Расширение использования топлива из торфа при обжиге цементного клинкера как мера по повышению энергонезависимости и рыночной устойчивости отечественных цементных заводов

Основными технологическими видами топлива, используемыми при производстве цемента и извести на предприятиях Минстройархитектуры, являются каменные угли и природный газ, импортируемые в Республику Беларусь.

Между тем в стране в достаточных объемах имеются собственные, менее калорийные, но местные виды топлива, а именно торф, бурые угли. Реализация Государственной программы «Торф» на 2008–2010 гг. и период до 2020 г. позволила увеличить производственные мощности торфобрикетных заводов ГПО «Белтопгаз» до 1400 тыс.т торфобрикетов в год, что существенно выше фактически выпускаемых объемов. Национальной программой развития местных и возобновляемых энергоисточников РБ на 2011–2015 гг. цементной отрасли Минстройархитектуры поставлена задача увеличить в этот период использование топлива из торфа в 10 раз. Кроме того, значительный энергетический потенциал может быть реализован за счет использования горючих вторичных энергоресурсов, что особенно важно – возобновляемых: отработанных автомобильных покрышек, топлива из твердых коммунальных отходов, сухих осадков сточных вод. В перспективе с 2017 г. в Беларуси будет производиться новый собственный вид твердого топлива – нефтекокс.

Произошедшие в декабре 2014 г. изменения на валютном рынке страны привели к тому, что по состоянию на 1 января текущего года сложились следующие цены на топливо, используемое при обжиге цементного клинкера (см. табл.).

Таблица

Характеристики

Природный газ

Каменный уголь

Торфобрикет

Отработанные шины

Цена на рынке РБ

210 долл. США

за тыс. м3

76–80 долл. США

за тонну

40–43 долл. США

за тонну

0 долл. США

за тонну

Калорийность

≤8050 ккал/кг

6100 ккал/кг

≤3500 ккал/кг

≤7000 ккал/кг

Стоимость 1 т у.т.

182 долл. США

89,5 долл. США

80 долл. США

0 долл. США

Таким образом, если на импортируемые топливные ресурсы цена в белорусских рублях существенно выросла пропорционально росту курса доллара США, то на местные виды практически осталась неизменной, что является хорошим стимулом для их использования в топливных целях.

Стратегия по переводу технологии отечественного производства цемента на местные виды топлива получила развитие в 2008–2010 гг. Именно в это время специалистами института НИИСМ были высказаны предложения о необходимости проведения научно-исследовательских работ по использованию торфобрикета в качестве топлива при обжиге цементного клинкера. Во втором полугодии 2010 г. впервые в Республике Беларусь разработана технологическая схема и введена в строй опытная установка, включающая узлы приема торфобрикета, его дозирования, измельчения и транспортирования в горелочное устройство декарбонизатора технологической линии производства цемента № 1 ОАО «Белорусский цементный завод».

Динамика использования торфобрикета цементной отраслью Минстройархитектуры

Динамика использования торфобрикета цементной отраслью Минстройархитектуры

Параллельно с исследованиями по сжиганию торфобрикета на заводе в Костюковичах ГП «Институт НИИСМ» в рамках договора с Минстройархитектуры № 15-ИФН/13 разработало для ОАО «Кричевцементношифер» технологию обжига цементного клинкера «мокрым» способом с заявленной возможностью замещения природного газа торфобрикетом при выпуске цемента до 60%. Была выполнена конструкторская документация на опытно-промышленную установку для сжигания торфобрикета в печных агрегатах «мокрого» способа. Потенциальная возможность применения таких установок рассматривалась для трех печей ОАО «Кричевцементношифер». В декабре 2013 г. состоялся запуск в опытно-промышленную эксплуатацию первой установки. Максимальное часовое количество сжигаемого торфобрикета на установке было достигнуто на уровне 4,5 т/ч (24 декабря 2013 г.). К настоящему времени торфобрикет при обжиге цементного клинкера используют:

ОАО «Белорусский цементный завод»

  • год освоения технологической схемы – 2010 г.;
  • точка подачи в технологии производства цемента – декарбонизатор печи обжига клинкера «сухим» способом;
  • замещаемое импортируемое топливо – природный газ, каменный уголь;
  • максимальный объем годового потребления – 27–30 тыс. т у.т.;

ОАО «Кричевцементношифер»

  • год освоения технологической схемы – 2013 г.;
  • точка подачи в технологии производства цемента – горелка печи обжига клинкера «мокрым» способом;
  • замещаемое импортируемое топливо – природный газ;
  • проектный объем годового потребления – до 40 тыс. т у.т.

Динамика использования торфобрикета цементной отраслью Минстройархитектуры

Динамика изменения состава используемого топлива по цемзаводам за 3 месяца 2015 года всравнении с 2014 годом, в т у.т.

Несмотря на достигнутое в 2013–2014 гг. увеличение использования топлива из торфа в ОАО «Кричевцементношифер» (в 2014 г. использование торфобрикетов с целью замещения природного газа на печи № 2 «мокрого» способа производства составило 9329 т у.т.), необходимо отметить, что заявленные ГП «Институт НИИСМ» результаты освоения технологии на «мокром» способе пока не получены.

Так, при увеличении объема топливозамещения молотым торфобрикетом свыше 4,5 т в час отмечено сверхнормативное образование закиси железа в клинкере FeO = 0,3–0,7% при установленных предельных значениях по его содержанию, не превышающих FeO < 0,3%. ГП «Институт НИИСМ» предложен ряд дополнительных мер по увеличению уровня топливозамещения (замещение торфобрикетом природного газа в режиме до 10–15 т/ч), однако их реализация в нынешних условиях пока не может быть осуществлена.

Важно отметить, что реализованные в 2012–2014 гг. мероприятия обеспечили цементной подотрасли техническую возможность увеличения использования местных видов топлива (и торфа в том числе). Так, в первом квартале 2015 г. в структуре топливного баланса цементной подотрасли доля местных видов топлива выросла до 5,2% в суммарном топливном балансе.

С учетом задач Национальной программы развития местных и возобновляемых энергоисточников РБ на 2011–2015 гг. перевод на местные виды топлива трех новых технологических линий по производству цемента «сухим» способом является безусловно важным.

В 2014 г. ГП «Институт НИИСМ» в рамках договора № 26-ИФН/24 проведены исследования, разработана технология и архитектурный проект автоматизированных линий по сжиганию торфобрикетов в декарбонизаторах печей обжига клинкера «сухим» способом с целью замещения каменного угля в новых технологических линиях по производству цемента «сухим» способом ОАО«Кричевцементношифер» и ОАО«Белорусский цементный завод».

Год освоения технологической схемы – 2015–2017 гг.;

  • точка подачи в технологии производства цемента – декарбонизатор печи обжига клинкера;
  • замещаемое импортируемое топливо – каменный уголь;
  • расчетные инвестиции на внедрение одной установки – 35–38 млрд руб. (по состоянию на 2014 г.);
  • проектный объем годового потребления торфобрикетов (на одной установке) – до 75 тыс. т у.т.

Разработаны и получили положительное заключение Госстройэкспертизы архитектурные проекты установок. В настоящее время заключены договоры на разработку проектов для строительства линий, осуществление технадзора и выполнение строительно-монтажных работ. Финансирование строительства предполагается вести с долевым участием средств Минэнерго, Минстройархитектуры и собственных средств ОАО«Кричевцементношифер» и ОАО «Белорусский цементный завод».

Планируемое использование торфобрикета цементными заводами Могилевской области Минстройархитектуры

Планируемое использование торфобрикета цементными заводами Могилевской области Минстройархитектуры  

Кроме того, в настоящее время ведется предынвестиционное обоснование проекта по использованию сушеного измельченного торфа на новой технологической линии по производству цемента «сухим» способом в ОАО «Красносельскстройматериалы». Особенностью технологии может стать возможность применения торфа не в форме торфобрикетов, которые перед подачей в горелку печи измельчаются в мельницах, а уже измельченного подсушенного торфа. По оценкам специалистов открытого акционерного общества, при внедрении данной технологии возможно частичное замещение каменного угля торфобрикетом в объеме около 28 тыс. т у.т. в год. При наличии положительных выводов после обоснования эффективности данного проекта финансирование его реализации предполагается осуществлять также с долевым участием средств Минэнерго, Минстройархитектуры и собственных средств ОАО«Красносельскстройматериалы».

Исходя из вышеприведенной информации о реализуемых проектах по использованию торфобрикетов в технологии производства цемента, считаем важным в очередной раз отметить существенную разницу в стоимости энергоносителей для белорусских и российских предприятий промышленности строительных материалов. Цена за 1000 м3 природного газа для белорусских предприятий (без учета калорийности) в 2015 г. составляет в среднем 276 долларов США. При этом для российских предприятий-конкурентов с учетом девальвации российского рубля произошло снижение цены на природный газ до уровня 70–80 долларов США.

Динамика изменения состава используемого топлива по цемзаводам за 3 месяца 2015 года всравнении с 2014 годом, в т у.т.

Динамика изменения состава используемого топлива по цемзаводам за 3 месяца 2015 года всравнении с 2014 годом, в т у.т.

Таким образом, можно сделать вывод, что в сложившихся условиях без перехода на местные виды топлива и топливные отходы стоимость природного газа будет ощутимым сдерживающим фактором для равноправной конкуренции отечественных предприятий промышленности строительных материалов на рынке Российской Федерации.

Направление по топливозамещению с применением топлива из отечественного торфа в цементной отрасли может получить устойчивое долгосрочное развитие при сохранении конкурентно низких (по сравнению с другими видами топлива) цен на реализуемый торфобрикет (в настоящее время это лишь 8–10 долл. США за ту.т.), а также постоянном повышении его качественных характеристик (калорийность). С одной стороны, это обеспечит устойчивое производство и сбыт продукции для торфобрикетных заводов, с другой – увеличение доли местного вида топлива из торфа в структуре топливного баланса цементной отрасли до 14,8% и снижение себестоимости выпуска цемента.

Zircon - This is a contributing Drupal Theme
Design by WeebPal.