ГОСТ Р 54201-2010

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВО СОРТОВОГО И ТАРНОГО СТЕКЛА

Наилучшие доступные технологии повышения энергоэффективности

Resources saving. Production of domestic and container glass. Best available techniques for improving energy efficiency

ОКС 13.030.01

        81.020

Дата введения 2012-01-01

     

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ" (ФГУП "ВНИЦСМВ") и Автономной некоммерческой организацией содействия повышению экологической и энергетической эффективности регионов "Эколайн" (АНО "Эколайн")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 349 "Обращение с отходами"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2010 г. N 981-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных положений Справочника ЕС "Европейская комиссия. Комплексное предупреждение и контроль загрязнений. Справочное руководство по наилучшим доступным технологиям. Производство сортового и тарного стекла" ("European Commission. Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC). Reference Document on Best Available Techniques in the Glass Manufacturing Industry"), подготовленного в рамках реализации Директивы 96/61/ЕС* о комплексном контроле и предотвращении загрязнения, и "Справочника по наилучшим доступным технологиям обеспечения энергоэффективности" ("Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC). Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency"), подготовленного в порядке реализации Директивы 2008/1/ЕС* по комплексному предотвращению и контролю загрязнений

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Сжигание ископаемого топлива для получения энергии является основным антропогенным источником парниковых газов, оказывающим влияние на изменение климата. Продолжающееся масштабное потребление невозобновляемых запасов ископаемого топлива и необходимость обеспечения устойчивости эколого-экономических систем повышают приоритет вопросов, связанных с производством и потреблением энергии.

Применение наилучших доступных технологий (НДТ) является наиболее быстрым, результативным и экономически эффективным подходом к решению вопросов энергоэффективности.

В 2006 г. Правительство Российской Федерации одобрило Концепцию развития национальной системы стандартизации. В условиях глобализации экономических отношений национальная система стандартизации призвана обеспечить баланс интересов государства, хозяйствующих субъектов, общественных организаций и потребителей, повысить конкурентоспособность российской экономики, создать условия для развития предпринимательства на основе повышения качества товаров, работ и услуг.

Стандартизация является ключевым фактором поддержки государственной социально-экономической политики, способствует развитию добросовестной конкуренции, инноваций, снижению технических барьеров в торговле, повышению уровня безопасности жизни, здоровья и имущества граждан, обеспечивает охрану интересов потребителей, окружающей среды и экономию всех видов ресурсов.

Стандартизация в качестве одного из элементов технического регулирования призвана внести значительный вклад в экономическое развитие страны, при этом роль и принципы стандартизации в условиях реформирования российской экономики должны быть адекватны происходящим переменам и соответствовать международной практике.

Одним из основополагающих принципов стратегии развития национальной системы стандартизации является применение международных стандартов как основы разработки национальных стандартов, за исключением случаев, когда такое применение признано нецелесообразным.

В соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. N 889 "О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики" в настоящее время ведется активная работа по совершенствованию законодательной и нормативно-методической базы, направленной в том числе на стимулирование применения НДТ, адаптированных к российским условиям.

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. N 1715-р утверждена Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Президентом Российской Федерации подписан Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" [1].

Применение НДТ предполагает существенное повышение показателей энергоэффективности и экологической эффективности хозяйственной деятельности, что полностью соответствует государственной политике Российской Федерации.

За рубежом с момента вступления в силу Директивы 96/61/ЕС внедрение НДТ эффективно осуществляется во всех отраслях промышленности. Принятая в 2010 г. Директива 2010/75/ЕС о промышленных выбросах, отменяющая Директиву 96/61/ЕС с 1 января 2016 г., сохранила положение о необходимости применения НДТ.

В настоящем стандарте приведены рекомендации по практическому применению и возможности использования НДТ повышения энергоэффективности при производстве сортового и тарного стекла в соответствии со справочными документами по НДТ.

НДТ повышения энергоэффективности, указанные в настоящем стандарте, могут быть использованы производителями сортового и тарного стекла при проектировании новых предприятий для повышения результативности своей работы с учетом мирового опыта, накопленного в данной отрасли (см. приложение А).

Настоящий стандарт разработан для адаптации отраслевого европейского справочника по НДТ к российским условиям.

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на проектирование новых предприятий по производству сортового и тарного стекла и проведение процедуры оценки воздействия на окружающую среду и государственной экспертизы соответствующей документации [2, 3].

Настоящий стандарт содержит практические рекомендации по применению и использованию существующих и адаптированных к российским условиям наилучших доступных технологий (НДТ) повышения энергоэффективности производства сортового и тарного стекла, приведенных в справочных документах [4-7]. В настоящем стандарте приведены основные характеристики адаптированных к российским условиям НДТ повышения энергоэффективности производства сортового и тарного стекла [4, 5].

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО 9000-2008 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь

ГОСТ Р ИСО 14050-2009 Менеджмент окружающей среды. Словарь

ГОСТ Р 50831-95 Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. Общие технические требования

ГОСТ Р 51387-99 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения

ГОСТ Р 52104-2003 Ресурсосбережение. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р ИСО 9000, ГОСТ Р ИСО 14050, ГОСТ Р 50831, ГОСТ Р 51387, ГОСТ Р 52104, федеральному закону [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.3 нормативы в области охраны окружающей среды (природоохранные нормативы): Установленные нормативы качества окружающей среды, нормативы допустимого воздействия на окружающую среду и технологические нормативы.

3.4 технологический показатель: Показатель, характеризующий технологию с точки зрения ее соответствия наилучшей доступной технологии. Технологические нормативы воздействия на окружающую среду определяются для НДТ и устанавливаются в государственном реестре НДТ.

     4 Основные характеристики производства изделий из стекла

     4.1 Основные положения

Технологический процесс производства изделий из стекла состоит из нескольких этапов. На первом этапе происходит подготовка сырьевых материалов (дробление, сушка, просеивание). Затем сырьевые материалы используют для приготовления шихты (дозируют и смешивают компоненты в соответствии с требованиями к составу и свойствам конечной продукции). В зависимости от назначения стекла сырье для его изготовления содержит различные оксиды и минералы. Кремнезем, являющийся основной составной частью неорганического стекла, входит в шихту в виде кварцевого песка (реже - в виде молотого кварца). Для варки высококачественных прозрачных стекол песок очищают физико-химическими способами. В состав шихты вводят также соединения кальция, бора, фосфора, алюминия. Вспомогательные материалы - это осветлители, обесцвечиватели, глушители, красители и восстановители.

Процесс стекловарения - процесс получения однородного расплава - условно разделяют на несколько стадий: образование силикатов, стеклообразование, осветление, гомогенизацию и охлаждение.

На первой стадии происходит плавление компонентов, образуется жидкая фаза, содержащая силикаты и промежуточные соединения. Этот этап завершается при 1100 °С - 1200 °С.

На стадии стеклообразования при 1200 °С - 1250 °С растворяются остатки шихты, происходит взаимное растворение силикатов, удаляется пена и образуется однородная стекломасса, насыщенная, однако, газовыми включениями.

На стадии осветления (1500 °С - 1600 °С, длительность - до нескольких суток) происходит удаление из расплава газовых пузырей. Одновременно с осветлением происходит гомогенизация.

На стадии охлаждения проводят подготовку стекломассы к формованию, для чего равномерно снижают температуру на 400 °С - 500 °С и достигают необходимой вязкости стекломассы.

Формование изделий из стекломассы при производстве сортового и тарного стекла осуществляют различными методами - прессованием, прессвыдуванием, выдуванием и другими с использованием специальных стеклоформующих машин.

Так как около 75% потребления энергии в производстве стекла расходуется на процесс стекловарения, при повышении энергоэффективности основное внимание следует уделять именно этому этапу производства.

     4.2 Производство тарного стекла

Производство тарного стекла развито практически во всех регионах Российской Федерации и охватывает предприятия, значительно различающиеся по мощности и ассортименту выпускаемой продукции. Однако практически вся продукция производится исключительно из натрий-кальций-силикатного стекла, и различия используемых сырьевых материалов ограничены. Отношение входного потока сырьевых материалов к получаемой стекломассе может отличаться в зависимости от доли используемого стеклобоя, что влияет на газообразные потери сырьевых материалов при стекловарении. Сушка и угар шихты могут определять потери от 3% до 20% входного потока, и 1 т стеклобоя заменяет приблизительно 1,2 т шихты. Доля стеклобоя составляет от 50% до более чем 90%, когда основную долю отходов стекла направляют на переработку в печи.

     4.2.1 Энергопотребление производства тарного стекла

Энергия, необходимая для стекловарения, обычно составляет более 75% общего энергопотребления производства тарной продукции из стекла. Другими значимыми областями, связанными с потреблением энергии, являются питатели, процесс формования (сжатый воздух и воздушное охлаждение форм), отжиг, обогрев и обеспечение предприятия. Диапазон энергопотребления, встречающийся на предприятиях по производству тарного стекла, чрезвычайно широк (только на стекловарение - от 3,2 до 12,2 ГДж/т стекломассы), но, по имеющимся оценкам, большинство предприятий относится к диапазону от 5,5 до 9,0 ГДж/т стекломассы и от 7,5 до 11,0 ГДж/т готовой продукции. Для некоторых видов продукции очень высокого качества последняя величина может быть значительно выше.

     4.3 Производство сортового стекла

Предприятия, производящие сортовое стекло, крайне неоднородны, что определяет значительные различия во входных и выходных характеристиках процессов. При производстве продукции из натрий-кальций-силикатного стекла выход годных изделий составляет от 50% до 90% (в среднем 85%) входящих сырьевых материалов, для свинцового хрусталя это отношение составляет от 35% до 80% (в среднем 75%). Более низкое значение для свинцового хрусталя обусловлено совокупностью различных факторов, среди которых большая доля резки и полировки и более строгие требования к качеству. При производстве других типов сортового стекла (хрустального, опалового, боросиликатного) это отношение находится в пределах диапазона, заданного этими двумя типами продукции.

Общее энергопотребление производства свинцового хрусталя может достигать 60 ГДж/т готовой продукции, при этом расчетное энергопотребление составляет только 2,5 ГДж/т. Различие объясняется множеством факторов, главные из которых следующие:

- высокие требования к качеству, приводящие к более низкой доле годных изделий. Горшок медленно растворяется стеклом, что приводит к образованию свилей или появлению камня в стекле;

- стекло часто обрабатывают вручную, и выход формования также может быть ниже 50%; кроме того, может потребоваться дополнительный нагрев изделия при формовании;

- горшки должны быть прогреты до высокой температуры до использования, и они имеют очень ограниченный эксплуатационный ресурс по сравнению с печами непрерывного действия.

     4.3.1 Энергопотребление производства сортового стекла

Анализ энергопотребления производства сортового стекла осложнен разнообразием предприятий, применяемых процессов, их мощности, а также широким спектром видов выпускаемой продукции. Крупносерийное производство столовой посуды из натрий-кальций-силикатного стекла имеет сходство с производством тарного стекла и характеризуется сравнимым распределением энергопотребления. Большая доля энергии расходуется на обработку (в частности, на огневую полировку). Удельное энергопотребление в этом виде экономической деятельности выше, чем в производстве тарного стекла, из-за меньшего размера печей, несколько более высоких температур в печи и большего, до 1,5 раза, обращения стекломассы в объеме бассейна печи.