Основные энергетические ресурсы
Промышленное предприятие (ПП) получает извне энергетические ресурсы (ЭР) в следующих основных видах:
– электрическая энергия. Она поступает в большинстве случаев от системы, а в некоторых случаях ПП имеют также собственные ТЭЦ (выработка электрической и тепловой энергии). Электрическая энергия используется для питания двигателей разных типов, электропечей разного типа, специальных электротехнологических установок (например, электрофлотационные установки, электрошлаковый переплав, электролазерные установки и т. д.); вычислительных центров, узлов связи. В определенных случаях электроэнергия используется для отопления (низкие тарифы на электроэнергию; нет топлива; при авариях на системе теплоснабжения и т. д.);
– тепловая энергия. Крупные и средние предприятия имеют, как правило, собственные котельные, вырабатывающие горячую воду и водяной пар. Для этого используется топливо: уголь, газ, мазут, сбросные газы. Котельные снабжают теплом системы отопления производственных и жилых помещений, различного рода технологические установки (например, автоклавы на консервных заводах; пропаривание ила на очистных сооружениях; печи с паровым обогревом; пищевые предприятия и т. д.);
– природный газ. Используется в качестве топлива для котельных, сталеплавильных печей, небольших котлов для отдельных жилых домов и производственных помещений и т. д. При наличии на ПП ТЭЦ газ используется в качестве топлива для парогенератора с последующим направлением пара на паровую турбину. Другой вариант: раскаленный газ направляется на газовую турбину;
Турбина – паровая или газовая – является приводом для синхронного генератора, вырабатывающего электрическую энергию.
– нефтяные топлива (мазут, керосин, бензин, дизельное топливо) используются для двигателей внутреннего сгорания (автотранспорт, дизель-генераторные установки – как резервные источники питания для потребителей особой группы I категории).
Применение ЭР для населенных мест:
– электрическая энергия широко применяется в быту, жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ), местах общего пользования (освещение, телевидение, двигатели, нагревательные приборы);
– тепловая энергия – поступает в основном от центральных (районных) котельных, использующих в настоящее время в основном природный газ.
В странах Запада и в нашей стране вместо районных котельных все больше применяются автономные котлы на газовом топливе (для отдельных жилых домов, производственных помещений). Это оказывается более рентабельным, т. к. в централизованных теплосистемах велики потери при транспортировке.
В нашей стране применяются в основном наземные теплоизолированные теплопроводы. Теплоизоляция быстро выходит из строя при воздействии низких температур, осадков, повреждении хулиганами и ворами. Поэтому теплопроводы надо помещать ниже уровня земли в бетонных лотках, заполненных теплоизоляцией вокруг тепловых труб и прикрытых сверху бетонными плитами. В этом варианте при увеличении начальных капитальных затрат резко снижаются тепловые потери и увеличивается срок службы теплопровода. В конечном счете приведенные затраты снижаются.
Выпускаемые в нашей стране малые котлы для отопления отдельных помещений весьма несовершенны; их КПД при правильном проектировании вполне возможно увеличить примерно в два раза. Но государственного контроля за выпускаемым энергетическим оборудованием – нет (такой контроль есть, например, в Японии – для всех видов собственности). И поэтому предприятия, выпускающие котлы, в основном не несут ответственности за энергетические показатели оборудования.
Энергоснабжение промышленного предприятия – задача комплексная. При ее решении необходимо учитывать ряд факторов, исходя при этом не только из интересов конкретного предприятия, но и из интересов государства в целом. Необходимо учитывать дефицитность энергоресурсов, их запасы на перспективу, а также социальные факторы. Например, закрытие угольных шахт вызывает массовую безработицу, необходимость переселения людей в другие места, а через несколько десятилетий, когда оскудеют запасы газа и нефти, потребуется уголь и надо будет строить новые шахты.
Поставка ценнейшего сырья в другие страны – самое невыгодное дело. Надо это сырье использовать у себя в стране для производства товаров – как для своей страны, так и на экспорт.
5.2. Основные преобразования энергии
в технологических процессах
На промышленных предприятиях при использовании ЭР получаемая энергия используется как непосредственно, так и в преобразованном виде, например
1. Газ – котельная – горячая вода или пар – система отопления.
2. Электрическая энергия – двигатель – компрессор – сжатый воздух – дробеструйная установка для очистки стального литья.
3. Электрическая энергия – химическая энергия (гальваническая установка для оцинковки, никелирования, хромирования).
4. Энергия сжигаемого топлива – раскаленный газ – газовая турбина – синхронный генератор – электрическая энергия (работа ТЭЦ).
Применяются различные варианты преобразования энергии, в зависимости от возможностей предприятия и параметров технологического процесса.
Пример 1
Вариант 1. Электрическая энергия – двигатель – компрессор – сжатый воздух – и далее по назначению.
Вариант 2. Энергия сжигаемого газа – газовая турбина – компрессор – сжатый воздух – и далее по назначению.
Вариант 1 применяется при мощностях порядка нескольких МВт, а вариант 2 – при мощностях порядка десятков МВт и особенно выгодно – при наличии на предприятии сбросных горячих газов, температура которых около 700 °С.
Пример 2
Вариант 1. Электрическая энергия – двигатель – компрессор – сжатый воздух – установка для очистки сточных вод (аэротенк) – барботаж через фильтросные пластины (рис. 32).
Пузырьки воздуха проходят через фильтросные пластины; на поверхности пузырьков адсорбируются загрязнения и в виде пены выходят на поверхность сточной воды. Затем пена сдувается вентилятором в специальные лотки. КПД установки – 15–20 %.
Рис. 32. Барботажная установка;
1 – флотированная пена с загрязнениями; 2 – сточная вода; 3 – бак; 4 – пузырьки воздуха; 5 – фильтросные пластины (пористая керамика, через которую продавливается сжатый воздух); 6 – камера сжатого воздуха
Вариант 2. Электрическая энергия – двигатель – аэратор – пузырьки воздуха (рис. 33).
Рис. 33. Аэрационная установка:
1 – аэратор; 2 – бак; 3 – сточная вода; 4 – пузырьки воздуха; 5 – флотированная пена с загрязнениями
Набор аэраторов насаживается на общий вал, соединяемый через муфту с валом электродвигателя. Часть аэратора (примерно 55 %) находится в воздухе, а другая часть ( 
45 %) – в воде. Аэратор представляет собой систему из тонких проволочных стальных колец, расположенных концентрически. Эти кольца соединяются радиальными эвольвентного вида элементами, закрепленными в ступице. При вращении аэратора поверхность проволок захватывает воздух и в виде мелких пузырьков нагнетает его в сточную воду. Остальной процесс – как в варианте 1. КПД – 60–70 %, т. е. в 4 раза выше, чем в 1 варианте.
Пример 3
Вариант 1. Электрическая энергия – двигатель – компрессор – сжатый воздух – пескоструйный (или дробеструйный) аппарат для очистки стального литья – КПД –15–20 %.
Вариант 2. Электрическая энергия – двигатель – турбинка с выбросом песка или дроби для очистки стального литья. КПД –60-70 %.
Структурная схема энергоснабжения предприятия электромашиностроительной промышленности (НЭВЗ) приведена на рис. 34, 35.
Рис. 34. Структурная схема энергоснабжения завода
Рис. 35. Структурная схема электроснабжения
Из всех видов энергии особая роль принадлежит электрической энергии. Она применяется в наиболее сложных и прогрессивных технологических процессах. Многие процессы могут быть осуществлены только электрической энергией – например, выплавка особо качественных сталей, получение сверхчистого алюминия (фольга), поверхностная закалка рельсов. Без электрической энергии невозможно функционирование вычислительных центров, узлов связи, систем управления.
В табл. 1 приведен перечень электродвигателей, применяемых в котельной НЭВЗа.
Таблица 1
| Наименование оборудования | Кол-во | Примечание |
| Подпиточный насос, дв. 17 кВт Рециркуляционный насос, 40 кВт Сетевой насос, 630 кВт Электровентилятор, 10,2 кВт Вентилятор, 55 кВт Дымосос, 75 кВт Вентилятор, 250 кВт Дымосос, 160 кВт Воздуходувка, 90 кВт Насос горячего водоснабжения | Вес 26 тонн Вес 26 тонн Вес 26 тонн Вес 26 тонн Вес 1164 кг Вес 1164 кг Вес 8467 кг Вес 17 тонн Вес 2389 кг Вес 1233 кг |
Суммарная установленная мощность 4033 кВт. Очевидно, что при отключении электроэнергии котельная работать не сможет. Автономные резервные источники питания (например, дизель-генераторные установки) на такую мощность обеспечить практически невозможно.
Вопросы и задания
5.1 Дайте оценку состояния магистральных теплопроводов в г. Новочеркасске.
5.2 В каких случаях малые котлы применять выгоднее, чем большие районные котельные?
5.3 В чем заключается особое значение электрической энергии в системе энергоснабжения? Почему система теплоснабжения не может функционировать без системы электроснабжения?
5.4 Чем объяснить низкий КПД устройств с применением сжатого воздуха?
5.5 Составить структурную схему энергоснабжения завода с указанием основных блоков.
Глава 6
Состояние и перспективы развития
топливно-энергетического комплекса (ТЭК)
в мире и в России
Дата добавления: 2020-10-14; просмотров: 404;
Поиск по сайту
Узнать еще
- ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И СВОЙСТВА НАПОЛЬНЫХ И БОРТОВЫХ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
- II. Основные положения
- II. Основные характеристики микроскопа.
- II. Языкознание и его основные разделы.
- III. Основные направления развития воспитания
- III. Основные требования к организации рассмотрения обращений граждан
- III. Основные функции ГФС России
- IV. Основные источники поступления загрязняющих веществ в водную среду.
Публикации по технике и механике
Публикации по биологии
Публикации по информатике
Публикации по строительству
Публикации по физике
Публикации по химии
Публикации по электронике
Публикации по искусству
Публикации по истории
Публикации по медицине
