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.