия)
Управляющий директор Перевод, верстка и печать
Карл-Хайнц Мюллер MedienTransfer Verlag
(Karl-Heinz Müller) Humburg Media Group, Bremen
www.hmg.de
Главный редактор
Кирпич и черепица Дипл. инж. Анетт Фишер Арт-директор
ZI – Ziegelindustrie International (Dipl.-Ing. Anett Fischer) Николай Соколов
Brick and Tile Industry International Тел.: +49 5241 8089 264 Тел.: +49 177 496 5514
E-Mail: anett.fischer@bauverlag.de www.kopfkraftwerk.de
Bauverlag BV GmbH
Avenwedder Straße 55 Директор по рекламе Подписка на русское издание
33311 Gütersloh Инго Вандерс (Ingo Wanders) Аркадий Альтшуль
Germany Тел.: +49 5241 8041 973 Тел.: +49 421 427 9843
www.bauverlag.de Факс: +49 5241 8064 973 Факс: +49 421 427 9845
www.zi-online.info E-Mail: ingo.wanders@bauverlag.de E-Mail: abo@hmg.de
2 Zi Russia 2 2016 www.zi-online.info
Проект Dream по программе «Горизонт 2020»
Международные новости
Н ачало проекту Dream,
финансируемому в
рамках программы Евро-
жайшие три года в про-
цессе разработки, про-
ектирования и анализа
Европейская комиссия
оказывает поддержку про-
екту с двумя целями. Во-
>> Rath (Германия), один
из мировых лидеров по
производству огнеу-
пейского Союза по разви- необходимо достигнуть первых, она хотела бы до- порной продукции, при
тию научных исследова- значительного сниже- биться конкретных и ощу- поддержке научно-ис-
ний и инноваций «Гори- ния энергопотребления тимых улучшений в жизни следовательского объ-
зонт 2020», и выброса вредных ве- людей: снизить на 20 % единения Forschungsge-
положило организацион- ществ. Конечным резуль- энергопотребление, на meinschaft Feuerfest (Гер-
ное совещание, прове- татом станет инновацион- 20 % – операционные рас- мания);
денное в начале октября ная печь, которую в 2019 г. ходы, на 30 % – выброс >> Keraben Grupo (Испания),
в Брюсселе. В нем прини- фирма Sacmi должна на- вредных веществ. Во- Mirage и Atlas Concorde
мали участие одиннадцать чать продавать. вторых, добиться быстрой (Италия, обе фирмы яв-
представителей европей- Исследование будет на- окупаемости новых тех- ляются ведущими про-
ской керамической про- правлено на разработку нологий для конечных по- изводителями керами-
мышленности и научных новых технологий для пе- требителей – менее чем за ческой плитки);
центров, исследующих ке- чей, применяемых в кера- три года. >> Econotherm (Великобри-
рамику. мической промышленно- Тщательно анализиру- тания), специализиру-
Проект Dream (Design for сти, и предполагает: ется возможность транс- ющаяся на технологиях
Resource and Energy effi- >> создание когенерацион- фера технологий в другие регенерации теплоты,
ciency in ceramic kiln), име- ной установки, работаю- отрасли промышленности, при поддержке Брунель-
ющий целью разработку щей на биотопливе; также характеризующиеся ского университета (Ве-
ресурсои энергоэффек- >> моделирование, имита- высоким потреблением те- ликобритания);
тивных печей для обжига цию и контроль параме- пловой энергии. >> UNIMORE (Университет
керамики, объединяет не- тров обжига; В проект вовлечены Модены и Реджо-Эми-
сколько ведущих игроков >> применение новых кон- одиннадцать участников, лии, Италия) – будет
европейского рынка, дей- вертеров для утилиза- которые будут работать проводить численный и
ствующих в области ке- ции теплоты отходящих под руководством фирмы теоретический анализ
рамических технологий, газов; Sacmi (Италия) и при под- процесса обжига;
и нацелен на разработку >> создание покрытий и но- держке фирмы CRIT (ита- >> Synesis, специализиру-
инновационных решений вых огнеупорных мате- льянская фирма, зани- ющаяся на инновациях
для печей для обжига ке- риалов для улучшения мающаяся технологиче- производственного про-
рамических изделий. теплоизоляции печей; скими инновациями): цесса.
Европейское сообще- >> разработку нового обо-
ство окажет проекту фи- рудования для контроля
нансовую поддержку в и снижения выбросов Sacmi Imola S.c.r.l.
размере 5 млн евро. В бли- промышленных печей. www.sacmi.com
11554-186-87_RUS_Pasel&Lohmann
www.zi-online.info Zi Russia 2 2016 3
Tecnargilla 2016: впервые среди посетителей преобладали иностранцы
Международные новости
В ыставка Tecgnargilla
2016, организованная
итальянской ассоциацией
структурированным по-
верхностям. Другими клю-
чевыми проблемами были
производителей машин и системы энергосбереже-
оборудования для керами- ния на всех этапах произ-
ческой промышленности водства, интеллектуальная
(Association of Italian Manu- автоматизация, а также
facturers of Machinery and цифровое и индивидуаль-
Equipment for Ceramics, Aci- ное проектирование.
mac) и выставочным ком- На выставке Tecnargilla
плексом Rimini Fiera, уста- были также представлены
новила новый рекорд по и парадигмы «Промыш-
числу иностранных посе- ленности 4.0». Такие инно-
тителей. По словам органи- вационные концепции, как
заторов, на проходившую упреждающее и удаленное
с 26 по 30 сентября вы- техобслуживание, отсле-
ставку в Римини прибыло живаемость и логистика,
16 764 участника со всего являются частью производ-
мира, а это 50,3 % от об- ственного цикла и направ-
щего числа гостей (на 6,3 % ляют в том числе и процесс
больше по сравнению с производства керамики в
2014 г. ). Таким образом, сторону цифровых техно-
впервые среди посетите- логий.
лей Tecgnargilla иностран-
ных специалистов ока- Премии Tecnargilla
залось больше, чем ита- Design Award и IED Lab
льянских. Последних было Лучшие идеи и инноваци-
16 631 человек, что со- онные проекты по нетра-
ставляет 49,7 % от общего диционному использова-
числа посетителей (на 1,7 % нию керамики и в этом году
больше по сравнению с тоже были отмечены награ-
2014 г. ). Всего выставку по- дами. Премия Tecnargilla
сетило 33 395 человек из Design Award, присуждае-
более чем 100 стран, что на мая ассоциацией Acimac и
4 % больше по сравнению с выставочным комплексом
2014 г. Rimini Fiera, в номинации
40 % ото всех 500 экспо- «Свет и тень» была отдана
Фото: Мартин Рот
нентов – это зарубежные проекту «Мутант» фирмы
фирмы из 25 стран. Свои System Group. Победите-
разработки они представ- лем конкурса IED Lab стал
ляли в двенадцати выста- Гульельмо Урсо, студент и
вочных залах общей пло- ассистент по магистерской
щадью 80 тыс. м². В целом Гамбули, генеральный ди- нии и модульность обору- программе «Методология
экспоненты и международ- ректор Acimac. дования обозначили глав- проектирования» Европей-
ные делегации провели бо- ным образом тенденцию в ского института дизайна в
лее 1,5 тыс. встреч. Путешествие в будущее технологии. При этом были Милане. Конкурс IED Lab
«Принципиально важ- технологических представлены все этапы Best Innovation Design Pro-
ной оказалась поддержка инноваций производства: формова- ject является совместной
со стороны министерства На выставке можно было ние, обжиг, декорирование, инициативой Европей-
экономического разви- ознакомиться со всеми окончательная обработка, ского института дизайна в
тия Италии и итальянского технологическими дости- вплоть до погрузки и хра- Милане и ассоциации Aci-
агентства внешней тор- жениями, позволяющими нения. mac.
говли (ICE), благодаря кото- сделать производственные Важной темой стало вне- Проведение следующей
рым был повышен уровень процессы более гибкими дрение полностью цифро- выставки Tecnargilla в Ри-
информационного осве- и высокопроизводитель- вых технологий, которые мини запланировано на
щения выставки в мире и в ными. Более экономичные можно применять даже к 2018 год.
Римини были приглашены и интегрируемые решения
профильные покупатели по модели «умного произ-
из новых индустриальных водства» (Smart Factory), а Rimini Fiera SpA
стран», – отмечает Паоло также гибкость в примене- www.tecnargilla.it
4 Zi Russia 2 2016 www.zi-online.info
Встреча экспертов керамической промышленности на озере Гарда
Международные новости
«Sacmi Heavy Clay встречает будущее»
Под таким лозунгом фирма Sacmi провела 28 сентября в итальянском городе Гарда международный симпозиум
представителей керамической отрасли. Помимо заседаний программа включала посещение нового завода Cosmec
в Вероне. Мероприятие позволило международным экспертам встретиться и совместно проанализировать
развитие строительной отрасли, в особенности на фоне новых реалий и шансов, возникающих при слабом,
но стабильном росте.
В конференции, обозначенной как «Встреча будущего», Строительство кирпичных зданий без какого-либо уси-
приняли участие более сотни производителей и экспер- ления железобетоном, сейсмически устойчивых и не на-
тов керамической отрасли, а также реальные и потенци- носящих вреда окружающей среде, реконструкция го-
альные клиенты Sacmi и Cosmec. Форум показал, с од- родских жилых зданий и исторических центров горо-
ной стороны, реализм производителей, а с другой – их дов – вот примеры «седьмого строительного цикла», как
убежденность в том, что они способны соответствовать его себе представляет институт Cresme (институт про-
требованиям стратегии «Промышленность 4.0». гноза и анализа итальянской строительной промышлен-
ности для частных и институциональных инвесторов).
Строительные рынки меняются Cresme рассматривает это как нечто более значительное
Конференцию открыл Хаймо Шойх, управляющий ди- и несколько иное, чем просто «слабый подъем». Лоренцо
ректор фирмы Wienerberger AG. По словам Х. Шойха, в Белличини, руководитель института, заявил: «Проведен-
настоящее время строительный сектор развивается ный анализ указывает на рост мирового рынка на 50 %
чрезвычайно динамично. После стремительного паде- в ближайшие 20 лет. Однако это не означает, что улавли-
ния в 2009 г. (когда обороты в некоторых странах ЕС со- вать подобные тенденции будет просто и что все рынки
кратились до 80 %) он показывает как в Европе (прежде будут показывать одинаковую динамику и активность».
всего в Германии, Великобритании и Польше), так и в це- Например, в Италии отрасль испытывает лишь неболь-
лом по всему миру признаки улучшения, хотя пока так и шой подъем (более 2 % в 2015 г. – тенденция, которая
не достиг уровня докризисных лет. Основываясь на ста- подтвердилась в текущем году). Широкую огласку полу-
тистических данных и оптимальных методах строитель- чил тот факт, что рынок разворачивается и теперь более
ства, Х. Шойх заявил слушателям: «Мы как производи- 70 % средств будет направлено на меры по реконструк-
тели должны доказать рынкам и обществу, что благо- ции и ремонту. При новом строительстве ведется актив-
даря инновациям в состоянии найти решения как для ная борьба, чтобы наконец-то начать проект. Это, есте-
процессов, так и для продукции». ственно, сказывается на требованиях к новым типам про-
Фото: Sacmi
»»1 Группа Sacmi–Cosmec в своем филиале в Вероне готова к будущему, что и было отпраздновано вместе с представителями керамической
промышленности в рамках симпозиума, проводившегося на озере Гарда
www.zi-online.info Zi Russia 2 2016 5
Международные новости
»»2 Марко Амброзини, муниципальный советник по экономическим вопросам города Вероны, Стефано Ланцони, управляющий директор фирмы
Sacmi Heavy Clay, и Паоло Монгарди, президент Sacmi Imola, открывают новую штаб-квартиру Cosmec (слева направо)
дукции, а также на способности снабжать строительные тнеров и квалифицированного персонала, поэтому про-
объекты материалами и осуществлять взаимодействие с изводственные мощности далеко не загружены», – под-
инженерами-строителями. черкнул Лука Казалетти из фирмы Bongioanni Stampi.
Турция, напротив, несмотря на недавние беспорядки,
Движение на международных рынках кирпича является страной со стабильной, непрерывно растущей
и черепицы экономикой. На это указал Гокхан Горчиз, президент и
На важнейших международных рынках, ключевом на- член правления Tukder – влиятельнейшего турецкого
правлении для Sacmi и Cosmec, рост, напротив, идет ста- союза производителей кирпича и черепицы (140 чле-
бильнее, однако производители должны следовать со- нов, 75 % отрасли). Он констатировал, что Турции «в бли-
вершенно иной логике. жайшие годы понадобится не менее 300 новых печей
В центре внимания симпозиума на озере Гарда были для замены по большей части устаревшего оборудова-
Алжир, Турция, Аргентина и Россия. В кризисные годы ния». Горчиз пригласил всех присутствующих посетить
Алжир и вся остальная Северная Африка оказались на- его родину. Турция – молодая страна, и ее население к
стоящими «спасителями» для европейских производи- 2025 г. превысит 85 млн человек. Она отличается от Ита-
телей оборудования для изготовления грубой керамики. лии, Германии и Японии, где живет все больше и больше
Сегодня от этого региона ожидают дальнейшего роста людей пенсионного возраста.
спроса на передовые технологии и оказание на месте ус- Ксавьер дель Молино (фирма Verdes), заявил, что в
луг по обучению и технической поддержке. «Несмотря на России очень сильно ограничены возможности по ре-
объем производства в 30 млн тонн в год производители ализации первоначальных инвестиционных проектов
региона все еще испытывают сложности при поиске пар- из-за санкций, вызванных кризисом на Украине, и де-
»»3 Паоло Монгарди, Стефано Ланцони, Джованни Рорер, управляющий директор Cosmec, и Марко Амброзини совместно разрезают ленточку при
открытии штаб-квартиры Cosmec (слева направо)
6 Zi Russia 2 2016 www.zi-online.info
Международные новости
вальвации рубля. Аргентина, напротив, несмотря на бы- состоит в том, чтобы предложить рынку более широкий
стро меняющиеся правила рынка и политическую не- спектр сервисных услуг и решений под ключ – от отдель-
стабильность в настоящее время переживает чрезвы- ных машин до автоматизации производства, от логи-
чайный подъем спроса на качественную продукцию и стики, купли-продажи до послепродажного обслужива-
технологии для растущего рынка жилищного строитель- ния», – заявил Ланцони.
ства внутри страны. «Адаптация цен на электроэнергию Такая вертикальная интеграция цепочки поставок
к международному уровню и новые нормы экономич- всегда была частью корпоративной философии Sacmi.
ности зданий требуют того, чтобы мы сделали большой Хотя 87 % оборота образуется за счет сделок за рубе-
скачок вперед в отношении качества технологий и про- жом, сердцевина предприятия – в том, что касается тех-
дукции», – проинформировал Анхел ди Бенедетто из нологии и производства – укоренена в Италии, и это по-
группы Latercer, которая контролирует почти две третьих зволяет группе извлечь максимальную пользу из нового
внутреннего рынка Аргентины. Это означает потреб- стратегического приобретения. «Sacmi постоянно под-
ность в новом, более плотном кирпиче и новых компо- держивала развитие технологий и навыков, необходи-
зитах для создания самых экологичных, долговечных и мых для успешного управления своими подразделени-
разнообразных строительных материалов всех времен. ями, – подчеркнул председатель правления Sacmi Паоло
Монгарди. – В результате за эти годы сформировалось
Верона – новый стратегический центр для беспрецедентное ноу-хау для машин и продукции. Вы-
подразделения грубой керамики группы Sacmi бор Вероны в качестве нового места расположения под-
В рамках симпозиума в Вероне была торжественно от- разделения Sacmi является логичным, поскольку группа
крыта новая штаб-квартира фирмы Cosmec. В новые уже имеет в этом регионе хорошо структурированную
здания на улице Виа Томас Альва Эдисон фирма пере- сеть своих филиалов и заводов по производству напит-
ехала в мае из Изола-Вичентины. ков, санитарной керамики и посуды».
Еще в 2014 г. группа Sacmi приобрела контрольный После того как была перерезана ленточка и прове-
пакет акций Cosmec, крупного производителя машин и дена экскурсия по заводу, иностранные гости и участ-
комплектного оборудования для изготовления кирпича ники торжественного открытия были доставлены в Ри-
и черепицы и других изделий, формуемых на ленточном мини. Здесь им представилась возможность посетить
прессе. Прошлым летом в ее руки наконец перешел сто- 25-ю выставку Tecnargilla – международную выставку
процентный контроль над капиталом предприятия. технологий для керамической промышленности. По
«Целью смены местонахождения фирмы является дороге был еще осмотрен научно-исследовательский
привязка всей деятельности группы в секторе строи- центр Sacmi в Имоле (провинция Болонья), где, кроме
тельной керамики к центральной стратегической точке», того, с давних пор находится материнское общество и
– пояснил Стефано Ланцони, управляющий дирек- центральный офис группы Sacmi.
тор подразделения строительной и грубой керамики
группы Sacmi. Переезд в Верону затронул не только Cos-
mec, но и все направления деятельности фирмы Sacmi Sacmi Imola S.c.r.l.
Forni в сфере производства кирпича и черепицы. «Цель www.sacmiheavyclay.com
»»4 Посещение производственной площадки в Вероне
www.zi-online.info Zi Russia 2 2016 7
Анетт Фишер (Dipl. – Ing. )
Конгресс TBE
Встреча европейских производителей кирпича
и черепицы в Швейцарии
Около 80 предпринимателей, занимающихся производством кирпича и черепицы, и представителей соответствующих
отраслевых национальных объединений из Европы собрались в швейцарском Люцерне на конгресс Европейской
ассоциации производителей кирпича и черепицы (TBE), проводившийся 23–24 июня этого года. Ежегодное
мероприятие было организовано Швейцарской ассоциацией производителей кирпича и черепицы (swissbrick.ch).
В связи с тем, что 23-го июня это объединение проводило параллельно с мероприятиями TBE свое общее собрание,
делегация швейцарских производителей кирпича и черепицы на конгрессе была особенно представительной.
Большой интерес к работе тематических групп ком. «Брекзит» оставался главенствующей темой в те-
В четверг, 23 июня, проходили встречи представителей чение всего дня. Европейские производители кирпича и
отрасли по отдельным тематическим группам: кирпич- черепицы открыты для сотрудничества и имеют внутри
ной кладки, защиты окружающей среды и ресурсосбе- отрасли хорошо налаженные связи (подтверждением
регающих технологий, а также черепицы. Многие участ- этому может, к примеру, служить то, что в TBE представ-
ники воспользовались возможностью и посетили засе- лена Россия, не входящая в Евросоюз), благодаря чему
дания других рабочих групп, чтобы составить наиболее они будут и в дальнейшем тесно сотрудничать в рамках
точное представление о деятельности ассоциации за своей сильной европейской ассоциации.
последний год. Далее состоялись заседания президиума ассоци-
Затем все участники конгресса были приглашены на ации и общее итоговое собрание, которое дало от-
коктейль и гала-ужин, организованные на живописном личную возможность оценить проведенные за год ме-
берегу Фирвальдштетского озера при чудесной погоде. роприятия и наметить то, что предстоит сделать в бу-
Президент TBE Иоаннис Малиоурис и президент swiss- дущем. Президент TBE Иоаннис Малиоурис еще раз
brick.ch д-р Петер Буркхальтер сердечно приветство- официально поприветствовал участников и поблагода-
вали собравшихся, пожелав им приятного вечера. В рил швейцарскую сторону за превосходную организа-
ходе ужина участники встречи имели возможность об- цию конгресса. Ассоциация TBE, учрежденная в 1952 г.
меняться опытом с коллегами из других стран. в Цюрихе, имеет уже за собой более 60 лет успешной
работы. Д-р Петер Буркхальтер коротко представил
Европeйские производители черепицы вместе ищут швейцарскую организацию производителей кирпича
пути решения новых задач и черепицы swissbrick.ch. В ней представлены восемь
Утро пятницы, 24 июня, началось с сенсации. Решение предприятий: AGZ Ziegeleien AG, Keramik Laufen, Keller
британцев о выходе из Евросоюза, заявленное на со- AG Ziegeleien, Gasser Ceramic, Gebr. Rössler AG, Ziege-
стоявшемся накануне референдуме, привело к бурным leien Freiburg & Lausanne AG, Ziegelei Schumacher и ZZ
дискуссиям среди участников конгресса уже за завтра- Wancor AG. Фото: Анетт Фишер
»»1 Члены TBE заслушали отчет о проделанной работе за прошедший год
8 Zi Russia 2 2016 www.zi-online.infoКонгресс TBE »»2 По Фирвальдштетскому озеру на пути отелю, в котором проводился »»3 Президент TBE Иоаннис Малиоурис (стоит) поблагодарил конгресс, швейцарскую сторону за превосходную организацию конгресса Благодаря поддержке участников конгресса были Члены TBE также обсуждали деятельность ассоциации в подготовлены на национальном уровне электронные следующем году и предстоящие задачи. Среди них, напри- брошюры о преимуществах скатных крыш и продукции мер, изучение пакетов документов по ресурсосберегаю- на основе глины для кладки стен. Эти брошюры исполь- щему строительству и технологиям, замкнутому циклу эко- зовались на встречах с застройщиками и архитекто- номики, а также подготовленного для керамической от- рами, а также на выставках. Также обсуждались новые расли исследования о кумулятивной калькуляции затрат. тенденции в свете климатической и энергетической по- Одним из разнообразных мероприятий, проводи- литики EC, в частности происходящий сейчас пересмотр мых в Брюсселе, станут пользующиеся успехом Дни ке- правил ЕС о торговли квотами на выбросы парниковых рамики, которые организуются в этом городе с 28 по газов после 2020 г. Кроме того, TBE занимается разра- 30 ноября 2016 г. для показа достижений всей керами- боткой обширной внешней сети контактов на евро- ческой промышленности Европы. Все члены TBE с радо- пейском уровне, целью которой является привлечение стью приглашаются на этот форум. внимания к кирпичной промышленности посредством После долгих лет активной и успешной работы в Ев- проведения совместных акций, например, с европей- ропейской ассоциации производителей кирпича и че- ским объединением производителей кирпича. Участ- репицы на заслуженный отдых ушел Томми Бисгаард, никам было также предложено посмотреть обновлен- представляющий Kalkog Teglværksforeningen (Дания). ный в конце 2015 г. веб-сайт TBE: www.tiles-bricks.eu. Он В заключение прозвучали слова благодарности двум содержит не только информацию обо всех важных ме- спонсорам – Sabo S. A. и Capaccioli, которые внесли не- роприятиях ассоциации, связанными с удачными архи- малый вклад в успешное проведение конгресса. тектурными проектами строительства с применением В следующий раз члены TBE встретятся на своем кон- кирпича и черепицы, но и различные брошюры, про- грессе во Франции 22 – 23 июня 2017 г. граммные документы, которые пользователи могут ска- чать. Кроме того, на сайте имеется графический мате- риал, представляющий производство различной про- Tiles & Bricks Europe – TBE aisbl дукции из грубой керамики. www.tiles-bricks.eu »»4 Европейские производители кирпича и черепицы обсуждают предстоящие задачи www.zi-online.info Zi Russia 2 2016 9
Кристиан Шеффер (Prof. Dr. – Ing)
Научный доклад
Гибридная печь с объединенным использованием
теплоты отходящих газов
Описание концепции кольцевой туннельной печи, позволяющей экономить 65 % расходов на энергию
В публикуемой в этом номере статье «Кирпичный завод вым причинам и из-за стремления избежать технологиче-
4.1 будет гибридным» (см. стр. ??) представлена концеп- ских рисков строительство новых готовых заводов из чисто
ция кирпичного завода, на котором благодаря гибрид- энергетических соображений представляется маловероят-
ному нагреву, сетевому объединению производства и ным. Однако с учетом технологического прогресса можно
использованию электрической энергии достигается су- в течение ряда лет в несколько этапов провести переосна-
щественное сокращение расходов. Здесь же мы рассмо- щение имеющегося оборудования.
трим, как можно эксплуатировать кирпичные заводы, на
которых в дополнение к энергетическому сетевому объ- 2 Объединенная система использования тепловой
единению и гибридному производству максимально ис- энергии для печи и сушилки
пользуется эксергия энергоносителя с целью достижения
как можно большей энергетической и экономической 2.1 Теплотехническое разделение охлаждения печи и
эффективности. сушилки
Решающее значение для оптимального использования
1 Введение энергии при эксплуатации кирпичного завода имеет разъ-
Суть концепции состоит в том, чтобы после отказа от объ- единение термической связи между печью, а точнее го-
единенной системы использования тепловой энергии для воря системой охлаждения печи и сушилкой [1]. Такой под-
печи и сушилки обеспечить энергоснабжение сушилки ход позволяет лучше учесть энергетичность и повысить
посредством эксергетически оптимизированных тепло- эксергетическую эффективность.
вых потоков отходящих газов печи и производства элек- Чтобы снизить расходы и конструкционную сложность
троэнергии. Прерванная термическая связь «охлаждение оборудования, разъединение должно происходить путем
печи – сушилка» заменяется при этом связью, в которой удлинения печи за счет подсоединенного туннеля, распо-
для сушилки используется тепловая энергия отходящих га- лагаемого параллельно печи ниже по технологической це-
зов печи. почке, на пути циркуляции печных вагонеток. Это позволяет
Такое гибридное производство позволяет использовать без масштабных строительных работ и больших затрат ре-
электрический нагрев при низкой стоимости электриче- конструировать уже имеющееся оборудование и выпол-
ства и в нормальном режиме эксплуатации вырабатывать нить аэродинамическое членение всей туннельной печи.
электроэнергию для собственного потребления или по- При размещении такого туннеля после печи изделия мо-
дачи в сеть. гут охлаждаться без применения быстрого охлаждения и,
Концепция предусматривает поэтапное переоборудова- следовательно, без необходимости отвода из печи энергии
ние и дополнение уже имеющихся установок. По финансо- охлаждения. В результате вся энергия, аккумулированная
в горячих изделиях, рекуперируется внутри печи. Соответ-
2,0 МВт ствующим образом снижается энергопотребление печи.
2,0 МВт Если энергия вообще не отводится из зоны охлаждения,
подвод энергии к печи можно снизить на 50 %.
Сушилка 2.2 Использование отходящих газов печи для сушки
Естественно, с энергетической точки зрения использовать
0,6 МВтэл 6,0 МВт
2,0 МВт потери отходящих газов печи для энергоснабжения су-
FAS
шилки целесообразно. На рисунке »1 представлены при-
мерные характеристики тепловой мощности туннельной
2 МВт
печи. При общем количестве тепловой энергии, равном
Туннельная печь 6 МВт, 2 МВт отводятся из зоны охлаждения и направля-
ются на сушку. Еще 2 МВт — это чистые потери отходящих
газов, вызванные их высокими температурами. Остав-
шиеся 2 МВт приходятся на потери на выходе, потери че-
рез стены и ходовую часть тележек, энтальпию реакции и
прочие потери. Очевидно, что в этом примере тепловая
»»1 Примерные данные потребности в энергии для типичного мощность, которая подается на участок сушки, точно со-
кирпичного завода. При потребности в тепловой энергии, равной ответствует величине потерь с отходящими газами. Глав-
6 МВт, 2 МВт отводятся из зоны охлаждения на сушку. Потери с
отходящими газами составляют 2 МВт, прочее теплопотребление ной причиной таких, как правило, высоких потерь с от-
также составляет 2 МВт. Потребность в электрической энергии ходящими газами является поддержание высокой тем-
составляет 0,6 МВт пературы отходящих газов — обычно выше 150 °C. Такая
10 Zi Russia 2 2016 www.zi-online.info0,5 МВт
температура требуется в первую очередь для того, чтобы Газовый
Научный доклад
2,0 МВт
двигатель
избежать конденсации серосодержащих кислот, которые
0,2 МВт
образуются из сернистых соединений, высвобождающихся Сушилка
Тепловой
из сырья и топлива. Это необходимо для предотвращения 0,5 МВт насос 1,3 МВт
коррозии. Поэтому прямое использование отходящих га- 0,5 МВт 0,5 МВт 0,6 МВтэл
зов для сушки исключается.
2,6 МВт
Чтобы исключить риск коррозии наиболее целесообраз- 0,4 МВт
ным образом, надо провести соответствующую очистку от- Блочная 1,7 МВт
ходящего газа. При этом первостепенный интерес пред- ТЭЦ
ставляют, наряду с соединениями хлора и фтором, серни- Десульфурация Туннельная печь
стые соединения, т. к. их температура конденсации до сих
пор определяет температуру отходящих газов. В настоя-
2,3 МВт
щее время на кирпичных заводах обычно применяют два
основных способа очистки отходящих газов.
На заводах по производству строительного кирпича, где
из-за порообразователей отходящие газы отличаются вы- »»2 Концепция высокотемпературной десульфурации. Отходящие газы
соким содержанием полукоксового газа, используют уста- печи отсасываются из туннеля печи при температуре выше 450 °C и
пропускаются через слои материалов, связывающих сернистые
новки дожигания дымовых газов. При этом отходящие соединения. После очистки газы возвращаются в печную камеру
газы нагреваются до температуры выше 800 °C, и полукок-
совые газы окисляются. После установки дожигания встра-
ивают, как правило, теплообменник, и рекуперированная баланса). При высоких температурах сера реагирует с су-
теплота используется для нагрева сушилки или для произ- хой известью, то есть гидроксидом или оксидом кальция.
водства пара для экструдера. Поэтому можно отводить печные газы из печной камеры
На заводах, работающих с сырьем, загрязненным фто- при температуре выше 450 °C и пропускать их через слой
ром, обычно используют абсорберы, которые поглощают извести или других соединений кальция или магния. В ре-
фтор, выделяемый сырьем. Благодаря этому обеспечива- зультате реакции, в которую вступает сера образуется, на-
ется выполнение соответствующих требований по охране пример, ангидрит, и десульфированные отходящие газы
окружающей среды. Обычно абсорберы для поглощения можно снова подавать в печную камеру. Концепция такой
фтора работают на извести, через которую проходит от- высокотемпературной десульфурации схематически пред-
ходящий газ; фтор реагирует с известью и таким образом ставлена на рисунке »2.
связывается. В качестве самого простого способа снизить темпера-
При низких температурах сернистые соединения слабо туру отходящих газов снова предлагается удлинение печи.
реагируют с сухой известью, потому вышеупомянутые аб- Это можно реализовать способом, аналогичным описан-
сорберы уменьшают только содержание фтора в отходя- ному в предыдущем разделе. Только теперь туннель обо-
щем газе, а содержание серы почти не изменяется. Это рудуется не у выхода из печи, а у входа в нее (т. е. выше по
означает, что такие установки позволяют достичь эколо- технологической цепочке) параллельно ему, на пути цир-
гических целей, но технологические проблемы при этом куляции печных вагонеток и соединяется с печью аэроги-
остаются без внимания. дродинамически. В отличие от случая применения подо-
Для прямого использования отходящих газов печи для гревателей, через этот туннель проходит не охлаждающий
сушки нужно сначала уменьшить содержание серы в от- воздух, а отработанный воздух печи. При этом он охлажда-
ходящих газах, снизив тем самым риск образования кон- ется до требуемой температуры, т. е. чуть выше темпера-
денсатов, вызывающих коррозию. Самый простой способ туры конденсации водяного пара, а затем подается для по-
для этого — проводить отходящие газы печи, выходящие вторного использования.
из установки дожигания дымовых газов или из абсорбера
для поглощения фтора, через фильтр с активированным 4 Энергоснабжение сушилки
углем при 120–150 °C [2]. При такой температуре фильтр
с активированным углем существенно снизит содержание 4.1 Десульфированные отходящие газы и тепловой
серы, и тогда можно будет направить отходящие газы на насос для отходящих газов с газовым двигателем
сушку. Это позволит соответствующее количество энергии После очистки, включая десульфурацию посредством
использовать напрямую для сушки, соразмерно снизив фильтра с активированном углем, отходящие печные газы
энергопотребление. как энергоноситель можно напрямую подавать на участок
сушки.
3 Высокотемпературная десульфурация для В случае высокотемпературной десульфурации отходя-
снижения температуры отходящих газов щих газов с последующим снижением температуры энер-
Особенно выгодным вариантом снижения потерь с отхо- гопотребление печи снижается. Однако оставшегося коли-
дящими газами представляется удаление серы из печных чества энергии отходящих газов печи будет уже не хватать
газов непосредственно в печи. Десульфированные отходя- для энергоснабжения печи.
щие газы позволяют снижать температуру отходящих газов В свете энергоснабжения, оптимизированного в эксер-
в печи без образования конденсата, вызывающего корро- гетическом отношении, было бы поэтому целесообразно
зию. Температура конденсации воды в отходящем газе со- производить максимальное количество тепла с минималь-
ставляет всего 50–60 °C, поэтому температуру отходящих ным использованием высококачественной энергии. Осо-
газов можно снизить, например, с 150 °C до этого уровня. бенно выгодно эту концепцию можно реализовать, приме-
Это сократило бы потери с отходящими газами приблизи- няя тепловые насосы. При использовании эксергии тепло-
тельно наполовину, и энергопотребление было бы умень- вые насосы могут обеспечить большое количество тепла с
шено на то же значение (с точки зрения энергетического высокой температурой. Величина коэффициента эффек-
www.zi-online.info Zi Russia 2 2016 11Печной газ > 450 °C Рециркуляция
Печная вагонетка
Туннель печи
с изделиями для
обжига
Для снабжения тепловых насосов предлагается исполь-
Научный доклад
зовать, наряду с десульфированными отходящими газами,
еще и отработанный воздух сушилок. При смешивании от-
ходящих газов печи с отработанным воздухом сушилки по-
высится как температура отработанного воздуха сушилки,
так и содержание воды в смешанном газовом потоке. В ре-
зультате увеличится температура конденсации содержа-
щейся воды. Значительная часть потерь энергии на кир-
пичном заводе происходит в форме скрытого тепла отхо-
Оксид, дящих газов печи или отработанного воздуха сушилки. Это
гидроксид и
карбонат дает возможность регенерировать такое скрытое тепло
кальция при помощи конденсаторов и подводить его к сушилке.
»»3 Схема конструкции кольцевой туннельной печи с объединенной 4.2 Комбинированная выработка электрической и
системой использования отходящей теплоты и соответствующими тепловой энергии
потоками энергии. Общее потребление составляет 4,8 МВт, при этом
потребность в электричестве покрывается за счет собственного Из финансовых соображений на кирпичном заводе для
производства электроэнергии удовлетворения потребности в электроэнергии имеет
смысл прибегать к комбинированному производству элек-
тивности (Coefficient of Performance, COP), выражающего трической и тепловой энергии. Поэтому, как уже часто со-
отношение потребленной электрической энергии к отда- общалось, логично отработанное тепло выработки элек-
ваемой тепловой энергии, располагается, обычно, в ин- троэнергии использовать для сушки. При этом также це-
тервале от 3 до 5 в зависимости от конструкции. Это озна- лесообразно, особенно, если применяются блочные ТЭЦ,
чает, что из 1 кВт·ч электрической энергии можно получить учитывать потенциал образующегося отработанного тепла.
от 3 до 5 кВт·ч тепловой энергии с полезной температурой. В таких установках, наряду с тепловыми потоками из кон-
С одной стороны, для работы тепловых насосов необхо- тура охлаждения двигателя, возникает значительное ко-
дима механическая работа. С другой стороны, например, личество высокотемпературных отходящих газов (выше
паровые генераторы, вырабатывающие электрическую 400 °C). Они идеальным образом подходят для подогрева
энергию, сначала генерируют механическую работу. Поэ- воздуха для горения. Это помогает дополнительно снизить
тому целесообразно при эксплуатации тепловых насосов энергопотребление печи. Остаточную теплоту такого подо-
электроэнергию не использовать. Выгоднее тепловые на- грева воздуха для горения можно направить вместе с те-
сосы приводить в действие механической работой газовых плотой охлаждения на процесс сушки.
двигателей напрямую. Даже при высоких КПД генератора
и электрического привода потери энергии можно будет 5 Гибридное использование энергии
снизить не менее чем на 10 %. Это позволит оптимальным
образом использовать отходящее тепло газовых двига- 5.1 Резистивный нагрев
телей или газовых турбин, а также высокотемпературное В результате увеличения выработки электроэнергии с по-
тепло, производимое тепловыми насосами, для сушки. Та- мощью ветросиловых установок и фотовольтаических си-
ким образом, например, при коэффициенте эффективно- стем бывают периоды отрицательных цен на электроэ-
сти теплового насоса, равного 3, можно в четыре раза уве- нергию [3]. Поэтому было бы целесообразно при наличии
личить полезное количество тепла относительно потребле- недорогой электрической энергии из возобновляемых ис-
ния первичной энергии. точников использовать ее вместо энергии, полученной за
»»Таблица 1 Концепция поэтапной перестройки традиционной туннельной печи с объединенной системой использования тепловой энергии для
печи и сушилки в гибридную кольцевую туннельную печь с объединенной системой использования теплоты отходящих газов. Наряду с ориентиро-
вочным временем разработки и внедрения соответствующих технологий здесь представлены также потребность в энергии и ожидаемое
снижение расходов при цене газа 3,8 центов/кВт·ч и цене электроэнергии 8,6 центов/кВт·ч
Разработка и Потребность Затраты на
Этап
внедрение в энергии энергию
0 Типичный завод в соответствии с »1 6 МВттепл 100 %
0,6 МВтэл
1 Разъединение объединенной системы использования тепловой энергии для < 1 года 6,7 МВттепл -9 %
печи и сушилки путем установки за печью туннеля и когенерации
2 Очистка отходящих газов, включая десульфурацию посредством активиро- < 3 лет 6,2 МВттепл -20 %
ванного угля, и использование отработанного тепла печи для сушки
3 Снижение температуры отходящих газов печи путем установки перед ней < 3 лет 5,2 МВттепл -33 %
туннеля и высокотемпературной десульфурации
4 Тепловые насосы с приводом от газового двигателя и использование отходя- < 3 лет 4,8 МВттепл -38 %
щего газа и/или отработанного воздуха сушилки для ее энергоснабжения
5 Гибридный нагрев с использованием резистивного нагрева < 3 лет 4,3 МВттепл -45 %
6 Гибридный нагрев с использованием топливных элементов 6 – 8 лет 2,7 МВттепл -65 %
12 Zi Russia 2 2016 www.zi-online.infoсчет первичных энергоносителей. По прогнозам, до 2022 г. просто бесплатным, а снижение его не будет вознаграж-
Научный доклад
протяженность периодов отрицательных цен на электро- даться.
энергию будет составлять около 14 % времени ежегодно Если же 65 % необходимой тепловой энергии печи
[4]. При разъединении печи и сушилки можно просто оста- обеспечивается за счет отработанной теплоты от произ-
навливать на это время блочную ТЭЦ или снижать ее мощ- водства электроэнергии с использованием твердооксид-
ность и использовать для работы сушилок электричество. ных топливных элементов, а расходы покрываются за счет
Кроме того, можно кратковременно и с быстрой перена- продажи полученного таким образом электричества, та-
ладкой использовать электричество для энергоснабжения кая отработанная теплота будет бесплатной. Это снизит
печи. Электрический нагрев по методу сопротивления, ко- расходы на энергию на сумму, соответствующую тепло-
торый не используется в зоне обжига из-за риска коррозии, вой мощности 1,6 МВт.
позволил бы нагревать окружающий воздух и нагнетать его Конечно, кирпичные заводы различаются – и иногда су-
в зону обжига. Это помогло бы поддерживать в печи посто- щественно – в том, что касается продукции, сырья и тех-
янные гидродинамические характеристики потока. нологического оборудования, так что определить единую
стратегию внедрения едва ли возможно. Тем не менее, в
5.2 Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) таблице 1 представлены возможные параметры внедре-
С энергетической и эксергетической точек зрения наибо- ния разных технологий с выделением шести этапов. В за-
лее эффективным было бы использовать для энергоснаб- висимости от технических и экономических условий эти
жения печей, применяемых для обжига керамики, высо- этапы можно реализовывать в иной последовательности, и
котемпературные твердооксидные топливные элементы они могут иметь иной потенциал экономии.
(ТОТЭ, англ. : solid oxide fuel сellssolid oxide fuel сells, SOFC).
Благодаря высоким рабочим температурам эти топливные 7 Перспективы
элементы обладают способностью к внутреннему рифор- Точное определение потенциала снижения расходов за-
мингу. В качестве топлива может использоваться как обыч- висит от индивидуальных условий на конкретном заводе,
ный природный газ, так и биогаз. В отличие, например, от результатов исследовательских проектов и разработок, но
систем комбинированной выработки электрической и те- прежде всего от тенденций развития на рынках электри-
пловой энергии их электрический КПД больше не зависит чества. Если брать только технологии, которые повышают
от КПД цикла Карно и очень высок – до 60 %. Отработанное энергетическую или эксергетическую эффективность, и та-
тепло таких элементов соответствует рабочей температуре, ким образом могут внедряться на предприятиях без при-
а потому идеально подходит для энергоснабжения печей. менения концепции сетевого объединения в энергетиче-
Следующее преимущество состоит в том, что с опреде- ской сфере, то потенциал экономии все равно составит
ленными электролитами они могут использоваться как почти 40 %. По всей видимости, эти технологии, а именно:
твердооксидные электролитические элементы (ТОЭЭ, англ. кольцевое удлинение печи, энергоснабжение сушилок по-
: solid oxide electrolyzer cell, SOEC). Благодаря методу pow- средством комбинированной выработки тепловой и элек-
er-to-fuel (т. е. использованию электроэнергии для выра- трической энергии, использование энергия отходящих га-
ботки горючего газа) эти элементы работают как бы в об- зов и тепловых насосов, могут быть внедрены уже очень
ратном направлении. При помощи электрической энергии скоро или в обозримом будущем и при небольших затра-
можно из водяного пара получать водород, который в пе- тах на разработки. Они позволят заинтересованным пред-
риоды высоких цен на электроэнергию используется для приятиям существенно снизить расходы на энергию. При
выработки электроэнергии и нагрева печи. этом можно будет продолжать использовать уже имею-
щиеся заводы, постепенно оптимизируя их. При условии,
6 Заключение и концепция внедрения что на расходы на энергию приходится 30 % всех расхо-
С рассмотренными технологиями представляется возмож- дов предприятия, уже через несколько лет можно сокра-
ным на 65 % снизить затраты кирпичных заводов на энер- тить производственные расходы на 10 %, при этом потен-
гию. На рисунке »3 изображена установка с указанием ос- циал дальнейшей экономии составит до 20 %. Это может
новных компонентов и потоков энергии в общей системе заметно повысить конкурентоспособность кирпичной про-
без использования гибридного режима производства. мышленности в сравнении с другими отраслями сектора
Соответствующие показатели тепловой и электрической строительных материалов.
мощности представлены здесь, исходя из того, что потреб-
ность в тепловой энергии составляет 6,0 МВт, а электриче- Литература
ской – 0,6 МВт, как на рисунке »1. При полном разъедине-
нии системы охлаждения печи и сушилки можно с помо- [1] Junge, K. ; Telljohann, U. : Entkoppelung von Ofen und Trockner durch
щью ряда мер снизить потребление тепловой энергии до Verbrennungsluftvorwärmung und Zwischenspeicherung der Verbund-
wärme, Ziegelindustrie International ZI 8, 2002
4,8 МВт, а потребность в электрической энергии покрывать
собственным производством. Имеются в виду такие меры, [2] Schultes, M. : Abgasreinigung, S. 44–46, Springerverlag 1996, ISBN
978–3-642–621 12–3
как создание подсоединенного туннеля печи, собственное
производство электроэнергии посредством когенерации, [3] www.iass-potsdam.de/de/forschungscluster/globaler-gesellschafts-
vertragfur-nachhaltigkeit-gcs/news/strom-umsonst-negative
использование отработанного тепла в процессе сушки, де-
сульфурация отходящих газов и снижение их температуры, [4] Negative Strompreise: Ursachen und Wirkungen. Eine Analyse der
aktuellen Entwicklungen – und ein Vorschlag für ein Flexibilisierungsge-
а также энергоснабжение сушилок посредством теплового setz. Erstellt von Energy Brainpool im Auftrag von Agora Energiewende
насоса. Если прогнозы относительно отрицательных цен на (Juni 2014)
электроэнергию верны, то приблизительно до 2019 г. такие
цены будут держаться в течение почти 10 % времени еже-
годно. Если на протяжении этого периода все оборудова- Hochschule Koblenz
ние будет работать от электричества, расходы снизятся на Werkstofftechnik Glas und Keramik
эту сумму даже при условии, что энергопотребление будет www.hs-koblenz.de
www.zi-online.info Zi Russia 2 2016 13Научный доклад
Экхард Римпель (Dipl. – Ing. )
Повышение энергоэффективности и экологичности
процессов сушки c помощью тепловых насосов
Статья показывает на примерах, что благодаря установке тепловых насосов с рекуперацией скрытого тепла можно
экономичным образом повысить энергоэффективность процесса сушки в уже действующих системах, в том числе
и при отсутствии энергетического сопряжения печи и сушилки.
1 Введение часть горячих отходящих газов из зоны обжига. Таким
Для кирпичного завода с производственной мощно- образом, снабжение энергией сушильных установок
стью от 200 до 400 т обожженных изделий в сутки со- происходит за счет топлива, подаваемого к печи. Сле-
держание воды затворения, обычное для прессования, довательно, энергетическая оптимизация одного про-
приблизительно равно 20 масс. %. Это означает, что из цесса влияет и на другой. Вот почему рекомендуется
кирпича-сырца выводится и подвергается испарению от в значительной степени разделять процессы обжига и
40 до 80 т воды в сутки. На сегодняшний день в процессе сушки.
сушки обычно потребляется свыше 4 000 кДж/кгH2O, что По указанным выше причинам объединение зон ох-
соответствует энергетическому эквиваленту от 4 000 до лаждения энергетически не выгодно. На заводах, как
8 000 нм³ (при стандартных условиях ИЮПАК, ) природ- правило, процесс производства осуществляется в боль-
ного газа в сутки. шинстве случаев только в течение пяти дней в неделю, а
Для сушки применяются системы двух типов – кон- теплый воздух от печи к сушке подается все семь дней
вейерные и камерные. Они по-разному интегрируются без перерыва. Таким образом, потери этой «общей»
в схему движения материала на кирпичном заводе, од- энергии за счет ее неиспользования в выходные дни
нако принцип их энергетического снабжения приблизи- составляют до 30 %. Но снижение объема «общего» те-
тельно одинаков. Но в камерных сушилках потребление плого воздуха, например, при использовании его в мак-
энергии в пересчете на количество испаряемой воды симальной мере в процессе обжига, приведет к не-
оказывается выше. хватке энергии для сушильной установки.
Подаваемая к сушильной установке энергия со- Добиться уменьшения необходимой для сушки удель-
стоит, как правило, большей частью из потока энталь- ной энергии можно, с одной стороны, путем увеличения
пии выводимого из зоны охлаждения туннельной печи тепло- и массообмена между атмосферой внутри су-
теплого воздуха. Такое энергетическое соединение шилки и подвергающимся сушке материалом, а с дру-
сушилки и туннельной печи часто предполагает по- гой стороны, посредством оптимизации взаимодей-
ступление большого количества энергии. Иными сло- ствия состояний воздуха окружающего, подводимого и
вами, в приточный воздух сушилки попадает не только отводимого. Тем не менее отводимый из сушилки воз-
теплота, освободившаяся в ходе охлаждения обо- дух является источником наибольших тепловых потерь
жженного материала, но в неблагоприятном случае и на кирпичном заводе.
Реальным является использование
отработанной теплоты сушильной уста-
Содержание энергии во влажном воздухе при 40 ºC
новки путем конденсации и рекупера-
ции. Однако температура этого воздуха
настолько низка, что найти ему при-
Содержание энергии (кДж/кг в сухом воздухе)
менение на кирпичном заводе невоз-
можно. С помощью установки тепло-
вого насоса воздух можно было бы на-
гревать до 100 °C и снова применять его
с пользой.
cpm,L · ϑL x · (r 0 + cpm,D · ϑL)
2 Энергетический анализ
процесса сушки
Для сушки грубокерамических изде-
лий используются в основном два типа
сушильных установок: камерная, в ко-
торой материал обрабатывается пар-
тиями, и конвейерная, работающая
Относительная влажность (%) непрерывно. В энергетическом отно-
сухой воздух доля влаги
шении оба типа идентичны, но матема-
»»1 Энтальпия влажного воздуха в зависимости от относительной влажности тическое описание их различно.
14 Zi Russia 2 2016 www.zi-online.infoСушка кирпича-сырца осуществляется исключи-
Научный доклад
Полное давление = 1 013 гПа
тельно конвективным способом. При этом сырец и су-
шильный агент (воздух) постоянно находятся в процессе
тепло- и массообмена. Содержание воды в высушивае-
мом материале уменьшается, в то время как влажность
Температура воздуха (ºC)
сушильного агента увеличивается. При этом вода пере-
ходит из жидкого состояния в газообразное, поэтому
процесс сушки требует затрат энергии.
Для энергетического анализа процесса сушки осо-
бенно интересной представляется фаза, в течение ко-
торой сушка может рассматриваться как испарение
Источник: Junge 2003
воды на поверхности обдуваемого воздухом кирпича-
сырца; это так называемый первый этап сушки. В те-
чение этого относительно длительного периода тем-
пература высушиваемого изделия и воздуха остаются
постоянными. При этом для теплового потока, подавае-
Влагосодержание влажного воздуха (кг/кг)
мого воздухом на поверхность изделий, действительна
формула: »»2 Диаграмма Молье h, x
.
Q = α · ASO · (ϑL – ϑS) (1) cpm, D = 1,860 кДж/кгК.
Энтальпия испарения воды r 0 при 0 °C составляет
где A so – поверхность кирпича-сырца, а ϑs – температура 2 472 кДж/кг.
кирпича-сырца, α – средний коэффициент теплоотдачи, Из уравнения (5) сразу видно, что энтальпия отходя-
а ϑL – температура воздуха. щего воздуха в большой части определяется долей со-
За исключением пускового периода, в ходе первого держащегося в нем пара в зависимости от влагосодер-
этапа сушки температура в высушиваемом материале жания воздуха.
однородна. Внутрь материала теплота не переносится. На иллюстрации »1 показана в качестве примера за-
Вся энергия уходит на испарение воды, обволакиваю- висимость энтальпии влажного воздуха при 40 °C от
щей поверхность. действительна следующая формула: влагосодержания. На диаграмме представлена энталь-
. . пия сухого воздуха и пара из уравнения (5) при относи-
Q = m w · rs (2) тельной влажности 70 %.
Полезной для оценки процесса сушки является псих-
где mW – массовый расход воды, которая выводится из рометрическая диаграмма Молье (диаграмма h, x, см.
кирпича-сырца при температуре ϑs с удельной энталь- иллюстрацию »2). В косоугольной системе координат
пией испарения rs. Объединив уравнения (1) и (2), полу- диаграмма представляет функциональную зависимость
чаем: между энтальпией hx и влагосодержанием x влажного
воздуха. При этом параметрами служат температура и
.
α · ASO · (ϑL – ϑS) = mw · rs(3) относительная влажность воздуха. На этой диаграмме
кривая ϕ = 1 (воздух насыщен водой на 100 %) обозна-
Становится понятно, что количество воды, испаряюще- чает четкую границу между влажным воздухом и обла-
еся из изделий в единицу времени, зависит от теплопе- стью тумана. Выше границы 100 %-ного насыщения воз-
реноса, поверхности испарения и разницы температур дух не в состоянии принимать еще больше воды, так
воздуха и кирпича-сырца. что она выпадает в форме мелких капель (тумана). Для
Испаренная вода переходит в воздух.
Его удельная энтальпия зависит, помимо
температуры, также от влажности x водя-
Содержание энергии во влажном воздуха при 40 ºC
ного пара, присутствующего в сухом воз-
Содержание энергии во влажном воздухе / точка росы (ºС)
и температура точки росы
духе.
h1+x = hL + x · hD(4)
или при 0 °C:
h1+x = cpm,L · ϑL + x · (r0 + cpm,D · ϑL)(5)
Здесь r0 – энтальпия испарения воды при
0 °C, cpm, L и cpm, D – средние значения
удельной теплоемкости сухого воздуха и
пара между 0 °C и температурой воздуха
ϑL.
По причине относительно низких тем-
Относительная влажность воздуха (%)
ператур воздуха можно, не делая суще- Энергия Температура точки росы
ственных ошибок, принять следующие по-
казатели за постоянные: »»3 Энтальпия влажного воздуха в зависимости от относительной влажности
cpm, L = 1,005 кДж/кгК и температуры точки росы
www.zi-online.info Zi Russia 2 2016 15Вы также можете почитать
