Теплообменные аппараты и приборы в легкой промышленности

Характеристика систем и источников теплоснабжения

Вид системы теплоснабжения определяется видом теплоносителя. Системы тепловодоснабжения подразделяют на две группы: закрытые и открытые. В закрытых системах горячая вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только в качестве греющей среды, в открытых — ее частично или полностью разбирают потребители. Подача горячей воды к потребителю может осуществляться по одному, двум или трем трубопроводам. Однотрубную подачу применяют при полном использовании горячей воды потребителем. Самой распространенной является двухтрубная подача, состоящая из трубопровода, по которому вода подается потребителю, и обратного трубопровода, по которому неиспользованная вода возвращается обратно. Трехтрубные, а иногда четырехтрубные системы применяют там, где рациональнее разделить подачу горячей воды на отопление, водоснабжение, технологические нужды и т. д. В таких системах обратная труба является общей.

Системы пароснабжения могут быть с возвратом конденсата и без него.

Потребители тепловой энергии могут подключаться непосредственно к тепловым сетям или через источники теплоснабжения, или через тепловые пункты. Основным назначением теплового пункта является прием и подготовка теплоносителя, подача его потребителю, а также возврат использованного теплоносителя в тепловую сеть. Преимуществом схемы подключения к тепловому пункту является возможность получать тепловую энергию сразу нескольким потребителям.

Если тепловой пункт предназначен для одного предприятия, он называется местным тепловым пунктом (МТП), а если для нескольких предприятий или группы зданий, — центральным тепловым пунктом (ДТП). Небольшие промышленные предприятия имеют, как правило, один ДТП, на крупных предприятиях их несколько. Схемы ДТП промышленных предприятий различны в зависимости от вида теплоносителя, режимов регулирования, способа нагрева воды и пр.

Если на промышленном предприятии кроме ДТП имеются и МТП, то МТП оборудуют по тем же схемам, что и центральные, но оборудование отличается меньшей производительностью.

При использовании для технологических нужд горячей воды на ДТП применяют различные схемы теплоснабжения (в зависимости от требуемой температуры). Горячая вода может передаваться потребителям по общим отопительным трубопроводам, объединенным с бытовым горячим водоснабжением, или по самостоятельному трубопроводу. Технологической горячей водой может служить конденсат.

На рис. 18 представлена схема ДТП промышленного предприятия с закрытой системой тепловодоснабжения.

На ДТП установлены подмешивающие насосы для поддержания требуемого теплового режима. Подогреватели работают по двухступенчатой схеме. На линии подачи холодной воды имеется водомер, на линии подачи горячей воды — грязевик. Теплосети оборудованы термометрами и манометрами, коллекторами подаваемой 7 и возвращаемой 8 воды.

При снабжении промышленного предприятия паром на ЦТП предусматривается устройство коллекторов, от которых по отдельным паропроводам пар подается в цехи и установки. На паропроводах и коллекторах необходимо устанавливать запорную арматуру, дренажные устройства с конденсатоотводчиками и предохранительные устройства.

В большинстве случаев промышленные предприятия устраивают на ЦТП место сбора конденсата, откуда он после очистки поступает к источнику теплоснабжения.

В зависимости от характера тепловых нагрузок источники теплоснабжения подразделяют на источники, обеспечивающие теплотой отдельное промышленное предприятие; источники, снабжающие теплотой промышленные предприятия, общественные и жилые здания; источники, вырабатывающие как тепловую, так и электрическую энергию для энергоснабжения поселка, города и т.д.

Централизованное теплоснабжение осуществляется на базе теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) с крупными котельными установками производительностью 58 тыс. кВт и выше и индивидуальными с теплопроизводительностью до 58 тыс. кВт.

Централизация теплоснабжения приводит к улучшению большинства показателей систем теплоснабжения, экономии топлива, позволяет использовать недефицитные энергоресурсы, включая вторичные, сокращает число обслуживающего персонала, повышает долю квалифицированного труда и уменьшает загрязнение окружающей среды.

В настоящее время основными источниками получения тепловой энергии являются ТЭЦ и котельные, работающие на органическом топливе: газе, мазуте, угле. Предпочтение отдается использованию газового топлива. Его доля в производстве энергии по прогнозам составит в 2050 г. 30%. Использование газового топлива обусловлено успехами в создании высокоэкономичных парогазовых установок с использованием паровых и газовых турбин, имеющих КПД свыше 60 %. Корпорации Siemens, Westingause и другие разработали энергоустановки единичной мощностью до 480 МВт. На следующие 15 — 20 лет в России планируется ввод парогазовых блоков общей мощностью 80 млн кВт.

Запасы газа в России составляют 35 % разведанных мировых запасов и по расчетам специалистов их хватит на 70 — 80 лет для внутреннего потребления и на экспорт. Кроме того, обнаружены большие запасы метан-гидратов под дном океана и если удастся их освоить, то газовая энергетика будет обеспечена сырьем не только в XXI, но и в XXII в.

Доля нефтепродуктов в энергетике составляет более 30 %, и такая тенденция, очевидно, сохранится до 2050 г. Запасов нефти в мире хватит на 100—150 лет.

Использование угля в производстве энергии создает опасные выбросы в атмосферу оксидов серы и азота, образует золоотвалы. Поэтому разрабатываются современные технологии для снижения негативных последствий сжигания угля: утилизация оксидов серы и азота, переработка дымовых газов в кислоты для производства минеральных удобрений, термическая очистка угля и т.д. Разведанных запасов угля хватит на 150 — 200 лет.

Производство энергии на атомных электростанциях мира сокращается, что связано с опасностью атомных реакторов, сложной переработкой ядерного топлива, проблемой радиоактивных отходов, необходимостью защиты биосферы от радионуклидов и т.д.

Энергоснабжение — это что такое?

Современную цивилизацию сложно представить без уже ставших привычными благ. Стоит их убрать, как мир преобразится. А может, даже и рухнет вся уже ставшая привычной цивилизация. Одним из таких краеугольных камней является энергоснабжение. Это то, без чего невозможно эффективное производство продукции предприятиями, общение с людьми в различных уголках мира и много чего другого.

Общая информация

Начать следует с определения. Энергоснабжение – это процесс обеспечения потребителя всеми необходимыми видами энергии, а также их носителями, которые нужны для нормального функционирования. Что здесь играет большую роль? Носители! Те из них, что используются в текущее время или могут быть применены в перспективе, называются энергоресурсами. Они бывают основными (первичными) и вторичными. В первом случае это:

1. Твердое топливо. К нему относится уголь, торф, сланцы.
2. Жидкое топливо. К нему относятся нефть и ее производные, как-то мазут, керосин, соляровое масло.
3. Газообразное топливо. К нему относятся попутный, природный, конденсатный и искусственный газы.
4. Горячая и холодная вода.
5. Воздух.
6. Водяной пар.
7. Продукты разделения воздуха. Это кислород и азот.
8. Холодоноситель.
9. Водород.

Вторичные энергоресурсы – это то, что получают как побочный продукт при осуществлении основной деятельности. Они могут быть не/горючими.

Основные виды необходимой энергии

Для большинства объектов нужно электро-, водо- и теплоснабжение. Если разговор заходит о крупных предприятиях или объектах социального обеспечения, обладающими собственными котельными или генерирующими станциями, то следует обеспечить также и топливоснабжение. Зависимо от условий использования и специфики технологий, может возникать потребность в воздухе, холоде и так далее. Энергоснабжение – это очень широкая сфера, в которой приходится учитывать множество моментов.

Важность для коммерческих и промышленных объектов

Энергохозяйство – это их неотъемлемая часть. Оно должно рассматриваться как совокупность генерирующих, преобразующих, передающих и потребляющих установок, посредством которого и осуществляется снабжение всем необходимым. При этом выдвигаются такие требования:

1. Обеспечение требуемого уровня надежности. Предполагает формирование критериев, которые будут предъявляться. Часто они формулируются в строительных нормах, действующих правилах, руководящих документах и прочих бумагах.
2. Обеспечение требуемого качества энергии (или топлива). Это предусмотрено в тех случаях, когда ее показатели оказывают влияние на функционирование потребителей или систем снабжения.
3. Удобство, безопасность и простота установки и использования. Это обеспечивается широким набором комплексных установок, а также элементов заводского изготовления. В качестве примера можно привести камеры комплексных устройств, трансформаторных подстанций, конденсаторных установок и тому подобные вещи.

Какие моменты еще необходимо учитывать?

Кроме уже перечисленных, необходимо привести:

1. Учет возможности роста энергетических нагрузок и потребления в ближайшие семь-десять лет. При этом не должны осуществляться капитальные реконструкции уже созданной системы. Для соблюдения этого требования необходимо правильно определить расчетные нагрузки и выбрать соответствующие им проектные решения.
2. Обеспечение экономичности работающей системы. Чтобы выполнить это требование, необходимо принять ряд технических и организационных решений. Они должны обеспечить наименьшие из всех возможных затрат при условии выполнения предыдущих требований, а также достижении намеченных целей. Регулируется все это статьями № 539-548 Гражданского кодекса РФ.

Установление взаимоотношений

Этот момент регулирует статья 539. Она предусматривает необходимость заключение договора энергоснабжения. В нем должны содержаться важные моменты взаимоотношений, которые переданы на решение действующим законодательством. Отдельно необходимо упомянуть про права и обязанности, которыми обладают стороны. Имеется четкий перечень, которого они должны придерживаться. Все это должно быть отображено в заключенном договоре, который соответствует установленным Правилам энергоснабжения. Иначе могут возникнуть проблемы в правовом поле.

Об электроснабжении

Среди всего разнообразия, которое предлагает энергоснабжение, это, пожалуй, самая важная часть. Под электроснабжением понимается комплекс технических средств, а также организационных мероприятий, которые обеспечивают электроэнергией потребителей на основании заключенного договора. Оно может быть внутренним и внешним. В первом случае подразумевается наличие комплекса сетей и подстанций, которые находятся на территории потребителя. Внешнее электроснабжение – это сооружения, которые обеспечивают передачу электроэнергии от места подсоединения к энергосистеме до точки использования. Без всего этого, очень часто, не доступно множество иных благ. Например, вода, тепло, освещение, доступ в Мировую сеть, а также множество прочих, уже привычных вещей.

Эффективность энергоснабжения невозможно оценить без контроля. Единица учета для электроэнергии – это киловатт-час. Ежемесячно потребителям необходимо сплачивать определенную сумму. Она рассчитывается путем умножения тарифа на количество использованных киловатт-часов. Как правило, для этого используются показатели счетчика. Снятие показаний с него обычно возложено на самого потребителя. Хотя поставщик обладает правом контроля правильности полученных данных и самостоятельно их снимать.

Автономные решения

В нас в стране наблюдается регулярное повышение коммунальных платежей. Можно жаловаться на такое положение дел или взять ситуацию под контроль. Например, можно использовать энергосберегающие технологии – лампочки, утепление стен, ограничители напора воды. Если позволяют условия (проживание в частном доме), то спектр доступных решений значительно увеличивается. Самым популярным является применение альтернативных источников энергии. Например, эффективность работы солнечных панелей, используемых для энергоснабжения, позволяет с лихвой обеспечить добротный крестьянский дом, используя площадь в четыре квадратных метра при условии, что есть солнечная погода. Более того, полученную электроэнергию можно копить в специальных батареях или даже продавать коммунальным хозяйствам. Современная эффективность солнечных панелей, используемых для энергоснабжения, весьма значительная. Эта технология сделала не один шаг вперед. Уже давно в истории остались те времена, когда коэффициент полезного действия для них составлял всего несколько процентов. Сейчас он измеряется уже двузначными цифрами и может окупиться всего за несколько лет.

Продолжая тему про солнечное энергоснабжение

Не секрет, что, несмотря на значительное развитие, не все места обеспечены благами цивилизации. В качестве примера можно привести ситуацию с газом. Вроде бы и его запасы есть в огромном количестве. И добываем много. И даже экспортируем. Тем не менее существует множество домов, которым не обеспечено централизованное отопление, подача газа для приготовления пищи и многое другое. Что в таком случае делать? Подыскиваются альтернативные варианты. Можно идти по стопам предков и палить дрова для обогрева и приготовления пищи. Но все эти задачи можно выполнять и с помощью электроэнергии. Оно подходит и для электроплиты, и для электрообогревателей. При этом нет вредных выбросов в воздух, которые негативно сказываются на здоровье людей. Эффективность работы солнечных панелей, используемых для энергоснабжения одного дома, с лихвой будет хватать, чтобы обеспечивать все потребности. Но они не являются единственной доступной альтернативой. Можно обратить внимание еще и на энергию ветра. С одной стороны, она является более постоянной, к тому же подходит для наших северных условий. Но с другой стороны, ее получение является пока и довольно дорогим делом.

Вопросы надежности

Если затрагивать электроснабжение, то потребители здесь могут быть поделены на три категории. А именно различают такие их виды:

1. Электропотребители I категории. К ним относят тех, перерыв электроснабжения для которых может создать опасные для жизней людей ситуации, привести к существенным материальным потерям, повреждению ценного оборудования, массовому браку продукции, сбою сложного технологического процесса, а также функционирования особенно важных составляющих коммунального хозяйства. Здесь отдельно выделяют группу пользователей, бесперебойная работа которых необходима для того, чтобы предупредить угрозы для населения, пожаров и взрывов.
2. Электропотребители II категории. В данном случае подразумевается, что перерыв электроснабжения ведет к массовому простою промышленных механизмов, транспорта, рабочих, нарушает ритм жизнедеятельности большого количества сельских и городских жителей.
3. Электропотребители III категории. Это все остальные, кто не подпадает под вышерассмотренные определения.

Заключение

Как видите, энергоснабжение дома, предприятия, школы и больницы – это не так просто, как может показаться на первый взгляд. Благодаря развитию современных технологий можно быть полностью обеспеченным, даже если дом находится в сотнях километрах от ближайших более-менее крупных поселений. Например, где-то в тайге. Хотя, полностью ними все не обеспечено. Например, больницы, стационары и реанимации могут иметь резервные источники обеспечения. Но как правило, это не рассчитанные на длительное использование бензиновые и дизельные генераторы. Это хороший пример гения человечества, но не самое лучшее, на что только можно рассчитывать. Вот только для общественной инфраструктуры новые технологии пока не по карману.