energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2023-16-4-226-234energsecurity-902Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЯ, РАСЧЕТЫDESIGN, RESEARCH, CALCULATIONSАнализ показателей энергоемкости в производстве минеральных удобренийAnalysis of energy intensity indicators in production of mineral fertilizersЗвончевскийА. Г.ZvonchevskyA. G.

111250, Москва, ул. Красноказарменная, 14

Krasnokazarmennaya str. 14, 111250, Moscow

ZvonchevskyAG@mpei.ruШелгинскийА. Я.ShelginskyA. Y.

111250, Москва, ул. Красноказарменная, 14

Krasnokazarmennaya str. 14, 111250, Moscow

ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ»РоссияNational Research University «Moscow Power Engineering Institute»Russian Federation202325012024164226234Copyright © Звончевский А.Г., Шелгинский А.Я., 20242024Звончевский А.Г., Шелгинский А.Я.Zvonchevsky A.G., Shelginsky A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/902

Представлены результаты расчета показателей энергоемкости целевых и вспомогательных технологий производства отрасли минеральных удобрений, взаимоувязанных в единую энерготехнологическую систему (ЭТС). На этапе первичного анализа показателей топливо-, электрои теплопотребления отдельных технологий отрасли ставится задача по определению энергоемкости той или иной технологий с учетом внутрисистемного распределения потоков топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) между производствами ЭТС на выпуск целевой продукции.

На основе расчетной модели согласно усредненным расходным нормам потребления ТЭР основных и вспомогательных технологий получены значения удельной энергоемкости для целевых технологий производства минеральных удобрений. Анализ расчетных показателей энергоемкости позволил выявить наиболее энергоемкие технологии. Показано, что при расчете энергопотребления конкретной технологии на долю вспомогательных производств отводится до 97% суммарной энергоемкости. Также отмечаются основные факторы, определяющие уровень энергоэффективности рассматриваемых производств.

На примере действующей технологии производства минеральных удобрений технологической линии производительностью 27,5 т/ч по готовому продукту выполнен расчет энергоемкости. Отмечается, что при модернизации технологии производства минеральных удобрений за счет реализации тепловых ВЭР, выбрасываемых в окружающую среду, возможно снизить энергоемкость технологии на 6,33%.

Используемая в данном исследовании расчетная модель позволяет определять значения энергоемкости технологий производства минеральных удобрений. Анализ полученных результатов показывает, что технологии исследуемой отрасли характеризуются высоким нерациональным потреблением ТЭР и требуют модернизации с использованием резервов энергосбережения на основе методов их реализации в ЭТС.

The article presents the results of the calculation of the energy consumption of the main and auxiliary technologies for the production of mineral fertilizers, interrelated as a single energy technology system (ETS). At the stage of the primary analysis of fuel, electricity and heat consumption indicators of individual technologies of the mineral fertilizers industry, the task was set to determine the energy intensity of specific technologies depending on intra-system distribution of flows of fuel and energy resources (FER) between the ETS production facilities for the output of target products.

On the basis of a mathematical model, according to the averaged specific consumption rates of fuel and energy resources of the main and auxiliary technologies for the production of one ton of product, the values of specific energy consumption for target technologies for the production of mineral fertilizers were obtained. The analysis of the calculated indicators of energy consumption enabled to identify the most energy-intensive technologies.. It is shown that in the total energy consumption of the target technology, the share of energy consumption of auxiliary industries is up to 97% of the total energy intensity. Besides, the paper cosiders the key factors that determine the level of energy efficiency of industry enterprises under study.

Through the example of an existing technology for the production of mineral fertilizers of one technological line with a capacity of 27.5 t/h (in terms of the finished product), the calculation of energy consumption was performed. The paper states that the modernization of the technology for the production of mineral fertilizers through the utilization of thermal SERs emitted into the environment would reduce the energy consumption of the technology by 6.33%.

The mathematical model used in the study makes it possible to determine the values of energy consumption of technologies in the mineral fertilizer production industry with the greatest accuracy. The analysis of the data obtained shows that the studied technologies of the industry are characterized by irrational consumption of fuel and energy resources and, therefore, need a more thorough and systematic approach in determining energy saving reserves and ways to rationalize them in the energy technology system (ETS).

 

энергоемкостьэнергоэффективностьхимическая промышленностьтехнологиямодернизацияenergy intensityenergy efficiencychemical industrytechnologymodernizationReferencesОрлов А. В. Классификация эндотермических химических производств по показателям теплоёмкости методом кластерного анализа / А. В. Орлов // Вестник КрасГАУ 2014: 2(89): 40–44.Orlov A. V. Classification of endothermic chemical industries by heat capacity indicators by cluster analysis method / A. V. Orlov // Bulletin of KrasGAU 2014: 2(89): 40–44. (in Russ.)Шкодинский С.В., Кушнир А.М., Продченко И.А. Влияние санкций на технологический суверенитет России // Проблемы рыночной экономики 2022; 2: 75–96.Shkodinsky S. V., Kushnir A. M., Prodchenko I. A. The impact of sanctions on Russia's technological sovereignty // Problems of market economy 2022; 2: 75–96. (in Russ.)Егоров М. П., Максимов А. Л., [и др.]. Химия в ХХI веке: вызовы и перспективы для России // Вестник Российской академии наук 2022; 92 (2): 103–117.Egorov M. P., Maksimov A. L., [et al.]. Chemistry in the XXI century: challenges and prospects for Russia // Bulletin of the Russian Academy of Sciences 2022; 92 (2): 103–117. (in Russ.)Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. ИТС 2-2015. Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот. – 2-е изд. – М.: Бюро НДТ 2016: 909.Federal Agency for Technical Regulation and Metrology. ITS 2-2015 Production of ammonia, mineral fertilizers and inorganic acids. – 2nd ed. – M: Bureau of NDT 2016: 909. (in Russ.)Макаренко М. В. Модернизация промышленности минеральных удобрений // Экономический журнал 2014; 1(33): 92–103.Makarenko M. V. Modernization of the mineral fertilizers industry // Economic Journal 2014; 1(33): 92–103. (in Russ.)Павловский Н. А., Васильцов В.С. К вопросу о развитии инновационно-технологического потенциала российских компаний по производству минеральных удобрений // Экономика: вчера, сегодня, завтра 2018; 8; 2: 120–128.Pavlovsky N. A., Vasiltsov V. S. On the development of innovative and technological potential of Russian companies for the production of mineral fertilizers // Economy: yesterday, today, tomorrow 2018; 8; 2: 120–128. (in Russ.)Звончевский А. Г. Анализ термодинамической эффективности тепловых процессов в производстве неорганических кислот и минеральных удобрений // МНТК молодых ученых БГТУ им. В. Г. Шухова, посвященная 300-летию Российской академии наук. – Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова 2022; 2: 131–136.Zvonchevsky A. G. Analysis of thermodynamic efficiency of thermal processes in the production of inorganic acids and mineral fertilizers // ISTK of young scientists of V.G. Shukhov BSTU, dedicated to the 300th anniversary of the Russian Academy of Sciences. – Belgorod: V. G. Shukhov BSTU 2022; 2: 131–136. (in Russ.)Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. ИТС 2-2022. Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот. – 2-е изд. – М.: Бюро НДТ 2022: 849.Federal Agency for Technical Regulation and Metrology. ITS 2-2022. Production of ammonia, mineral fertilizers and inorganic acids. – 2nd ed. – M: Bureau of NDT 2022: 849. (in Russ.)Шелгинский А. Я. Повышение энергетической эффективности производства аммофоса на основе утилизации теплоты запыленных газов // Промышленная энергетика 2022; 6: 23–30.Shelginsky A. Ya. Improving the energy efficiency of the production of ammophos based on the utilization of the heat of dusty gases // Industrial power engineering 2022; 6: 23–30. (in Russ.)Промышленное производство в России. 2021: Стат. сб./Росстат. – П 81 М: 305.Industrial production in Russia 2021: Stat. sat./ Rosstat. – M: 305. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.