Сборник отличных мыслей

В этой голубенькой книжечке 150 страниц. Называется она: "Сборник предложений по экономии электрической и тепловой энергии, премированных на тридцать пятом Всесоюзном конкурсе". На конкурс подано 1700 предложений, а в книжке рассказывается только о 200, отмеченных премией. Какова судьба остальных?

Наверное, многие дельные идеи так и не вышли за стены тех предприятий, где родились. Это обидно - очень уж расточительно ограничиться всего двумястами премированными находками. Смотрю тираж брошюры - всего 5000 экземпляров на сотни тысяч различных предприятий страны! Пожалуй, такие книги надо издавать миллионами и рассылать на предприятия даже в обязательном порядке.

Читателю, конечно, ясно: не то что рассказать обо всем этом бесконечном множестве идей, но даже перечислить наиболее важные в различных отраслях промышленности невозможно. Мы и не станем пытаться это делать. Резоннее будет лишь взглянуть на главные пути этой деятельности.

Улучшая организацию производства и использования энергии и применяя недорогие технические новшества, можно добиться около четверти всей экономии. Нестандартный подход способен принести ощутимые результаты. Вот пример из сборника "Отличных мыслей". Десятки тысяч промышленных холодильных установок разной мощности работают на хладокомбинатах, базах по хранению продуктов, столовых. Летом и зимой они потребляют громадное количество электроэнергии. Зимой?! Когда на улице мороз? И вот предлагается вентилировать хранилища зимним наружным воздухом. К сожалению, в большинстве случаев так делать нельзя, но можно ввести в схему холодильной установки специальный воздушный конденсатор-охладитель - предлагают авторы изобретения. В результате экономятся миллионы киловатт-часов электроэнергии.

Недавно прочитал, что в Финляндии такие холодильные установки уже работают.

Чтобы сберечь энергию, надо также, говорится в Энергетической программе СССР, совершенствовать эксплуатацию действующего оборудования, сокращать непроизводительные потери.

Около 60 процентов всех электродвигателей нашей страны используются для привода вентиляторов, компрессоров, насосов, воздуходувок. Они вращаются с постоянной скоростью. Но ведь требования потребителей меняются во времени. Значит, вращение выгодно регулировать с помощью, скажем, современных полупроводниковых регуляторов. Тогда в масштабах страны можно было бы сэкономить до 10 процентов (!) всей вырабатываемой электроэнергии.

Полупроводниковые регуляторы способны эффективно снизить напряжение при уменьшении нагрузки. При этом будет поддерживаться высокий уровень КПД. Дело пока дорогое, но во многих случаях окупается за счет экономии энергии.

Если же научиться разумно распоряжаться вторичными энергетическими ресурсами, то в принципе, как показывает опыт объединения "Азот", это может дать еще около 10 процентов всей сэкономленной энергии. Но сорок процентов всей ожидаемой экономии энергии можно получить благодаря, как сказано в Энергетической программе, "разработке и освоению энергосберегающих технологий".

Сначала ответим на вопрос: "Сколько энергии нужно теоретически для того, чтобы создавать различные вещества и материалы, используемые человеком?"

Теория и практика иногда значительно расходятся. Теоретически для производства одной тонны цемента нужно затратить 25 килограммов условного топлива, а практически - более чем в десять раз больше: 320 килограммов.

Приведу небольшую табличку, которая прямо-таки вопиет: "Люди, зачем вы транжирите энергию, столь нужную для повышения качества жизни?" Вот сколько тонн условного топлива расходуется на производство одной тонны продукта.

Как видим, современные расходы отличаются от теоретических в пять-десять раз, а при получении бумаги более чем в сто раз. Теоретические цифры определяются энергией, необходимой для разрыва связей между атомами в различных сырьевых материалах - окислах алюминия, железа, кальция, кремния. В действительности приходится затрачивать много энергии на отделение примесей, добычу сырья, производство оборудования, получение необходимой структуры.

А если в теплообменниках, машинах и другом оборудовании перейти на керамические материалы, те самые окислы, которые разлагают, извлекая из них металлы?

Увы, пока для получения керамик с требуемыми хорошими свойствами нужно потратить энергии больше, чем на выделение из них металлов.

Если нижняя строка таблицы - это цель далекого будущего, то во второй строчке отражен уровень энергетических расходов, достижимый в ближайшие годы. Так, при производстве стали и цемента энергопотребление можно снизить в полтора-два раза.

Сначала о цементе - хлебе строительства. Изобретен он был в 1824-1825 годах почти одновременно каменщиком из английского города Лидса Джозефом Эспдином и русским инженером Егором Герасимовичем Челиевым, одним из авторов проекта восстановления Москвы после пожара 1812 года. Когда смесь известняка и глины прокаливается при температуре 1400-1500 градусов, то образуются различные сплавы окислов кальция и двуокиси кремния, которые и есть цемент.

У нас в стране ежегодно производится 130 миллионов тонн цемента. Согласно таблице при этом расходуется 40 миллионов тонн условного топлива. А производство цемента должно еще наращиваться. Как снизить энергопотребление?

Со времени изобретения цемента прошло более 150 лет, а, по сути дела, способ его производства почти не изменился. Сами изобретатели применяли так называемый "сухой" способ. Потом в смесь известняка и глины стали добавлять воду, благодаря чему получалась более однородная сметанообразная масса и улучшалось качество цемента. Но резко возросли затраты энергии на выпаривание воды. На это долгое время не обращали внимания - ведь топливо было дешевым. Подавляющая часть цемента у нас в стране производится таким "мокрым" способом.

А во Франции, ФРГ, Японии почти все заводы уже перешли на "сухой" способ. В этом случае затраты энергии могут быть уменьшены в полтора-два раза. Некоторые заводы в нашей стране тоже работают по "сухому" методу. Однако он пока не получил массового распространения, хотя у 75 процентов заводов страны имеется подходящая для этого сырьевая база.

Для производства некоторых марок цемента можно использовать цементный клинкер - почти готовую цементную массу, требующую только размельчения и введения некоторых добавок. Применение клинкера - побочного продукта черной и цветной металлургии - также дает существенное уменьшение энергопотребления.

Несколько лет назад сотрудники Ташкентского института строительных материалов открыли новый способ получения цемента - холодный. Они изучали влияние различных добавок на скорость образования цементного клинкера. Наилучшие результаты дал хлористый кальций. Оказалось, в его присутствии можно обжигать цемент при температуре около 1000 градусов, то есть снизить ее на 400 градусов. Топлива экономится почти на треть. Кроме того, в полтора раза возрастает производительность печей - громадных 30-метровых вращающихся барабанов, в которых сжигается нефть или газ.

Как показали дальнейшие исследования, ташкентские ученые создали фактически новый вид цемента, названный алинитом. От обычного кристалла цемента алинит отличается тем, что в него вкраплен еще и атом хлора. Алинитовый цемент в полтора-два раза легче измельчается и значительно быстрее твердеет при замешивании с водой, песком и щебнем. Значит, и здесь экономятся время и энергия!

На VII Международном конгрессе по химии цемента в Париже в 1980 году сообщение советских специалистов вызвало необычайный интерес. В Ташкент зачастили гости из ФРГ, Финляндии, Индии и других государств.

Судя по всему, в ближайшие годы удастся заметно понизить уровень энергопотребления в производстве цемента, уменьшить потребность в энергии более чем вдвое.

В полтора раза можно также уменьшить потребление энергии на производстве стали, если комплексно использовать различные новые технологические процессы металлургического производства, совершенствовать все его многочисленные технологические цепочки. Чтобы снизить удельный расход кокса, этого самого дефицитного топлива металлургии, целесообразно применять в доменном производстве природный газ, обогащать доменное дутье кислородом или повышать температуру дутья. В домнах будет потребляться на пять-десять процентов энергии меньше, если их объем увеличить с 2000 до 5000 кубометров.

Применение непрерывной разливки стали на 20 процентов увеличивает выход годного металла и тем самым также снижает расход энергоресурсов. Если увеличить долю лома как первичного сырья, то опять-таки существенно экономится энергия - энергозатраты при производстве стали изменятся в десять, а алюминия даже в пятнадцать раз.

В некоторых газетных статьях иногда встречаются неточности, создающие неправильное представление о возможных масштабах экономии энергии в черной металлургии. Например, утверждается, будто "применение кислородно-конвертерного способа позволяет в десять раз уменьшить потребление топлива при производстве стали по сравнению с мартеновским". Слов нет, кислородно-конвертерный способ очень прогрессивен и позволяет сократить потребление природного газа раз в десять. Но только природного газа. Общее же потребление энергии в конвертере иногда выше, чем в мартене.

Уже сейчас кислородно-конвертерное производство в промышленно развитых капиталистических странах обеспечивает около двух третей выпуска металла. У нас - существенно меньше. Дело в том, что сохранение постоянных цен на жидкое и газообразное топливо в 70-х годах не стимулировало внедрение этого метода.

"Четверть всей экономии в ближайшие пятилетия можно получить за счет совершенствования внутриотраслевой и межотраслевой структур" - таковы сухие строчки Энергетической программы СССР. А это означает, что замена металлов менее энергоемкими конструкционными материалами приводит к энергетическим выигрышам в масштабах всего народного хозяйства. Здесь для конструкторов и производственников безграничный простор новаторского поиска.