Введение
Современное
технологическое производство является основным потребителем топлива и других
энергетических ресурсов (энергоресурсов). Многообразие технологических
производств определяет многообразие используемых энергетических ресурсов даже
на одном промышленном предприятии. Некоторые промышленные предприятия
используют как органическое топливо, так и энергоресурсы, полученные в
результате его преобразования: тепловую и электрическую энергию, сжатый воздух,
технический кислород, искусственные газы, вторичные энергетические ресурсы
(ВЭР), которые в технической литературе по-другому называются еще побочными
энергоресурсами (ПЭР).
Технологические
производства, использующие топливо и тепловую энергию и осуществляемые через
изменение теплового состояния обрабатываемого материала, называются
теплотехнологическими. Примерами теплотехнологического производства являются
цветная и черная металлургия, нефтеперерабатывающие комплексы, тепловые
электрические станции и т.д.
Об
уровне потребления энергетических ресурсов в теплотехнологии свидетельствуют
следующие цифры [1,2]:
Ø примерно 70 % добываемого топлива используется в
качестве котельно-печного топлива;
Ø для целей теплотехнологического производства
расходуется около 60 % вырабатываемой электроэнергии и 80 процентов тепловой
энергии;
Ø для производства 1 тонны алюминия расходуется
различных энергоресурсов в количестве эквивалентном 7-9 тонн условного топлива
(т.у.т.);
Ø Карагандинский металлургический комбинат в год
расходует около 8 миллионов тонн условного топлива в год.
К особенностям многих теплотехнологических
производств следует отнести относительно низкий коэффициент полезного действия
(кпд), равный 15-40 %. То есть, только 15-40 % исходной энергии полезно
используется для получения технологической продукции. Остальная энергия в виде
отходов теряется в окружающую среду. Поэтому перед энергетиками стоит задача
повышения эффективности теплотехнологического производства, рационального
использования энергетических ресурсов, которая может решаться:
Ø применением энергосберегающих технологий;
Ø рациональным построением теплоэнергетической системы
промышленного предприятия (ТЭС ПП).
Под теплоэнергетической системой
промышленного предприятия [3] понимается сложный комплекс технологических
агрегатов и энергетических установок, тесно связанных между собой потоками
различных энергетических ресурсов.
Рациональное построение ТЭС ПП является
сложной задачей , так как многие теплотехнологические агрегаты не только
потребляют, но и генерируют энергоресурсы, которые могут не полностью быть
израсходованы на данном производстве. Задача рационализации ТЭС ПП усложняется
также тем, что потребление и выход энергоресурсов зависит от режимов работы и
числа технологических агрегатов.
Теплотехнологическое производство, как и
его теплоэнергетическая система, является составной частью промышленной
теплоэнергетики, которая в свою очередь входит в состав энергетики страны [4].
Под энергетикой страны понимается вся
топливно-энергетическая система экономики страны, включая производство,
транспорт и использование топлива, электроэнергии и других энергоресурсов. В
целом энергетика представляет собой совокупность топливодобывающей
промышленности, электроэнергетики и промышленной энергетики (рисунок 1).
Промышленная энергетика (или по-другому энергетика отраслей экономики), характеризуется большим многообразием и объединяет энергетические хозяйства промышленных предприятий различных отраслей. Этим обусловлен широкий диапазон действия промышленной энергетики и трудность анализа эффективности теплоэнергетических систем промышленных предприятий. С учетом вышесказанного содержание и структуру промышленной энергетики, в отличие от других подсистем энергетики страны, удобно анализировать через энергетическое хозяйство отдельного промышленного предприятия.
Энергохозяйство промышленного предприятия представляет собой сложный комплекс процессов, агрегатов и установок, связанных с технологическим процессом. На крупном предприятии можно выделить 3 крупных узла: топливное хозяйство, электроэнергетическое и теплоэнергетическое хозяйство (рисунок 2).
В настоящем учебном пособии рассматриваются вопросы теплоэнергетического и топливного хозяйства, которые объединяются под общим названии промышленной теплоэнергетики. В задачи пособия входит:
Ø изучение основных элементов теплоэнергетического хозяйства промышленных предприятий, принципов их работы, энергетических характеристик технологических агрегатов и производств;
Ø выявление основных направлений рационализации энергохозяйства промышленных предприятий (ТЭС ПП).
Рисунок 1 – Структура топливно-энергетической
системы страны
