Теплоэнергетические системы и энергобалансы промышленных предприятий

Содержание

Слайд 2

Цель курса: Изучение вопросов рационального построения теплоэнергетических систем промышленных предприятий, а

Цель курса: Изучение вопросов рационального построения теплоэнергетических систем промышленных предприятий, а

также наиболее эффективного использования вторичных энергоресурсов.
Студенты должны:
Знать: основные производства металлургического комбината, их энергетические характеристики и взаимосвязь, способы использования вторичных энергоресурсов, основные принципы рационального построения теплоэнергетических систем промышленных предприятий.
Уметь: составлять энергобалансы для отдельных агрегатов, производств, предприятия в целом.
Приобрести практические навыки:
составлять топливные балансы для отдельных производств металлургического комбината, рассчитывать тепловую эффективность основных утилизационных установок.
Слайд 3

введение Промышленные предприятия являются одним из основных потребителей топлива и других

введение

Промышленные предприятия являются одним из основных потребителей топлива и других энергоресурсов

в стране, поэтому рациональное построение систем их энергоснабжения имеет большое народнохозяйственное значение.
Экономия энергоресурсов на промышленных предприятиях может в основном достигаться двумя путями: применением энергосберегающей технологии и рациональным построением системы энергоснабжения предприятий, в частности оптимальным построением его теплоэнергетической системы (ТЭС ПП).

Теплоэнергетические системы промышленных предприятий связывают в единый комплекс все потоки энергоресурсов (ЭР),
потребляемых и генерируемых как энергетическими, так и технологическими агрегатами, а также ЭР от внешних источников.

Слайд 4

Теплоэнергетические системы современных промышленных предприятий (ТЭС ПП) энергоемких отраслей промышленности -

Теплоэнергетические системы современных промышленных предприятий (ТЭС ПП) энергоемких отраслей промышленности -

сложные комплексы тесно взаимосвязанных по потокам различных энергоресурсов как заводских энергоустановок, так и технологических агрегатов, которые потребляют одни виды (обычно несколько) и одновременно генерируют другие виды ЭР, которые не могут быть полностью потреблены в данном производстве, но могут быть использованы для обеспечения работы других технологических и энергетических агрегатов.
Слайд 5

Потребление и генерирование технологическим агрегатом (ТА) нескольких видов ЭР целиком определяются

Потребление и генерирование технологическим агрегатом (ТА) нескольких видов ЭР целиком определяются

режимами его работы и особенностями технологических процессов каждого агрегата, которые, как правило, не могут быть стабильными, жестко фиксированными. Это усложняет построение ТЭС ПП, особенно когда выход ЭР от ТА составляет до половины и более потребления ЭР всем заводом.
Слайд 6

ТЭС ПП не является механической суммой различных энергетических и технологических агрегатов,

ТЭС ПП не является механической суммой различных энергетических и технологических агрегатов,

а представляет собой новое сложное образование, имеющее свои закономерности и специфические особенности.
Рациональное построение ТЭС ПП определяет состав, параметры и режимы работы энергетических установок завода, включая утилизационные, а также связи с внешними источниками или потребителями энергоресурсов (топлива, электроэнергии и др.)
Слайд 7

Энергетические агрегаты и установки: Теплоэлектроцентали (ТЭЦ); Воздухоразделительные установки (ВРУ); Паровоздуходувные станции

Энергетические агрегаты и установки:
Теплоэлектроцентали (ТЭЦ);
Воздухоразделительные установки (ВРУ);
Паровоздуходувные станции (ПВС);
Электровоздуходувные

станции (ЭВС);
Котлы-утилизаторы (КУ);
котлы, турбины, компрессоры, насосы, вентиляторы, дымососы и др.
Слайд 8

Технологические агрегаты и установки Промышленные печи (коксовые, доменные, мартеновские, нагревательные, термические,

Технологические агрегаты и установки
Промышленные печи (коксовые, доменные, мартеновские, нагревательные, термические, сушильные

и др.);
Регенераторы и рекуператоры;
Сталеплавильные конвертеры;
Машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ);
Прокатные станы и др.
Слайд 9

АНАЛОГИЯ ТЭС ПП – совокупность энергетических и технологических агрегатов Тепловая электрическая

АНАЛОГИЯ

ТЭС ПП – совокупность энергетических и технологических агрегатов
Тепловая электрическая станция (ТЭС)

– совокупность котлов и турбин
Рациональное построение тепловой схемы ТЭС дает значительный энергетический и экономический эффекты
Слайд 10

Рациональное построение ТЭС ПП значительно труднее, чем построение тепловой схемы тепловой

Рациональное построение ТЭС ПП значительно труднее, чем построение тепловой схемы тепловой

электрической станции, не только из-за значительно большего числа и разнохарактерности составляющих ее агрегатов, но главным образом из-за того, что графики выхода и потребления ЭР технологическими агрегатами определяются целиком особенностями технологии и режимами работы этих агрегатов
Слайд 11

Графики выхода и потребления ЭР (часовые, суточные, годовые) подвержены сильным колебаниям,

Графики выхода и потребления ЭР (часовые, суточные, годовые) подвержены сильным колебаниям,

нерегулярным по времени, на которые энергетики влиять не могут, а должны к ним приспосабливаться.
Из-за расхождений приходов и расходов ЭР в различные отрезки времени могут и нередко возникают большие потери или дефициты отдельных ЭР.
Потоки энергоресурсов на предприятиях огромны. Так, на крупном металлургическом заводе потребление условного топлива эквивалентно примерно 8 млн. т/год, в том числе около 4 млн. т образующихся горючих технологических газов.
Слайд 12

теплоэнергетические системы предприятий различных отраслей промышленности: черной и цветной металлургии, химии,

теплоэнергетические системы предприятий различных отраслей промышленности: черной и цветной металлургии, химии,

нефтепереработки, целлюлозно-бумажного производства и др. сильно отличаются друг от друга, как по составу входящих в систему элементов, так и по видам и параметрам энергоресурсов, режимам работы оборудования и др.
Слайд 13

К энергоресурсам, охватываемым ТЭС ПП, относятся все их виды, имеющиеся на

К энергоресурсам, охватываемым ТЭС ПП, относятся все их виды, имеющиеся на

предприятиях, в том числе:
- водяной пар различных параметров от разных источников и горячая вода;
- горючие газы — доменный, коксовый, конвертерный, нефте­перерабатывающих агрегатов, ферросплавных электропечей, абгаз, получаемый при производстве синтетического каучука и и др.;
- физическая теплота отходящих газов различных технологических агрегатов, а также остывающей продукции;
- теплота охлаждения конструктивных элементов технологических агрегатов;
- теплота расплавленных шлаков;
- горючие нетранспортабельные отходы производства;
- избыточное давление различных газов и жидкостей;
- сжатый воздух для технологических процессов и производственных нужд;
- кислород технический (содержание О2 99,5%) и технологи­ческий (О2 95%), газообразный и жидкий.
Слайд 14

Задачей рационального построения ТЭС ПП является организация оптимального распределения и использования

Задачей рационального построения ТЭС ПП является организация оптимального распределения и использования

различных ЭР. При этом необходимо учитывать реальные (вплоть до часовых) графики и режимы работы всех агрегатов как генерирующих, так и потребляющих ЭР с целью балансирования различных видов ЭР в любой отрезок времени для обеспечения надежной и экономичной работы как отдельных агрегатов, так и предприятия в целом, определения характера и мощности необходимых резервных источников ЭР.
Слайд 15

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Современные крупные заводы

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Современные крупные заводы энергоемких отраслей

промышленности состоят из значительного числа различных технологических и энергетических установок, образующих совместно производственный комплекс.
На рисунке в качестве примера показан структурный состав металлургического завода с полным производственным циклом, на который поступает исходное сырье (в данном случае сырая, т. е. необработанная железная руда), а выходит готовый стальной прокат соответствующих профилей.
Слайд 16

состав металлургического комбината с полным производственным циклом

состав металлургического комбината с полным производственным циклом

Слайд 17

Часть заводов получает уголь на коксование от обогатительных фабрик, расположенных в

Часть заводов получает уголь на коксование от обогатительных фабрик, расположенных

в угольных бассейнах, а подготовленное рудное сырье (агломерат, окатыши) — от соответствующих фабрик, расположенных на местах добычи руды. На таких заводах нет обогатительных или агломерацион­ных фабрик. Все показанные как технологические, так и энергетические установки потребляют одни, а генерируют другие виды энергоресурсов и тесно взаимосвязаны по потокам этих энергоресурсов.
Слайд 18

Слайд 19

Схема потоков основных энергоресурсов на МК

Схема потоков основных энергоресурсов на МК

Слайд 20

Абсолютный и относительный (сравнительный) выход и потребление перечисленных видов ЭР сильно

Абсолютный и относительный (сравнительный) выход и потребление перечисленных видов ЭР сильно

различаются на различных предприятиях, так же как и реальные графики их выходов и потреблений.
Для правильного построения и организации эксплуатации ТЭС ПП необходимо знать энергетические характеристики технологических агрегатов, а также основы соответствующих технологических процессов.
Количество топлива, потребляемого крупным металлургическим заводом, составляет миллионы тонн в год. В табл. приведен годовой баланс топлива крупного металлургического завода.
Слайд 21