Примеры энергосберегающей модернизации | В Гуанчжоу на станции по очистке сточных вод стальных листов JFE реализован проект по замене рутс‑вентилятора на воздушный подвесной диффузор
Дата выхода:
2026-06-08
Проект модернизации шести установок воздушной флотации на станции по очистке сточных вод листового проката компании JFE в Гуанчжоу, реализованный на основе точных расчётов эксплуатационных режимов и всестороннего сравнения альтернативных решений, позволил не только снизить совокупные эксплуатационные затраты в среднем на 328,5 тыс. юаней в год и добиться ежегодного сокращения выбросов CO₂ более чем на 220 тонн — что обеспечило прямые экономические и экологические выгоды, — но и благодаря предусмотренной в проекте резервной компоновке трубопроводов единовременно устранить потенциальные риски вторичной модернизации, связанные с будущим запретом на использование рутс‑компрессоров. Этот проект стал образцовым примером перехода систем аэрации сточных вод в сталелитейной и металлургической отрасли от традиционных рутс‑компрессоров к высокоэффективным технологиям воздушной флотации.
Примеры энергосберегающей модернизации | В Гуанчжоу на станции по очистке сточных вод листовой стали JFE реализован проект по замене рутс‑вентилятора на воздушный подвесной диффузор
Введение В условиях государственной политики по достижению целей «двойной углеродной нейтральности» и повышению энергоэффективности и снижению затрат в сталелитейной отрасли компания Guangzhou JFE Steel Plate Co., Ltd. (далее — «Guangzhou JFE») в ответ на ключевые проблемы традиционных рутс‑вентиляторов на трёх очистных станциях сточных вод — высокое энергопотребление, сложное техническое обслуживание и значительный уровень шума — реализовала комплексную модернизацию по модели EPC. В рамках проекта был выбран воздушный левитационный вентилятор («воздушный левитатор») взамен рутс‑вентилятора (при этом вариант с магнитной левитацией был исключён), что обеспечило точный расчёт рабочих условий и их практическую реализацию. После модернизации чётко определены годовые экономические выгоды за счёт снижения потребления электроэнергии, существенно сокращены эксплуатационные расходы, а также создан типовой образец энергосберегающей модернизации аэраторов для сточных вод в сталелитейной металлургии. Сталелитейная отрасль, являясь одним из ключевых потребителей энергии в промышленном секторе, сегодня сталкивается с давлением в рамках процесса экологической трансформации. Как одновременно обеспечить высокую производительность и существенно снизить расход электроэнергии и эксплуатационные затраты — вот главная задача для компаний, стремящихся к качественному развитию. В предыдущем выпуске мы рассказали о проекте, в рамках которого компания Guangzhou JFE совместно с компанией Guizhou Zhonghang Huaqiang Technology Co., Ltd. осуществила энергосберегающую модернизацию, заменив воздушные подвесные воздуходувки. . Многие читатели относительно конкретных Данные по энергосбережению С и Экономическая эффективность Проявил живой интерес. Сегодня мы углубимся в самую суть проекта и раскроем вам реальные, ощутимые результаты энергосбережения — это не просто обновление оборудования, а настоящая практическая кампания по точечному снижению затрат и повышению эффективности. |
I. Предпосылки модернизации проекта и ключевые проблемы существующего оборудования
В первой и второй очередях, а также в рамках расширения комплекса по очистке сточных вод завода JFE в Гуанчжоу, существующая система подачи воздуха во все биохимические резервуары, резервуары регулирования, мембранные установки MBR, емкости нейтрализации и системы обратной промывки песчаных фильтров была полностью обеспечена традиционными воздуходувками типа «Рутс». В общей сложности было задействовано несколько таких агрегатов, которые на протяжении многих лет работали в режиме непрерывной аэрации круглосуточно. При этом эксплуатируемое оборудование длительное время испытывало пять ключевых операционных недостатков, что и стало основной причиной данного проекта модернизации:
Внешний вид старого оборудования, режимы его эксплуатации, условия на месте проведения работ
- Энергопотребление остаётся на высоком уровне. : Ротационные воздуходувки рутсовского типа, имея объёмный принцип действия, характеризуются значительными потерями на трение; их эксплуатационная эффективность составляет всего 45–55%, при этом отсутствует диапазон высокой эффективности; до проведения реконструкции всего предприятия совокупные годовые расходы на электроэнергию для вентиляторов составляли… 914 тысяч юаней — является крупнейшей статьёй расходов на энергопотребление в эксплуатации станции по очистке сточных вод;
- Ежегодные расходы на техническое обслуживание чрезвычайно высоки. : Роторные шестерни и подшипники быстро изнашиваются; среднегодовые расходы на техническое обслуживание составляют 3–5% от первоначальной стоимости оборудования; ежегодные затраты на смазочные материалы и замену запасных частей для одной станции — 10–30 тыс. юаней; каждые 1–2 года требуется остановка для капитального ремонта, а частые ремонтные работы отнимают значительную часть производственного времени.
- Шум на производственном участке превышает нормативные значения. Шум при работе на расстоянии 1 м составляет 100–120 дБ (A); требуется устройство отдельного звукоизолированного машинного помещения; условия труда в цехе крайне неблагоприятны и не соответствуют экологическим нормативам по шуму, действующим на территории предприятия.
- Низкая стабильность работы Механический износ ежегодно приводит к снижению расхода воздуха, что затрудняет стабильное поддержание уровня растворённого кислорода (DO) в биохимическом резервуаре на уровне 2–4 мг/л; неравномерная аэрация требует частой ручной регулировки клапанов на месте. В системе песчаной фильтрации промывка осуществляется периодически с использованием сжатого воздуха, который при этом совместно используется для непрерывной аэрации биохимического процесса; это вызывает значительные колебания давления и приводит к постоянным дополнительным расходам большого объёма закупаемого сжатого воздуха.
- Долгосрочные риски реконструкции Ротационные воздуходувки относятся к устаревшему и энергоёмкому оборудованию; в дальнейшем им грозит постепенное вытеснение и запрет в рамках экологической политики, а поэтапная и разрозненная модернизация чревата возникновением вторичных строительных работ и повторными инвестициями.
Технический обмен на строительной площадке, полевое обследование
Исходная планировка производственной площадки:
- Станция первичной очистки сточных вод: 2 комплекта ротационных воздуходувок (A/A2, B/B2), используемых для комплексного подачи воздуха в биохимическую установку, регулирующий резервуар и песчаный фильтр с обратной промывкой;
- Станция по очистке сточных вод второй очереди: 3 комплекта ротационных воздуходувок (серии A, B и C), обслуживающие регулирующий резервуар, биохимический резервуар, резервуар MBR, нейтрализационный бак, а также песчаные фильтры для кислотосодержащих и циркуляционных вод.
- Станция очистки сточных вод второй очереди расширения: 2 комплекта ротационных воздуходувок, каждая из которых обеспечивает аэрацию и подачу воздуха в биохимический резервуар и резервуар MBR.
II. Технико‑экономическое сравнение нескольких вариантов и утверждение оптимального проекта реконструкции
Сравнительный анализ параметров трёх типов вентиляторов по горизонтали (воздушная подвеска vs магнитная подвеска vs прежний ротационный вентилятор; в итоге проект был утверждён на варианте с воздушной подвеской)
| Контрастный измерение | Традиционный ротационный воздуходувка | Воздушный вентилятор с воздушной подвеской (подбор и установка на месте) | Вентилятор на магнитной подвеске (вариант снят с рассмотрения) |
| Затраты на закупку (базовый уровень — 55 кВт) | 5–70 тысяч юаней за единицу | 10–160 тысяч юаней за единицу | 12–210 000 юаней за единицу (на 20%–40% дороже, чем воздушный флот) |
| Показатели энергопотребления | Низкая эффективность, отсутствие оптимизации с помощью частотного регулирования — постоянная работа на полной нагрузке приводит к лишнему расходу электроэнергии. | Коэффициент полезного действия 82%–90%, инверторная система с адаптивной аэрацией в зависимости от нагрузки, общее энергосбережение 20%–30% | Эффективность близка к нулевой, однако электронная система управления дополнительно потребляет 2–3 кВт·ч в час; в совокупности энергопотребление не даёт преимущества. |
| Стоимость технического обслуживания | Ежегодное техническое обслуживание — 3–5% от первоначальной стоимости оборудования; ежегодные расходы на материалы — 10–30 тыс. юаней за единицу. | Годовое техническое обслуживание — менее 1% от первоначальной стоимости оборудования; замена только фильтрующих элементов — 2–5 тыс. юаней за единицу; ключевые узлы — без необходимости обслуживания. | Стоимость обслуживания по гарантии сопоставима с расходами на непредвиденные поломки, однако электронные компоненты требуют высокой точности; единовременный ремонт обходится на 30–50% дороже, поэтому необходима специализированная команда по техническому обслуживанию и ремонту электроники. |
| Стабильность работы | Износ уменьшается из года в год, боится избыточного давления, обладает высокой стойкостью к пыли. | Отсутствие механического трения, интеллектуальное предупреждение о неисправностях, устойчивость к колебаниям электросети, высокая адаптивность к условиям работы в сталелитейной и металлургической отраслях. | Опасение по поводу перенапряжений в электросети, высоких температур и электромагнитных помех (в сталелитейных цехах мощное оборудование создаёт серьёзные помехи); при остановке ротора существует риск падения. |
| Срок службы | Корпус — 15 лет, подшипники и шестерни — всего 8 000–15 000 часов. | Срок службы всего оборудования — 15–20 лет, срок службы ключевых подвижных узлов — свыше 20 лет. | Срок службы всего оборудования — 15–20 лет, срок службы электронных компонентов управления — всего 5 лет. |
| Основания для адаптации к данному проекту | Устаревшие модели, снятые с производства, используются только в качестве временного резерва. | В сталелитейном производстве наблюдаются сильные электромагнитные помехи, на объекте отсутствует штатный персонал по эксплуатации и обслуживанию электрооборудования, а оборудование работает непрерывно 24 часа в сутки; при этом данное решение обладает наилучшим соотношением цены и качества и поэтому является предпочтительным вариантом для данного проекта. | Первоначальные инвестиции высоки, условия эксплуатации на сталелитейных заводах плохо подходят, а в дальнейшем расходы на замену электронного управления велики — сразу исключаем. |
| Вывод по выбору модели: Гуанчжоуский завод JFE — это металлургический комплекс, где в цехах установлены мощные прокатные станы и электродвигатели; электромагнитная среда там крайне сложна. Поэтому предпочтение отдано воздушной левитации, а магнитная левитация была исключена. , чтобы избежать в дальнейшем неисправностей электронного управления и высоких расходов на ремонт. |
III. Расчёт ключевых показателей энергосбережения (сравнение затрат до и после модернизации, годовая экономия, статический срок окупаемости — основное содержание всего текста)
База расчёта: промышленный тариф устанавливается по 0,8 юаня/кВт·ч , вентилятор работает непрерывно 365 дней в году; степень энергосбережения определяется в соответствии с условиями проекта. Расчёт в диапазоне 20%–30% , до модернизации общая сумма расходов на электроэнергию для вентиляторов за год составляла 914 тыс. юаней (первая очередь — 279 тыс., вторая очередь — 380 тыс., расширение — 255 тыс.).
1. Годовой доход от экономии электроэнергии и электроэнергетических расходов
| Реконструкция станции | Электроэнергия до модернизации, год (в десятках тысяч юаней) | Экономия электроэнергии — 20%, ежегодная экономия на оплате электроэнергии | Экономия электроэнергии — 30%, ежегодная экономия на оплате электроэнергии |
| Первая очередь станции по очистке сточных вод | 27.9 | 5.58 | 8.37 |
| Станция очистки сточных вод второй очереди | 38.0 | 7.60 | 11.40 |
| Станция очистки сточных вод второй очереди расширения | 25.5 | 5.10 | 7.65 |
| Суммарно за год проекта | 91.4 | 182 800 юаней | 274 200 юаней |
| Годовой диапазон экономии на электроэнергии: 182,800–274,200 юаней в год , среднегодовой доход в среднем составляет 228,5 тыс. юаней. |
2. Экономия на ежегодных расходах на техническое обслуживание
- До модернизации: ежегодные расходы на техническое обслуживание и смазочно‑технические материалы для шести оригинальных ротационных вакуумных насосов составляли около 72 тыс. юаней в год;
- После модернизации: при системе воздушного подвешивания требуется заменять только воздушный фильтр раз в год, а общие ежегодные затраты на техническое обслуживание всего оборудования не превышают 8 тыс. юаней.
- Чистая годовая экономия на техническом обслуживании: 64 тыс. юаней 。
3. Дополнительные выгоды от снижения расхода сжатого воздуха
После модернизации все газы, используемые для биохимической обработки, нейтрализации в резервуарах и обратной промывки песчаных фильтров, подаются от воздушного компрессора с резервным ротационным винтовым компрессором; исключено использование внешней закупки сжатого воздуха для подпитки, как это было предусмотрено прежним технологическим процессом. В течение года удалось сэкономить на закупке сжатого воздуха около 36 тысяч юаней. 。
4. Общегодовая совокупная чистая прибыль проекта и статический срок окупаемости инвестиций
- Среднегодовой совокупный доход = средняя экономия на электроэнергии 22,85 + экономия на техническом обслуживании и ремонте 6,4 + экономия на сжатом воздухе 3,6 = 32,85 млн юаней в год ；
- Статический период окупаемости инвестиций = общий объём инвестиций 122÷32,85≈3,71 года (Окупаемость достигается исключительно за счёт экономии энергии; срок службы оборудования — 15–20 лет; после периода окупаемости — чистая прибыль в течение более 11 лет подряд.)
5. Количество сокращённых выбросов парниковых газов в экологическом и углеродном выражении (с учётом отраслевых норм перерасчёта: 1 кВт·ч ≈ 0,785 кг CO₂)
- Расчёт производится исходя из среднегодового экономия электроэнергии (берём среднее значение: 228,5 тыс. ÷ 0,8 = 285,6 тыс. кВт·ч в год);
- Сокращение выбросов CO₂ в год ≈ 28,56 × 0,785 ≈ 224,2 тонны в год , содействуя выполнению завода JFE в Гуанчжоу целевых показателей по сокращению углеродных выбросов.
IV. После реализации модернизации — многомерная практическая оценка достигнутых улучшений
1. Улучшение энергопотребления и эксплуатации технологического процесса
Система интеллектуального частотного регулирования воздушного потока автоматически поддерживает уровень кислорода в биохимическом резервуаре на уровне 2–4 мг/л, полностью устраняя прежнюю проблему чередования избыточной и недостаточной аэрации при работе с постоянной частотой компрессоров «Рутс»; промывка песчаных фильтров осуществляется в режиме периодической обратной промывки за счёт незадействованного регулирования давления компрессорами «Рутс», что обеспечивает стабильное давление в главной биохимической магистрали. Аэрация во всей системе осуществляется равномерно; исключено ежедневное ручное частое регулирование клапанов. , повышена стабильность показателей качества выходной сточной воды.
2. Оптимизация производственной среды
Шум работы вентилятора снижен с прежних 105–115 дБ(A) до 78–83 дБ(A); часть прежних звукоизолирующих помещений демонтирована; условия труда в машинном отделении соответствуют национальным нормативам по шуму в сфере охраны труда, при этом на объекте не требуется использование дополнительных средств индивидуальной защиты от шума.
Результаты монтажа нового оборудования, состояние эксплуатации, условия работы в чистом цехе
3. Снижение нагрузки на управление эксплуатацией и обслуживанием
Отсутствие смазки, отсутствие зубчатых передач и изнашиваемых деталей — весь агрегат требует нулевого технического обслуживания, за исключением ежегодной замены фильтрующих элементов; упразднены прежние планы ежеквартального разборочного осмотра и ежегодного капитального ремонта; затраты труда на эксплуатацию и техническое обслуживание станции по очистке сточных вод сокращены более чем на 60%; риск внеплановых остановок практически ликвидирован.
4. Долгосрочные гарантии соблюдения нормативных требований
Все имеющиеся ротационные компрессоры переведены в резервный режим; при непрерывном использовании газа крупные капитальные ремонты больше не проводятся. В дальнейшем ротационные компрессоры будут постепенно выводиться из эксплуатации по мере естественного износа, а существующие трубопроводы и системы автоматического управления оснащены зарезервированными разъёмами для расширения; в последующем дополнительное оборудование будет подключаться непосредственно к этим разъёмам. Полностью исключить повторные модернизации и избыточные инвестиции, обеспечив соответствие государственной политике по выводу из эксплуатации старого и энергоёмкого оборудования. 。
V. Подведение итогов проекта и значение для тиражирования в отрасли
Проект модернизации шести установок воздушной флотации на станции по очистке сточных вод листовой стали компании JFE в Гуанчжоу был реализован на основе точных расчётов рабочих условий и сравнительного анализа нескольких вариантов, что позволило одновременно достичь… Среднегодовые совокупные эксплуатационные расходы снизились до 328,5 тыс. юаней, ежегодное сокращение выбросов CO₂ превышает 220 тонн. Прямые экономические и экологические выгоды, а также предусмотренный в проекте запас по трубопроводам позволяют единовременно устранить потенциальные риски вторичной модернизации, связанные с будущим запретом на использование ротационных воздуходувок, — это образцовый пример перехода систем аэрации сточных вод в сталелитейной и металлургической отраслях от традиционных ротационных воздуходувок к высокоэффективным системам с воздушной флотацией.
Настоящий проект подтверждает: В металлургической отрасли, где наблюдаются высокие уровни электромагнитных помех и требуется непрерывная круглосуточная работа установки аэрации сточных вод, воздушные подвесные вентиляторы по соотношению «стоимость‑эффективность» на протяжении всего жизненного цикла демонстрируют наилучшие показатели по сравнению с магнитными и рутс‑вентиляторами. Это может служить стандартизированным образцом для выбора оборудования, расчёта инвестиций и реализации на практике при проведении энергосберегающей модернизации станций очистки сточных вод на аналогичных металлургических предприятиях Южного Китая.
Ключевые слова:
Сопутствующие товары
Гуйчжоуская база
Первый пролёт деревни Вэньянь (перерабатывающий комбинат), индустриальный парк Сяомэн, № 818, Проспект Развития, Проспект Развития, экономическая и технологическая зона Гуйян, улица Сяомэн, район Хуаси, город Гуйян, провинция Гуйчжоу
Шанхайская база
№ 3038 Шоссе Тинфэн, город Чжудзин, район Цзиньшань, Шанхай
Электронная почта
Официальный аккаунт WeChat
