СОДЕРЖАНИЕ
О заводе Череповецкий комплекс АО «Апатит»
АО «Апатит» (ранее «Фосагро-Череповец») входит в Группу Компаний «Фосагро», одного из крупнейших в мире производителей высокосортного фосфатного сырья и удобрений.
Год основания – 2012 г.
Предприятие возникло в результате слияния ОАО «Аммофос» и ОАО «Череповецкий «Азот».
Продукция завода
Череповецкий производственный кластер Группы «ФосАгро», компания АО «Апатит» (ранее «Фосагро-Череповец» – крупнейший в Европе производитель фосфорсодержащих удобрений, фосфорной и серной кислот, а также один из ведущих производителей NPK-удобрений, аммиака и аммиачной селитры среди российских предприятий химической промышленности.
Удобрения, производимые из апатитового концентрата «ФосАгро», являются одними из наиболее чистых в мире и используются при выращивании сельхозпродукции, которая попадает к конечным потребителям во всем мире. Гибкие и эффективные модели производства позволяют «ФосАгро» выпускать свыше 35 марок удобрений и другой готовой продукции для нужд потребителей из более чем 100 стран.
Проблемы цикла производства минеральных удобрений
Основная проблема производств минеральных удобрений –
снижение технологической выработки продукции в летний и осенне-весенний период,
а также большое количество брака из-за недостаточной температуры охлаждающего воздуха на установках «кипящего слоя» и барабанах охлаждения.
Для части типов удобрений также важна влажность охлаждающего воздуха.
Гранулы удобрений подаются в барабаны охлаждения и/или аппараты «кипящего слоя» горячими, там они охлаждаются и дальше идут на упаковку. Охлаждение происходит с помощью циркуляции наружного воздуха с улицы.
В тёплый период года, когда температура наружного воздуха повышается, охладить удобрения становится невозможным – попадая на кипящий слой/барабаны, частицы не успевают достаточно охладиться и склеиваются между собой на складе.
Та часть удобрений, которая успела остыть и не склеилась, идет на расфасовку, остальное попадает в брак.
По этой причине в весеннее и летнее время на заводе приходилось ограничивать выработку продукции – в кипящий слой и барабаны поступало значительно меньше удобрений, чтобы они успевали охлаждаться, но и это не защищало от брака изделий.
В результате предприятие в теплое время года несло убытки – технологическая выработка продукции снижалась, было большое количество брака, что приводило к уменьшению объема конечной продукции.
Решение проблемы снижения выработки продукции
В рамках глобальной инвестиционной программы «Фосагро» (до 2020 г.), ориентированной на модернизацию и расширение производственных мощностей, встал вопрос о решении проблемы охлаждения производственного цикла.
На предприятии знали, что решить проблему охлаждения удобрений в барабанах и на «кипящем слое» можно, используя технологию абсорбционных холодильных машин (АБХМ), когда на предприятии есть «бросовое» тепло и одновременно потребность в холоде.
АБХМ используются в производстве минеральных удобрений по всему миру, ввиду очевидных выгод от их использования и возможности с их помощью решить проблему снижения выработки продукции.
Компании-поставщики АБХМ предлагали свои услуги по поставке абсорбционных машин, но для «Фосагро» важно было не само оборудование, а комплексное решение по охлаждению удобрений в барабанах и в «кипящем слое», так как на предприятии были свои технологические особенности.
К тому же, «Фосагро», как опытный заказчик различных высокотехнологичных установок, знал о последствиях покупки оборудования без инжиниринга и сотрудничества с разными подрядчиками. Когда возникают проблемы, каждый подрядчик перекладывает ответственность на другого – монтажные компании на проектные, проектные на поставщиков оборудования. В итоге, исправлять ошибки некому, а производство «простаивает». Именно поэтому, предприятию была нужна единственная компания – поставщик всего оборудования и инжиниринговая компания в одном лице.
Было принято решение сначала обратиться в компанию, которая бы могла провести предварительное обследование на предмет возможности внедрения АБХМ на предприятие и разработать концептуальное решение, а уже потом проводить тендер на комплексную реализацию этого решения. Для этой цели была выбрана компания «Энергия холода», которая имеет большой опыт в решении таких задач.
Задача, которая стояла перед компанией «Энергия холода», – проведение предварительного обследования и выработка концепции холодильного центра и сопутствующего оборудования, которые обеспечат охлаждение и соответствующий эффект для следующих производственных узлов.
В рамках обследования были разработаны следующие возможные решения:
№ п. | Описание охлаждения на производственном узле | Описание эффекта |
|---|---|---|
А. Решения для охлаждения азотно-фосфорных удобрений (ПМУ “ФосАгро-Череповец”) | ||
1. | Охлаждение воздуха, подаваемого на установки кипящего слоя. | Охлаждение гранул минеральных удобрений ПМУ, существенное повышение выработки удобрений в тёплый период года, исключение слёживания удобрений. |
2. | Охлаждение воздуха, подаваемого на барабаны охлаждения. | |
Б. Решения для обработки воздуха для производства аммиачной селитры
(ПСМУ “ФосАгро-Череповец”) | ||
1. | Охлаждение и осушение воздуха, подаваемого на установки кипящего слоя | Поддержание качества и объёмов выработки аммиачной селитры в течение всего летнего и осенне-весеннего периодов. |
В. Решения для азотного производства завода “ФосАгро-Череповец” | ||
1. | Охлаждение воздуха, всасываемого газотурбинными установками. | Поддержание мощности газотурбинных установок на номинальном уровне в летний и осенне-весенний периоды. Соответственно, исключение снижения параметров работы воздушных компрессоров и выработки азотной кислоты и соответственно аммиачной селитры. |
2. | Охлаждение воды в охладителе орошаемой воды. | Исключение разгрузки агрегата УКЛ в летний и осенне-весенний периоды. Поддержание качества абсорбционно-реакционных процессов в абсорбционной колонне, поддержание уровня содержания окислов азота в отработанных хвостовых газах. |
Г. Решения для производства карбамида завода “ФосАгро-Череповец” | ||
1. | Охлаждение газа CO2. | Увеличение расхода CO2, повышение выработки карбамида. |
Что было сделано:
- Совместно со специалистами «Фосагро» был определен необходимый для охлаждения продукции расход воздуха, его температурно-влажностные параметры.
- Определена требуемая холодопроизводительность АБХМ.
- Выполнен подбор основного оборудования системы холодоснабжения.
- Определены необходимые площади для размещения оборудования и основные объемно-планировочные решения.
- Выработали предпроектное решение, с учётом параметров воздуха, пара, специального исполнения оборудования для химических производств.
После обследования было разработано концептуальное решение с учетом всех технологических особенностей объекта. Это решение было согласовано и одобрено специалистами «Фосагро», после чего между компаниями был заключен договор на проектирование.
Первым этапом было принято решение о реализации проекта на ПМУ – для охлаждения азотно-фосфорных удобрений.
Технологические особенности объекта и решение
ООО "Энергия холода"
На объекте были свои технологические особенности, из-за которых внедрение АБХМ было сложным. Специалисты компании «Энергия холода» столкнулись со следующими вопросами и задачами.
Задача 1. Как доставлять охлажденный воздух на «кипящий слой» и барабаны?
Технологическое решение
Была разработана специальная приточная установка по подаче охлажденного воздуха, куда были включены фильтр и теплообменник воздухоохладителя. Теплообменник должен был быть выполнен из нержавеющей стали, что было необходимо из-за наличия паров аммиака в воздухе.
Задача 2. Как внедрить установку охлаждения воздуха в существующий технологический цикл?
Проблема: имеющиеся в производственном процессе вентиляторы были встроены в технологическую линию и не подлежали замене на более мощные. И если поставить эту установку на входе вентиляторов, то она будет создавать дополнительное аэродинамическое сопротивление и вентиляторы будут давать меньше воздуха на технологию, что было недопустимо.
Технологическое решение
В саму установку необходимо внедрить дополнительный вентилятор, который был бы рассчитан на преодоление дополнительного аэродинамического сопротивления, создаваемого фильтром и теплообменником.
Проблема была в том, что аэродинамическое сопротивление в установке всегда меняется, а давление в вентиляторе должно быть стабильным.
Для решения этой проблемы вентиляторы должны быть оснащены частотными преобразователями. В точке забора воздуха в цеху необходимо установить датчики давления, отслеживающие избыточное давление (оно должно всегда быть равно 0). Частотные преобразователи должны быть настроены на эти датчики и при необходимости они снижали бы обороты вентилятора в установке, поддерживая постоянное давление в цеху.
Таким образом, внедрение установки по подаче воздуха никак не повлияло бы на работоспособность тех вентиляторов, которые уже были встроены в технологическую линию.
Задача 3. Как будет работать система в зимнее время?
В зимнее время для охлаждения технологических линий было достаточно простое охлаждение наружным воздухом.
Технологическое решение
В установках воздуха необходимо разработать специальную дополнительную секцию с поворотными заслонками жалюзийного типа, которые, в зависимости от зимнего или летнего режима, направляли бы поток воздуха в установку (лето), либо в байпас (в обход этой установки, напрямую в цеха) зимой.
Задача 4. Как эксплуатировать систему без дополнительного персонала?
Технологическое решение
Задача решается полной автоматизацией объекта – на свободно программируемых контроллерах, чтобы система работала без вмешательства оператора. Параметры передаются в центрально-диспетчерский пульт предприятия, откуда можно контролировать работу установок.
Проект для АО "Апатит"
Компания «Энергия холода» разработала проектную документацию «под ключ».
Было выполнено проектирование следующих разделов:
- Холодоснабжение (ХС).
- Автоматизация (АХС).
- Отопление, вентиляция, кондиционирование и тепловые сети (ОВ, КВ и ТС).
- Конструкции железобетонные (КЖ).
- Конструкции металлические (КМ).
- Силовое электрооборудование (ЭМ)
- Электрическое освещение (ЭО).
- Смета на строительство объектов капитального строительства.
В результате было запроектировано здание, две АБХМ, насосные группы, мокрая градирня, баки, системы автоматики и установки обработки воздуха, которые газоходами доставляли обработанный и очищенный воздух в разные цеха.
После проекта компания «Фосагро» получила комплексное решение, сметы, спецификации и 3D-чертежи. Все работы велись в 3D-формате, что значительно сократило сроки проектирования, повысило качество проекта, и позволило вносить корректировки в проект с высокой скоростью.
Тендер на реализацию проекта
После получения проектной документации «Фосагро» решило провести тендер на реализацию проекта.
Требования к подрядчику
- Комплексная реализация проекта – поставка комплекса оборудования, шеф-монтаж и пусконаладочные работы, сервисное обслуживание. Один поставщик должен нести ответственность за всю систему и отвечать за комплекс оборудования, его эффективную работу и обслуживание в дальнейшем.
- Минимальные сроки реализации.
Подрядчики
В тендере приняли участие множество компаний, среди которых поставщики китайских АБХМ и АБХМ Thermax:
В результате отбора подрядчиком была выбрана компания «Энергия холода», по следующим критериям:
- Соответствие всем техническим требованиям на объекте, в том числе, исполнению для химических производств.
- Оптимальная стоимость по сравнению с конкурентными предложениями.
- Комплексная реализация системы охлаждения воздуха, включая технологические гарантии по охлаждению воздуха до требуемых параметров.
Почему «Энергия холода»?
Заказчик оценивал компетенции и опыт компаний в разрезе АБХМ.
Одни компании были хороши в поставке АБХМ, но у них не было опыта в комплексной реализации проектов «под ключ». Другие компании имели опыт комплексного инжиниринга, но они у них не было опыта работы с АБХМ.
Только компания «Энергия холода» обладала всеми необходимыми компетенциями, имела колоссальный опыт в комплексном инжиниринге и опыт работы с АБХМ.
К тому же, цена на реализацию проекта у компании была наиболее выгодной.
Справка
Компания ООО «Энергия холода» осуществляет реализацию хладоцентров «под ключ»: полный комплекс работ по проектированию, поставке, монтажу и пусконаладке АБХМ и систем холодоснабжения различных типов.
Основной компетенцией компании является комплексная реализация хладоцентров с рабочей температурой охлаждения выше -5°С.
Поставка и монтаж оборудования на объекте
Согласно проектной документации был поставлен комплекс оборудования на объект.
Две АБХМ Thermax 2B 5N C на водяном паре.
АБХМ Thermax работает на паре и охлаждает воду с 10°С до 5°С. В свою очередь, вода охлаждает воздух для приточной установки с температуры 27°С до 10°С. Охлажденный до заданной температуры воздух подается на установки кипящего слоя и барабаны охлаждения.
Характеристики
- Температура воды на входе — 10°С.
- Температура воды на выходе — 5°С.
- Общая холодопроизводительность АБХМ — 3766 кВт.
Вентиляторная блочно-модульная открытая испарительная градирня с центробежными вентиляторами.
Приточные установки обработки воздуха, суммарным расходом воздуха 360 000 м³/ч.
Насосные группы, запорно-регулирующее и емкостное оборудование.
Щитовое оборудование, КИП и А.
План-график работ по проекту АО "Апатит"
Результат внедрения системы холодоснабжения на предприятии
За счет комплексной реализации проекта одной компанией (без привлечения субподрядчиков) срок выполнения проекта был максимально коротким. Прошло меньше года с момента подписания договора до запуска объекта в эксплуатацию.
Итоги
- Благодаря эффективной системе холодоснабжения на предприятии смогли запустить производство на полную мощность, а также добились беспрерывного круглогодичного цикла производства удобрений, что позволило увеличить выработку продукции и исключить брак изделий, возникающий из-за недостаточной температуры охлаждающего воздуха.
- «Бросовое тепло», возникающее в процессе производства, теперь утилизируется АБХМ.
- Со времени ввода в эксплуатацию система себя окупила уже не один раз.
- После внедрения системы холодоснабжения на предприятие многие производители минеральных удобрений обратились в компанию «Энергия холода» за подобным решением. И, на данный момент, компания разрабатывает несколько похожих проектов на предприятиях России, Белоруссии и Казахстана.
Выдержки из годового отчета "Фосагро" за 2016-2017 гг.
В 2017 году Компания «ФосАгро» завершила широкомасштабную инвестиционную программу в рамках своей стратегии непрерывного расширения мощностей на основе органического роста.
2016-2017 гг. стали для «ФосАгро» выдающимися годами: мы успешно завершили крупномасштабный цикл капитальных затрат, ориентированный на модернизацию и расширение своих производственных мощностей в начале и в конце производственного цикла.
Мы завершили все основные пункты инвестиционной программы, утвержденные в соответствии со стратегией до 2020 года.
За 2017 финансовый год Компания увеличила производство минеральных удобрений на 12,5% по сравнению с предыдущим годом до 8,3 млн т, при этом производство фосфорсодержащих и азотных удобрений выросло на 11,4% и 16,0% по сравнению с предыдущим годом соответственно.
Одним из важнейших событий прошлого года стало завершение строительства наших основных стратегических проектов с вводом в эксплуатацию новых мощностей по производству аммиака и гранулированного карбамида на объектах в Череповце.
Новые производственные линии позволят «ФосАгро» укрепить свое положение, как одного из самых эффективных производителей фосфорсодержащих удобрений в мире. Эти линии несут в себе существенные возможности увеличения производительности при сохранении нашей степени самообеспеченности сырьем.
АО «ФосАгро-Череповец» за 7 месяцев текущего года в сравнении с аналогичным периодом 2015 года увеличило поставки минеральных удобрений на внутренний рынок на 47% (257 700 тонн). За отчетный период череповецкое предприятие увеличило производство фосфорных удобрений на 3,6 %, азотных – на 12,5 %.»
Применение АБХМ Thermax в производстве минеральных удобрений
Во всем мире АБХМ Thermax успешно применяются на предприятиях химической отрасли.
Для АБХМ возможны различные варианты использования низко- и высокопотенциальных видов тепла. Это может быть горячая вода из тепловой магистрали, пар низкого и высокого давления от технологического процесса или котельной, прямое сжигание топлива различных видов (дизель, газ и др.), выхлопные газы от оборудования.
Технологии компании Thermax позволяют использовать несколько источников энергии и комбинировать их. В любой точке технических процесса, где необходимо достаточное количество промышленного холода, АБХМ занимает свое место и помогает рациональнее использовать ресурсы предприятия.
Успех абсорбционных машин Thermax в том, что их легко можно адаптировать и настроить под заказчика, например, изменить материал трубок, сделать их из нержавеющей стали и др. Другие производители такого предложить не могут и производят стандартный продукт.
Компания «Энергия холода» изучила мировой опыт применения АБХМ Thermax для производств химической отрасли и адаптировала его под российские предприятия.
Охлаждение при производстве удобрений — это одна из перспективных и широко распространенных в мире сфер применения АБХМ.
«Фосагро» – стало первым предприятием по производству минеральных удобрений в России, на которое внедрена система холодоснабжения на базе АБХМ.
Частичный референс-лист по применению АБХМ Thermax на предприятиях по производству минеральных удобрений
Результат проекта в фотографиях
Отзыв
