A HÚSFELDOGOZÓ IPAR, OROSZORSZÁG A húsfeldolgozó iparág energia kezelése
Naložba v vašo prihodnost Operacijo delno financira Evropska unija Evropski sklad za regionalni razvoj
Befektetés a jövőbe A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Regionális Fejlesztési Alap társfinanszírozásával valósul meg
Tartalomjegyzék 1. Háttér
3
2. A tisztább gyártás projekt
5
A vállalkozás 3 A technológia és a környezetvédelem javítása 3 Energiatermelés és a tisztább termelés projekt 3
5 6 7
3. A szigetelés projekt következtetése
8
Hőcsövek A hőszigetelés tulajdonságai A külső védőréteg
A beruházás jövedelmezőségének a kiszámítása Az természeti források fogyasztásának a kiszámítása Az eredmények
8 10 10
IRODALOM 11
2
1. Háttér A vállalkozás Ebben a tanulmányban bemutatott élelmiszer-feldolgozó vállalkozás 1992-ben volt megalakítva egy már 1933-ban megalakított nagy húsfeldolgozó gyár maradványain. A vállalkozás Oroszországban több évig a húsfeldolgozó ipar egyik fejlettebb vállalkozásai közé tartozott. A vállalkozás jelenleg kiterjeszkedik 96 hektár területen. A kelet – nyugat felé összesen 1.150 m, az észak – del felé pedig 1.250 m terjed ki. Az ipari zóna északi határától 380-500 m már lakóhelyeket találhatunk. A vállalkozás egészségügyi - védelmi övezete pedig 1.000 m hosszú. A vállalkozás több termelési egységekkel rendelkezik. Az 1. számú (MPO-1) és a 4. számú húsfeldolgozó üzemhez (MPO-4) még hozzátartózik a száraz kenyér bolt (Shop of Dry Broth) (TSK), és a gyógyszerkészítmény gyár (TMP). Több mint 500 különböző húskészítményt, kolbászt és gyógyszerkészítményt gyártanak. A gyár egy nap alatt elkészíthet 200 tonna kolbászt. A vállalkozás saját termál erőművel, mechanikai javítóműhellyel, kompresszor bolttal, parkolóhely és vasútállomással, építőanyag bolttal, szénvíz kezelési állomással, irodákkal és diszkontokkal rendelkezik.
A technológia és a környezetvédelem javítása Az elmúlt években a vállalkozás kicserélte az elsődleges termelésben lévő elavult berendezést és technológiát. Ugyanakkor pedig még bevezetették a környezetbarát technológiát is. Ezzel jelentősen csökkentették a levegőszennyező anyagok kibocsátását és a szennyvíz mennyiségét a tisztító állomásból, mivel a szilárd hulladékok mennyiségét is csökkentették. A környezet egyik alapvető még nem megoldott problémája a viszonylag magas energiafogyasztás. Ez a gazdaság és a környezet szennyeződés egyik nagy és megengedhetetlen gyengesége.
Energiatermelés és a tisztább termelés projekt A termo erőmű (PTPM) egy kongregációs állomás, amely hő- és villamos energiát termel. Hőés villamos energia az egész gyár szükségére van felhasználva, mert az energiát nem egyszerű elosztani különböző folyamatokra és termékek szükségére. A töltési állomáson az üzemanyag megvásárlása jelenti a gyártási folyamat legnagyobb költséget. A fűtés költsége (77 %) és a villamos energia költsége (23 %). Nyáron a fűtés költsége 80 RUR / Gcal (RUR = orosz rubel egy giga kalória 80 RUR = 2,3 €, 1 Gcal = 1,160 kWh); Télen pedig a költségek növekednek akár 40 %-kal és elérik a 110 RUR / Gcal értéket. A hő veszteség csökkentésén 1999-ben kezdtek gondolkodni a tisztább termelés program keretében. A munkacsoport gondosan átvizsgálta a hő- és villamos energia termelését. A legfontosabb megállapítás az volt, hogy a rosszul izolált csővezetékek okozták a hő veszteségeket és a veszteségek meghaladták a megengedet 5-25% normát. A vállalkozás úgy határozott, hogy javítani fog a csővezetékek hőszigetelésén. 3
A javítót hőszigetelési csővezeték céljaji a következők: a hő veszteség csökkentése; a gyárban teremtet hő megőrzése; a biztonságos munkakörülmények létrehozása. A projekt időtartama 10 év volt, a projekt megvalósítása pedig 3 hónap.
1. ábra: a távfűtési hálózatban lévő szükséges elemek vázlata TMP - gyógyszerkészítmény gyár, MPO - a húsfeldolgozó üzem, SDB – száraz kenyér bolt, PTPM – termál erőmű
4
2. A tisztább gyártás projekt Hőcsövek A hőcsövek a következő dolgok szállítására voltak szánva (1 táblázat): gőz 3 atmoszféra nyomásnál és 256 ºC; gőz 8 atmoszféra nyomásnál és 395 ºC; 60 ºC víz az összes folyamat működésére és a helyiségek fűtésére meleg vízzel. A gőz 3 atmoszféra nyomásnál van legtöbbet használva és a teljes hő 80 %-át képviseli. A csővezeték körülbelül 40 %-a rossz állapotban van. Átvizsgáltuk a csővezetéket, amelyek szállították a hőt az 1. és a 4. számú hűstermelési állomáshoz, a száraz kenyér bolthoz és a gyógyszerkészítmény gyárhoz. A teljes veszteség mintegy 4000 Gcal/év volt, ha a hőszigetelés karosodott. A hőcsövek diagramja, ahol szükséges kicserélni a hőszigetelést, meg van adva az 1. táblázatban, a 2. táblázat mutatja a csővezeték nagyságát. 1 táblázat: A hő fogyasztás elosztása a gyártási folyamat közben.
Állomás
Gőz, 8 atm
Gőz, 3 atm
Meleg víz
Fűtés
(Gcal/év)
(Gcal/év)
(Gcal/év)
(Gcal/év)
395 0C
265 0C
60 0C
változik
MPO-1
892
11 685
862
633
MPO-1
328
8 686
1.034
380
TMP
-
27.273
1.018
1.052
TSK
2.831
-
4.511
284
Összesen:
4.051
47.644
3.368
2.349
203
2.382
842
587
5
5
25
25
Hőmérséklet
Hő vesztesség A legmagasabb megengedet veszteség (%)
2. táblázat: a csővezeték átmérője (mm) és hosszúsága (m) az ábrán.
A csővezeték átmérője A csővezeték hosszúsága, A csővezeték hosszú- A csővezeték hosszús(mm)
8 atm, gőz (m)
sága, 3 atm, gőz (m)
ága, meleg víz (m)
89
-
-
236
100
400
400
-
108
-
-
383
150
-
-
635
250
-
-
400
273
1.020
1.174
311
385
100
-
-
Teljes hosszúság (m)
1.520
1.574
1.965 5
A hőszigetelés tulajdonságai Elvégeztek egy felmérést, amely mérte melyik korszerű anyag nyújt leghatékonyabb hőszigetelést. A legtöbbször felhasznált anyagok jellemzőségei a 3. táblázatban vannak megadva. A szükséges hőszigetelési anyag a víz/gőz csővezetékre az hőszigetelési anyag megkívánt vastagsága szerint volt kiszámítva. A hővezető képessége és hő veszteség a legfontosabb tényező. A Rockwooli „cilinderek” lettek a példaképek: A csővezeték, amelyen keresztül folyik 60 0C meleg víz, használ 20 mm-es szigetelést. A szigetelő csővezeték átmérője és hosszúsága, mint a szigetelés térfogata a következők: Átmérő
Hosszúság
Az izoláció vastagsága
Az izoláció térfogata
89 mm
236 m
20
1,32 m3
150 mm
635 m
20
5,98 m3
250 mm
400 m
20
6,28 m3
273 mm
311 m
20
8,00 m3
Az a csővezetékek adatai, amelyek szállítják a gőzt 3 atmoszféra nyomásnál és 265 0C-nál: Átmérő
Hosszúság
Az izoláció vastagsága
Az izoláció térfogata
100 mm
400 m
30
3,76 m3
273 mm
1.174 m
30
30,19 m3
Az a csővezetékek adatai, amelyek szállítják a gőzt 8 atmoszféra nyomásnál és 395 0C-nál: Átmérő
Hosszúság
Az izoláció vastagsága
Az izoláció térfogata
100 mm
400 m
20
2,51 m3
273 mm
1.020 m
30
26,23 m3
385 mm
100 m
30
63,63 m3
Az adatokból megálapítottuk, hogy összesen 4500 m csővezetéket kell izolálni és szükségünk lesz 91 m3 szigetelő anyagra. Amikor a más anyagok számára is elkészítettük a számításokat (4. táblázat), megalapítottuk, hogy egyforma elszigeteltségre szükségünk lenne 418 m3 ásványgyapotból készített takaró vagy 412 m3 ásványgyapot Goffered-i struktúrákkal. 4. táblázat bemutatja a különböző anyagok költségét az árakkal, amelyeket az orosz szállítók ajánlanak.
6
3. táblázat: A hőszigetelő anyagok tulajdonságai (RUR = orosz rubel)
Anyag
Átlagos
Hővezető
Alkalmazott
Várható élet-
Ár
sürgőség
képesség
hőmérséklet
tartam
(RUR/m3)
(kg/m3)
(Wt/m K)
(0C)
(év)
125
0,035
+40…+600
5
1050
5
600
5
700
Rockwooli ásványgyapot cilinderek
(égésgátló)
(TU 361180-85) Ásványgyapotból készített takaró (GOST
120
0,057
+180…+450 (égésgátló)
21880-86 Sort 100) Ásványgyapot Goffered-i struktúrákkal
110
0,05
+60…+400 (égésgátló)
(TU 36.16.22.8-86)
4. táblázat: A hőszigetelő anyagok tulajdonságainak az összehasonlítása (RUR = orosz rubel)
Anyag
Átlagos
Hővezető
Szükséges
Súly
Ár
Az anyag
sürgőség
képesség
térfogat
(kg)
(RUR/m3)
ára
(kg/m )
(Wt/m K)
(m )
125
0,035
90,51
11.313,8
1050
95.036
120
0,057
417,99
50.158,8
600
250.794
110
0,05
411,73
45.290,3
700
288.211
3
(RUR)
3
Rockwooli ásványgyapot cilinderek (TU 361180-85) Ásványgyapotból készített takaró (GOST 21880-86 Sort 100) Ásványgyapot Goffered-i struktúrákkal (TU 36.16.22.8-86)
Az összehasonlító felmérés megmutatta, hogy a leghatékonyabb és költséghatékony szigetelési anyagot a Rockwool vállalkozás gyártja.
A külső védőréteg A hőszigetelés külső oldalára még hozzá kell tenni egy védőréteget. Hogy meghatároztuk a védő anyag vastagságát tekintetbe kell vennünk a csövek nagyobb átmérőjét a Rockwooli ásványgyapot cilinderek miatt. A csövek átmérője ezzel az új réteggel növekedett. A szükséges szigetelő anyag mennyisége a 5. táblázatban van kiszámítva.
7
Három külső védőanyag összehasonlítása (6 táblázat) azt mutatja, hogy a leghatékonyabb anyag az üveg rost. Ezért javasoljuk, hogy a Rockwooli ásványgyapot cilindereket és az üveg rostot használják.
3. A szigetelés projekt következtetése A beruházás jövedelmezőségének a kiszámítása. A beruházások, amelyek szükségesek, hogy kicseréljük a hőszigetelést, a 7. táblázatban vannak megadva. Az anyagköltség és szerelési költségek is be vannak számolva. 1 m hőszigetelés telepítése 20 RUR-b kerül, összesem 5.089 m csőt kellet lerakni. A költségek pedig a következők: 20 x 5.089 = 101.780 RUR A beruházási összes költsége 864.547 RUR. Kiszámították az évi megtakarítások, amelyek az alacsonyabb hő veszteség eredménye, költség 1 Gcal (100 RUR) és megtakarítás Gkal 4014/év, ami 401.400 RUR. Így, a visszafizetés ideje (angl. PB – pay back): PB = I0 / B = 864.547 / 401.400 = 2,15 év A hő csővezeték korszerűsítésének a nettó jelenértéke (NPV) a 10 éves várható élettartam és 10%-os nominális kamatlábbal: NSV = B k – I0 ahol a diszkont tényező, k = 6,415. NPV = 401.400 x 6,415 - 846.547 = 1.710.434 RUR (55.175 USD)
8
5. táblázat: A külső szigetelésre felhasznált anyag kiszámítása.
A cső átmérője
Gőz
Gőz
csővezeték csővezeték
Külső védőréteg (m2)
Meleg víz csővezeték
Gőz csővezeték Gőz csővezeték
Meleg víz
(m)
8 atm (m)
3 atm (m)
(m)
8 atm
3 atm
csővezeték
0,089
-
-
236
-
-
382,38
0,1
400
400
-
703,36
803,84
0
0,108
-
-
383
-
-
711,95
0,15
-
-
635
-
-
1.515,36
0,25
-
-
400
-
-
1.456,96
0,273
1.020
1.174
311
4.266,13
4.910,23
1.300,75
0,385
100
-
-
558,92
-
Összesen felhasznált anyag:
-
16.609,88 m
2
6. táblázat: A külső védőréteg anyagának a tulajdonságai
Külső szigetelés
Vastagság
Várható
Sűrűség
Az anyag
Az anyag
Ár
(mm)
élettartam
(m3/kg)
felülete
ára
(RUR)
(m )
(RUR/m )
anyaga
(év)
2
2
Horganyzott acél (GOST 14918-80)
0,55
10
7.800
16.610
66,25
1.100.405
0,4
8
186
16.610
25
415.247
0,3
2
1.100
16.610
12
199.319
Üveg rost (TU 6-11-145-80) Ruberiod (GOST 10923-83 Sort 420)
7. táblázat: A beruházás költsége
Befektetés Dokumentáció és dizájn
Költségek (RUR) 3.000
Anyagok
709.131
A szállítás és tárolás költsége
12.282
Munkaerőköltsége
101.780
Adók
38.954
Összesen (I0):
864.547
9
Az természeti források fogyasztásának a kiszámítása A kiválasztott hőszigetelő anyagok természeti források fogyasztása a MIPS módszerrel volt kiszámítva. A Wuppertal Institute MI tényezői voltak felhasználva, hogy összehasonlítanánk a természeti források használatát a befektetésnél (8. táblázat). Nyilvánvaló, hogy a kiválasztott Rockwooli szigetelés és az üveg rostból készült külső védő réteg használata a legjobb alternatíva, amely legalacsonyabb MIPS értékeket nyújt.
Az eredmények A különböző hőszigetelési anyagok összehasonlító elemzésének az eredményei meghatározták a hagyományos paramétereink jövedelmezőségeit és a MIPS módszer alapját. A leghatékonyabb típus hőszigetelés a Rockwooli ásványgyapot cilinderek és egy üveg rostból készült külső védő réteg TU 6-11-145-80. A legrosszabb állapotban található csövek szigetelése egy bizonyos befektetést (27 889 USD) használ, a beruházás visszafizetési ideje 2,15 év, 10 év allat pedig eléri a nettó jelenértéket 55,175 USD. 8. táblázat: Felhasznált anyagok.
Anyag
Kötelező súly
MI tényező
Természeti források
(kg)
(kg/kg)
(kg)
22.627
4,7
106.349
100.317
4,7
471.492
90.580
4,7
425.728
71.256
3,0 (vas bevonat)
213.770
1.544
3,6 (poliészter rost)
5.560
27.406
2,0 (linóleum)
27.406
Hőszigetelési anyag Rockwooli ásványgyapot cilinderek (TU 361180-85) ásványgyapotból készített takaró (GOST 21880-86 Sort 100) ásványgyapot Goffered-i struktúrákkal (TU 36.16.22.8-86) Külső védő réteg* Horganyzott acél (GOST 14918-80) Üveg rost (TU 6-11-145-80) Ruberiod (GOST 10923-83 Sort 420)
*A külső védő réteg a Rockwooli ásványgyapot cilinderekre vonatkozik 10
FORRÁS The Wuppertal Institute http://www.wupperinst.org/en/home/index.html
IRODALOM Lennart Nilsson, Per Olof Persson, Lars Rydén, Siarhei Darozhka and Audrone Zaliauskiene, Cleaner Production, Technologies and Tools for Resource Efficient Production, Book 2 in a series on Environmental Management, The Baltic University Press © 2007, Printed by Nina Tryckeri, Uppsala 2007, ISBN 91-975526-1-5
11
