Тригенерация для молочного завода и пищевого производства

Коротко. Молочный и пищевой завод почти идеальный потребитель, холод нужен круглый год, зимой тепло уходит на отопление. В модели на 2 МВт холода окупаемость разницы капвложений 2,2 года. Сложности две, ледяная вода ниже +3,5 °C требует нестандартной машины, а остановка двигателя останавливает холод.

Молочный завод и другие пищевые производства хорошо подходят для тригенерации: холод нужен им и летом, и зимой, а газовый двигатель даёт и электроэнергию для линий, и тепло для машин и отопления. В модельном расчёте на 2 МВт холода разница капвложений окупается за 2,2 года. Ограничения тоже есть: если нужна вода холоднее +3,5 °C, машина делается под заказ, а при остановке двигателя без резерва остановится холод.

Чем пищевое производство отличается от других отраслей?

Холод здесь часть технологии. Он идёт на хранение молока и сырья, на пастеризаторы, и нужен круглый год. Электрическая нагрузка тоже почти не отключается: в модели 1 800 кВт без холода, 8 000 часов в год.

Зимой холода нужно меньше, а тепло от двигателя уходит на отопление. Летом то же тепло превращается в холод. В итоге тепло не приходится выбрасывать в атмосферу, а на этом и держится тригенерация.

У молочной отрасли есть и особый запрос к температуре: часто нужна ледяная вода.

Какие ограничения у схемы?

Стандартный минимум на выходе +1 °C (на гликоле −2 °C), а у машин на горячей воде серий LT и 5G 3,5 °C. Ниже это нестандартный режим или специальное исполнение, −5 °C бывает только у двухступенчатых.
Двигатель и машина связаны. Если двигатель стоит, холода нет. Для непрерывной технологии нужен второй источник тепла или чиллер на пик и резерв.
Абсорбционная машина выходит на режим около 30 минут. Для процессов, которые нельзя прервать, рядом ставят буфер холода или чиллер.
Малым заводам схема не подходит. Ниже 300 кВт холода и 2000 часов в год АБХМ не окупается, а при тепле горячей воды порядка 300 кВт обоснования, как правило, недостаточно.

Машина держит базу, чиллер берёт пик

На пищевом заводе удобен гибрид: АБХМ закрывает базу за счёт тепла двигателя, а чиллер NCT берёт пик и работает как резерв. Обе машины подключены к общему коллектору холодной воды.

Машина Thermax работает постоянно на базовой нагрузке за счёт тепла двигателя. Чиллер NCT подключается на пик и как резерв. Обе машины работают на общий коллектор холодной воды.

Газовая горелка, когда двигатель стоит

Если тепла двигателя хватает не всегда, берут машину на выхлопе со встроенной горелкой (у машин на горячей воде горелки нет). Она добирает тепло из газа, пока двигатель остановлен, и потребитель не теряет холод.

Машина Thermax получает выхлоп, горячую воду и газ на встроенную горелку. Двигатель остановлен или тепла мало, горелка добирает до нужного холода, потребитель не теряет охлаждение.

Какие пищевые объекты у нас есть?

Таблица показывает примеры. Среди многих других проектов в разделе проектов.

Объект	Генерация	Холод	Что мы делали
Завод «Сыры Кубани», Выселки	4 MTU по 1948 кВт	АБХМ Thermax на паре, 3500 кВт	Поставка, шеф-монтаж, ПНР
Завод пищевых ингредиентов «Дёлер», Лобня	Энергоцентр с ГПУ	TZC L5 G4, 1500 кВт	Проектная документация, поставка, шеф-монтаж, ПНР

«Сыры Кубани» это молочное производство с переработкой 600 тонн молока в сутки. Режимы машины 12/7 и 6/2 °C. Градирни NCT серии VR4 со встроенным поддоном и подогревом поставлены досрочно, а АБХМ за 20 недель. Письмо исполнительного директора завода подтверждает поставку в срок и выход до 2 °C.

Градирни NCT и АБХМ Thermax на предприятии «Сыры Кубани»

На «Дёлере» холод идёт на пастеризаторы при производстве фруктовых концентратов. Здесь мы поставили АБХМ на горячей воде, две градирни NCT, два драйкулера со свободным охлаждением, пластинчатые теплообменники, водоподготовку и насосные группы. Всю холодовую часть подобрала одна компания, поэтому стык с энергоцентром не делится между поставщиками. Так работает «Энергия холода» с машинами Thermax и оборудованием NCT.

Градирни NCT на крыше завода «Сыры Кубани»

Что показывает мировой опыт?

Два примера из материалов Thermax, один кондитерский, другой химия и молочная переработка.

Объект	Генерация	Холод	Эффект
Cadbury, Ikeja (Лагос, Нигерия)	Rolls-Royce 3,7 МВт	1 АБХМ, 2317 кВт	Минус 2 400 т CO2 в год
Calibre Chemicals, Вапи (Индия)	Cummins 315 кВт, 3 Deutz по 580 кВт	2 АБХМ, 404 и 562 кВт	Решение проблем с электричеством и газом

У Cadbury холод идёт на технологию и кондиционирование, а температура воды 6 °C. У Calibre выбор вызван перебоями с электроэнергией и газом в регионе. Независимой проверки этих данных нет.

Что показывает модельное ТЭО для молочного завода?

Модель на 2 МВт холода (тариф 10 ₽/кВт·ч, газ 9 ₽/м³). Расчёт модельный, не оферта.

Показатель	Значение
Затраты: сеть и чиллер, млн ₽/год	163,3
Затраты: тригенерация, млн ₽/год	53,5
Экономия, млн ₽/год	109,8
Окупаемость разницы капвложений	2,2 года

Капвложения около 298,8 млн ₽ против около 60,0 млн ₽ на чиллеры. Если сеть придётся подключать, окупаемость сокращается до 1,1 года (техприсоединение 115,9 млн ₽). При других ценах газа и тарифах она лежит между 1,6 и 4,1 года. Бросовое тепло закрывает 100 % годовой потребности в холоде, зимой 800 кВт тепла идут на отопление.

Полный расчёт и допущения на странице ТЭО для молочного завода. Устройство машины и серии разобраны на странице АБХМ Thermax, а отвод тепла на странице градирен NCT.

Посчитать вашу схему можно в расчёте ТЭО или сначала прикинуть в калькуляторе. На сайте colden.ru собрано всё оборудование под холодовой контур завода.

Источники

DOE, Absorption Chillers for CHP Systems, DOE/EE-1608, 2017: energy.gov
Проекты Cadbury и Calibre Chemicals: материалы Thermax

Частые вопросы

Можно ли на АБХМ от горячей воды получить воду около +3 °C?

Можно. Низкотемпературная машина на горячей воде с выходом +3 °C подбирается заводом как нестандартная. Со склада её не поставить. Может потребоваться нестандартный материал трубок, а это влияет на стоимость и вес. Поэтому о температуре выхода лучше сообщить в первом запросе, а не после выбора серии.

Что делать, когда горячей воды нет?

В концепции закладывают резервный компрессорный чиллер на период без горячей воды. Если холод передают на сотни метров, используют график 5/14 °C, а к АБХМ ставят модульные открытые градирни. Выбор между чиллерами и АБХМ решается на стадии ТЭО.

Что говорят наши заказчики

150 благодарственных отзывов · 350+ крупных проектов · 1000+ заказчиков · работаем с 2011 года. Это настоящие письма заказчиков, многие другие — на странице отзывов.