С  2008 группа единомышленников Титаренко Ю.Ю., Засульский А.В. и Севак Е.В. активно занимались вопросами сокращения расходов на эксплуатацию промышленных печей и энергосбережения. 

Усилия творческого коллектива были сосредоточены в различных областях составляющих основу энергосбережения и сокращению расходов на эксплуатацию печей. Активно изучались вопросы замены горелочных устройств на более экономичные,  вопросы повышения надежности работы термопреобразователей ТПП(S) в газовых, слабокислых средах, был разработан способ достоверной диагностики тепловых потерь с наружной поверхности ограждения.  

В  2013 году, опыт работы был обобщен, проанализирован, после чего была разработана концепция энергоаудита промышленных печей с использованием изобретения "Способа контроля футеровки промышленной печи». 

.

Автор не  претендует  на исключительность и правоту только своего мнения, но надеется, что сформируется общее понимание вопроса. Аудитория, которая может быть принять участие в обсуждении  - очень обширна. К обсуждению вопросов  эксплуатации печей, вопросов достоверности, полноты и качества  энергоаудита  приглашаются специалисты и руководители энергослужб предприятий, производители печей и горелочных устройств, сервисные организации которые занимаются ремонтом и модернизацией печей, предприятия, которые занимаются энергоаудитом и некоммерческим саморегулирующим организациям в этой области, а так же специалисты государственного управления в области энергетики.  

В период с 2009 по 2012 года, в исполнение требований Закона №261-ФЗ, в большинстве предприятий России был проведен энергоаудит, в том числе для промышленных печей. В этот период я работал начальником бюро по наладке и проектированию печей предприятия металлургии.  На предприятии активно использовалось в производстве более 60 нагревательных печей на газовом топливе и более 10 электрических, часть печей находилась на консервации. 

В период с 2011 по 2012 годы на предприятии был проведен энергоаудит. Практические методы проведение аудита печного парка вызывали недоумение. Специалисты, непосредственно проводившие энергоаудит и инструментальные обследования печей, оказались не в полной мере подготовлены для выполнения практической работы. У аудиторов на практике не было системного подхода при достаточно высоком уровне общей теоретической подготовки. В действиях аудиторов часто проявлялась растерянность, в какой-то степени некомпетентность даже в общих, элементарных вопросах использования оборудования для диагностики. Например, зонд газоанализатора не соответствовал толщине стенки футеровки, тепловизор для поиска ненормируемых тепловых потерь с наружных поверхностей ограждения вообще не использовался, хоть и был в наличии. Не было сделано не одного корректного анализа химического состава продуктов сгорания топлива.  Аудиторами не был проведен анализ технического уровня горелочных устройств, не определен потенциал энергосбережения при их замене на современные и энергоэффективные, не определен потенциал повышения энергоэффективности ограждения. Многие факторы, например, загруженность печей до их расчетной производительности, эффективность работы автоматики теплового регулирования и другие, которые непосредственно влияют на энергоэффективность работы печи -  аудиторами вообще не были  исследованы. Практическая польза от такого энергоаудита печей – оказалась минимальна и свелась только к заполнению энергопаспорта предприятия общей информацией о печах и о мероприятиях по повышению энергоэффективности, которые уже проведены или проводились на момент составления энергопаспорта.

На предприятии, на момент проведения энергоаудита, была сформирована и достаточна эффективна функционировала собственная энергослужба. Специалисты предприятия оказались более профессиональны и компетентны, чем аудиторы в вопросах контроля над энергопотреблением. Большинство же предприятий, после проведения энергоаудита, остались только с энергетическими паспортами, в которых отражены общие пожелания, а не эффективные и конкретные шаги по повышению энергоэффективности печей. Организации, которые энергоаудитом  занимались формально - ушли с рынка сразу после того, как не стало возможности заработать «легкие деньги» на составлении энергопаспортов. Оставшиеся на рынке услуг энергосервиса организации, возможно еще не готовы заниматься вопросами повышения энергоэффективности печей в условиях энергосервисного договора.

Ситуация непростая. Причин такой ситуации по много, но основные очевидны. Главная причина - не сформирован общий доступный и технически обоснованный системный подход к проведению энергоаудита печей, не сформирован объем инструментальных обследований . Саморегулируемые организации, в которых регистрировались предприятия занимающиеся проведением энергоаудита, не уделили должного внимания анализу практической текущей работы своих партнеров и участников рынка. Предприятия, в которых проведен энергоаудит промышленным печам – часто не имели достаточно полного представления об объемах энергоаудита промышленных печей и не были в состоянии проконтролировать и оценить его полноту и качество. Последствия – значительная составляемая стоимости энергоресурсов в себестоимости продукции. Последствия такой ситуации в целом по стране напрямую оказывают влияние на достижение практических результатов в реализации государственной политики Российской Федерации по повышению энергоэффективности. 

Потенциал повышения энергоэффективности печей, который при проведении обязательного энергоаудита не определили в период активной фазы реализации Закона 261-ФЗ в 2009-2012гг.,  не был отражен в полной мере в энергопаспортах.  Это значит, этот потенциал не будет изучен и учтен в планах по развитию направления повышения энергоэффективности,  как  следствие - не ожидается и стимулирование государством мероприятий модернизации печного парка. 

Современная печь на газовом топливе, площадью активного пода от 4 до 12 м2 стоит от 8 до 30 мл. рублей. Не все предприятия (их собственники или акционеры) могут себе позволить приобрести новое оборудование по такой цене. С другой стороны, предприятия – производители энергоэффективных печей и горелочных устройств работают с минимальной эффективностью – нет сбыта продукции, которая нужна. Это еще один повод задуматься о том, насколько полно и профессионально продуманы способы решения задач повышения энергоэффективности России. К сожалению, продажа основного топлива для печей - природного газа и электроэнергии полученной при использовании углеводородов - это приоритет государства.  Легче и проще регулировать цены на газ и электроэнергию,  маскируя тем самым, отсутствие  внимания и непродуманность подхода к решению  вопросов повышения энергоэффективности непосредственно на объектах энергопотребления. 

Для изменения сложившейся ситуации усилий только одного специалиста или группы людей не достаточно, вопросы которые возникают при проведении энергоаудита, так и при реализации мероприятий по энергосбережению, достаточно сложные и объемные. Тем не менее, если для повышения энергоэффективности печей, каждый специалист, руководитель, государственный служащий на своем месте сделает хотя бы один шаг вперед, то возможно в обозримом будущем у автора не найдется больше повода для подобной статьи. 

В 2012 году авторской группой -Титаренко Ю.Ю., Засульским А.В. и Севаком Е.В. был разработан эффективный и достоверный способ энергодиагностики, на который был получен Патент РФ № 2452913, "Способ контроля футеровки промышленной печи" (по классификации МПК F27D 19/90). Тем самым, свой небольшой вклад в решение проблемы повышения энергоэффективности авторами изобретения был внесен. Автор статьи от имени авторской группы, предлагает Вам ознакомиться со способом контроля футеровки промышленной печи.

Необходимость контроля над процессами, которые происходят в футеровки печи, обусловлена тем, что футеровка печи является основным конструктивным элементом, изолирующим процесс теплообмена между носителем тепла и нагреваемым телом. Потери тепла, которые происходят через футеровку печи, в прямой зависимости определяют коэффициент полезного действия печи и величину потребляемого топлива (энергии).

В основу способа контроля (диагностики) положено сравнение фактической температуры наружной поверхности печи с её расчетным значением с течением времени. Способ контроля (диагностики) позволяет контролировать  естественный износ футеровки и рассчитывать тепловые потери, которые при этом возникают.

∆Q = 62∑i S поверхн  i(t наружн. i –  t расч) + 64∑i S поверхн. вых. газов  i (КДж / час)

Где: 

∆Q  - величина тепловых потерь с наружной поверхности печи, слагаемое из величин тепловых потерь конвекцией и излучением в сумме с потерями тепловыми потерями с отходящими газами, с различных по своему конструкционному предназначению участков наружной поверхности печи за единицу времени в 1 час, (КДж /час); 

62,  - значение коэффициента теплоотдачи излучением и конвекцией с наружной поверхности   -   , (кДж/ м 2 оК час);  

∑i S поверхн  i, – площадь всех участков  наружной поверхности футеровки печи, не имеющей признаков выхода печных газов,  (м2);

t наружн. i  –  t расч  это разность температур,  t наружн. i   –  температуры наружной поверхности, установленной при измерениях  и t расч –  заданной или расчетной температуры наружной поверхности по проекту печи, со всех участков обследуемой наружной поверхности, не имеющей признаков выхода печных газов, оК;

∑ i S вых. поверхн  i ,    – площадь всех участков наружной поверхности печи, с признаками выхода печных газов,  (м2);

64  – математическое значение выражение потери тепла Qвыб с отходящими простыми газами, состоящих из продуктов сгорания природного газа, проходящие из внутреннего пространства печи через неплотности футеровки наружу, со скоростью при выходе - 0,15 м/с, с температурой при выходе в 200-300оС ,  кДж / м2 час; 

Величина Qвыб.  при приближенных расчетах будет постоянной и в настоящем способе контроля расчетным путем определена в 64 кДж  с 1 м2 площади за 1 час;  

Величина Qвыб.  будет равна нулю, при отсутствии признаков инфильтрации печных газов.

Способ контроля (диагностики) предполагает использовать для контроля тепловизор, термограф, пирометр и позволяет производить расчеты потерь тепла, которые не предусмотрены тепловым балансом печи. Способ контроля (диагностики) приемлем для всех типов печей, в том числе: кузнечных, термических, специальных печей для обжига, плавильных и других. Способ контроля (диагностики) позволяет отслеживать изменения энергоэффективности футеровки со временем, а при дополнительных, несложных теплотехнических расчетах определять остаточную величину ее слоя. Последнее особенно актуально и доступно для использования специалистами – теплотехниками технических служб предприятий для контроля над состоянием футеровки плавильных печей на предприятиях металлургии.

Постоянные, плановые, обследования печей с использованием Способа контроля (диагностики)  могут стать основой для контроля над энергоэффективностью ограждения печей (футеровки) на предприятии, для повышения качества и полноты проведения энергоаудита и оказания услуг энергосервиса, а так же обеспечат возможность проверки эффективности мероприятий по сокращению тепловых потерь через ограждение и теплоизоляцию (футеровку). 

В то же время использовать только один вид контроля теплового потока через кладку печи некорректно. Для полноты мониторинга технического состояния необходимо так же учитывать еще и работу горелочных устройств, работу  автоматики регулирования температуры и давления в печи, и много другие. В связи с чем, были разработаны Рекомендации по проведение энергоаудита промышленных печей, оказанию услуг энергосервиса для печного парка предприятий, с использованием «Способа контроля состояния футеровки промышленной печи МПК F27D 19/90».

Рекомендации предполагают высокий инженерно - технический уровень оказания услуги энергосервиса, интеграцию в общие мероприятия энергослужбы предприятия, тем самым могут быть взяты за основу для разработки стандарта оказания услуги энергосервиса, организациями, специализирующие в оказании услуг энергосервиса, а так же энергослужбами предприятий для проведения внутреннего энергоаудита. Описанные рекомендации Вы можете скачать по приведенной выше ссылке.