Крупнейшие заводы РУСАЛа уверенно сокращают энергопотребление на существующих мощностях электролизного производства благодаря реализации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР). Новые перспективные проекты в сфере энергоэффективности ведущие специалисты РУСАЛа обсудили на семинаре, который прошел на БрАЗе.
Благодарим редакцию газеты "Вестник РУСАЛа" за предоставление данного материала.
Программа «Энергоэффективное производство» имеет в РУСАЛе наивысший приоритет. При текущих тарифах даже небольшое сокращение удельного потребления электроэнергии может существенно повлиять на производственные показатели. Поэтому целевые программы и проекты энергоэффективности реализуются на всех без исключения предприятиях Компании. Массово внедряются энергосберегающие технологии, экономия электроэнергии достигается за счет мероприятий по оптимизации конструкций электролизеров и технико-технологических параметров производства, в частности, изменения регламента выполнения технологических операций, снижения силы тока, утепления анодных массивов, использования щелевых и удлиненных анодов и т.д.
Без внимания руководителей не остается ни одно из предложений, исходящих от работников. И практика показывает, что резервы для дальнейшего снижения энергопотребления на заводах есть. Ключевую роль могут сыграть новые научные разработки по сокращению расхода технологической электроэнергии. Им и был посвящен семинар, организованный технической дирекцией РУСАЛа в Братске. В семинаре приняли участие ключевые специалисты и руководители проектов Алюминиевого дивизиона, ИркАЗа, БрАЗа, КрАЗа, САЗа, ХАЗа, НкАЗа, ВгАЗа, УАЗа, НАЗа, а также Инженерно-технологического центра.
Открывая семинар, технический директор РУСАЛа Виктор Манн отметил, что заводы Алюминиевого дивизиона в первом квартале 2014 года в целом снизили удельный расход электроэнергии постоянного тока на 243 кВт*ч на одну тонну произведенного металла по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. При этом наиболее значимых успехов добились САЗ, ХАЗ, БрАЗ и КрАЗ.
В частности, на САЗе сокращение энергопотребления составило 423 кВт*ч/т, на ХАЗе – 625 кВт*ч/т (руководители проекта Евгений Щербаков и Андрей Солдатов); на БрАЗе – 265 кВт*ч/т (Максим Сидоренко и Эдуард Литвишко); на КрАЗе – 191 кВт*ч/т (Евгений Курьянов и Игорь Курилкин).
Данные показатели металлургам предстоит улучшить. Технический директор РУСАЛа Виктор Манн озвучил цели, стоящие перед Компанией в сфере энергоэффективности. Одна из основных – снижение удельного расхода электроэнергии для электролизеров с верхним токоподводом, работающих на самообжигающихся анодах, до 15 200 кВт*ч/т. Для сравнения: еще два года назад для подобных типов электролизеров считалось нормальным электропотребление 15 900 кВт*ч/т.
Кстати, аналогичную цель – сокращение потребления электроэнергии и, как следствие, повышение рентабельности – ставят перед собой все мировые производители алюминия. Для ее достижения они применяют самые разные технические решения.
Так, Rio Tinto Alcan и Dubal работают над реализацией проектов увеличения высоты пазов в анодных блоках. Это уже дало падение напряжения на 30 милливольт на электролизере, что соответствует снижению расхода электроэнергии на 90 кВт*ч/т. Аналогичный опыт намерен перенять и РУСАЛ: щелевые аноды планируется применить на САЗе.
– Но чтобы использовать подобную технологию, необходимы аноды очень высокого качества. Иначе мы не получим ожидаемого результата, – подчеркнул Виктор Манн.
Также для повышения энергоэффективности большинство мировых производителей реализуют проекты по снижению сопротивления в аноде и улучшению операционной деятельности в АМО. В частности, ведутся разработки и испытания нового дизайна ниппельного гнезда и анододержателя. Специалисты работают над изменением конфигурации верхней части ОА для минимизации несгоревшей части анода и над оптимальным химическим составом заливочного чугуна. В результате всех этих мероприятий, а также жесткой технологической дисциплины (своевременная отбраковка дефектных анододержателей, качественная очистка ниппелей от окалины) снижение расхода электроэнергии может составить до 160 кВт*ч/т.
Еще одно направление приложения усилий технологов – оптимизация монтажа катодных секций, уменьшение зазора между подовым блоком и катодным стержнем.
– Эта операция тоже требует очень высокой технологической культуры, – отметил технический директор РУСАЛа. – Если ее выполнить, не проведя необходимую подготовку, не имея хороший подогрев и нормальное качество подовых блоков, то в итоге можно получить отрицательный результат.
Сегодня лучшие мировые показатели потребления электроэнергии на тонну алюминия составляют 12 700-13 000 кВт*ч – такой результат демонстрируют ряд заводов в Китае и Канаде. Этому уровню соответствуют и лучшие практики РУСАЛа: усовершенствованные электролизеры РА-400 потребляют 12 850 кВт*ч/т. Впрочем, ряд мировых компаний объявили об амбициозных планах существенно снизить расход электроэнергии. Так, Welch начала разрабатывать технологию, позволяющую расходовать менее 11 500 кВт*ч/т. А норвежская Hydro, заручившись господдержкой, приступила к разработке «электролизера будущего», целевой показатель таких ванн – менее 10 000 кВт*ч/т. И получить подобный результат вполне реально. Ведь теоретический расход электроэнергии (при выходе по току, равном 100%, и температуре процесса 960 градусов) составляет 6,34 кВт*ч/кг алюминия.
– Есть несколько направлений, в которых движутся разработчики, – рассказывает Виктор Манн. – В первую очередь все пытаются снизить еще хотя бы на миллиметр межполюсное расстояние. Ведь каждый «лишний» миллиметр позволяет сэкономить 100 кВт*ч на тонне. Этого можно достичь за счет равномерной концентрации глинозема, его хорошего качества и растворимости. Улучшение качества анода, снижение содержания в нем различных примесей, которые способствуют потере энергии, – это еще 200-250 кВт*ч/т экономии. Еще одна из тенденций, которая наблюдается повсеместно, – сокращение вмешательств в работу электролизера, роботизация технологических процессов. Технологи стараются также минимизировать попадание влаги и примесей в сырье, обеспечить предварительный подогрев глинозема, используя энергию рекуперации тепла от электролизеров и анодного производства. Кроме того, практически во всех технологиях сейчас применяется утепление, в том числе и внешнее, конструкции катода – это позволяет снизить теплопотери с углов и бортов ванн.
На семинаре, прошедшем в Братске, ведущие специалисты РУСАЛа обсуждали как мировые, так и отечественные научные разработки в сфере энергоэффективности. Так, профессор Сибирского федерального университета, доктор технических наук, ученый-металлург с мировым именем Петр Поляков в своих докладах сделал обзор последних научных работ, посвященных проблемам энергосбережения при производстве алюминия, освежил знания участников семинара по некоторым вопросам теории получения алюминия электролитическим способом.
Петр Поляков, профессор Сибирского федерального университета, доктор технических наук, ученый-металлург с мировым именем
– На своих лекциях я рассказал, как методы современной науки существенно изменили наши представления об электролизе алюминия, насколько хрупкой оказывается конструкция электролизера, о мировых научно-технических достижениях в алюминиевой промышленности, принципах термодинамики необратимых процессов и алюминиевом электролизере как диссипативной системе, – пояснил Петр Поляков.
В качестве одного из примеров диссипативной системы профессор привел… корову. Это домашнее животное сопровождает человека сотни лет, между тем оно не просто поставщик молока, но и весьма сложный организм с собственным тепловым балансом, потерями и затратами. Аналогия с коровой напрашивается применительно к производству алюминия, когда мы говорим об электролизере – этой «дойной корове» любого алюминиевого завода.
Сегодня при производстве алюминия на электропотребление приходится от 30 до 40% затрат. Таким образом, сокращение доли расходов на электроэнергию в электролизном производстве – прямой путь к снижению себестоимости конечного продукта. На это нацелены все проекты энергоэффективности, которые обсуждались на семинаре в Братске.
Стратегия алюминиевого производства Компании в данной сфере была представлена в докладе директора по производству АД Евгения Попова. Он отметил, что совместно со специалистами ИТЦ реализуются проекты сразу по нескольким направлениям: поиск оптимального состава электролита, внедрение системы управления заданным напряжением, организация потока технологических обработок, управление уровнем металла, оптимизация длительности послепускового режима и т. д.
Представители каждого алюминиевого завода рассказали о выполнении программ мероприятий по снижению расхода электроэнергии, особенностях тех или иных проектов. В частности, в ходе дискуссий обсуждались способы управления электролизерами, позволяющие получить максимальный энергосберегающий эффект. Команда КрАЗа презентовала блок расчета «идеального» заданного напряжения электролизера. А специалисты БрАЗа представили результаты управления тепловым балансом ванн при неизменном заданном напряжении. И это не единственный успешный проект братских металлургов.
– Место проведения семинара выбрано не случайно, – рассказал директор по технологии и технологическому развитию ИТЦ Виктор Бузунов. – Именно на БрАЗе накоплен интересный и полезный для всех специалистов Алюминиевого дивизиона опыт реализации энергоэффективных проектов. Хорошие результаты по итогам первого квартала, которые демонстрируют некоторые заводы АД, дают возможность расширить масштабы наиболее перспективных проектов, заняться разработкой новых. Цель по-прежнему актуальная: снижение себестоимости металла.
На заключительном заседании Виктор Манн подвел итоги двухдневной работы.
Виктор Манн, технический директор РУСАЛа
– В РУСАЛе исчерпаны далеко не все резервы по экономии электроэнергии, – отметил он. – С третьего квартала 2012 года такие семинары проводятся периодически, и представители каждого предприятия – директора по производству и по технологии – рассказывают о проведенных мероприятиях: подробно, разложив «по полочкам», что делалось и что получилось. Коллеги высказывают свое мнение, делятся опытом, рекомендуют, на что еще нужно обратить внимание. Каждый участник уезжает с таких встреч с новыми идеями.
Кроме подобных семинаров специалисты заводов регулярно общаются друг с другом на еженедельных видеоконференциях, обсуждают, как реализуются проекты. Такое общение помогает оперативно получить консультацию коллег, провести «мозговой штурм» в случае возникновения непредвиденной проблемы, скорректировать применение лучших практик.
– Нужно, чтобы и производственники, и технологи находились в одном поле знаний, понимали, какие инновации есть сегодня в отрасли, какие новые методы и технологии используются. Это им помогает осознанно идти на технологические изменения, понимая, для чего выполняется то или иное действие и какой результат оно даст, – подчеркнул Виктор Манн.
Семинар, прошедший в Братске, стал очередным шагом к формированию общей базы знаний, применение которых позволит сократить энергопотребление на электролизных производствах заводов Компании.
Николай ПИТЕРЦЕВ, Александр РЯБОВ
Фото Александра РЯБОВА
