1. Общие сведения о системах производства и распределения энергоносителей

1.1. Общие понятия и определения

Предприятия большинства отраслей промышленности характеризуются большой энергоемкостью. Особенно предприятия таких отраслей, как металлургия, химия, нефтехимия, нефтепереработка, целлюлозно-бумажное производство, машиностроение, производство строительных материалов и др.

Энергохозяйство таких предприятий представляет собой сложный комплекс тесно взаимосвязанных агрегатов и установок, потребляющих и генерирующих различные виды энергий и энергоносителей. Часто это происходит одновременно. От правильно организованной, взаимно увязанной работы всех этих установок и агрегатов зависит надежность и эффективность работы всего предприятия.

Комплекс агрегатов, аппаратов, арматуры и других элементов, объединенных для производства какого-то определенного энергоносителя и его транспорта до места потребления, образует систему обеспечения производства этим энергоносителем. Например: системы электроснабжения, воздухоснабжения, холодоснабжения, водоснабжения, теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха и др. Число таких систем в энергохозяйстве предприятия может достигать полутора-двух десятков.

Режимы работы систем полностью определяются режимами технологических процессов, т.е. графиками потребления энергий или энергоносителей. Как правило, они подвержены сильным периодическим колебаниям. Поэтому совместная работа систем часто усложнена, особенно если некоторые из них потребляют вторичные энергоресурсы (ВЭР), получаемые на смежных системах.

Например: холодоснабжение –основано на абсорбционных холодильных агрегатах, которые обогреваются отработанным паром или отходящими газами технологических установок;система воздушного отопления– базируется на утилизации теплоты охлаждения компрессорных установок и т.п.

Таким образом, очевидно, что системы энергоснабжения должны обладать большой гибкостью, т.е. обладать широким диапазоном экономичного регулирования как по параметрам энергоносителя, так и по производительности. Отсутствие таких регулирующих устройств приводит к большим экономическим потерям.

Экономический ущерб наносит также неправильная оценка нагрузок источников энергий (энергоносителей), обычно в сторону завышения. Недоучет при проектировании реальных графиков потребления, например: воздуха - приводит к нерациональному выбору типов и числа компрессоров на компрессорной станции; насосов – на насосной станции; холодильных машин – на холодильной станции и т.п. И если большую часть времени эти установки работают в нерасчетных режимах, то это приводит к значительным потерям электрической или тепловой энергии.

Любая энергия передается с помощью материального потока энергоносителя. Энергоноситель – это материальный поток, обладающий эксергией. Производство, доставка и распределение энергоносителей осуществляется в системах производства и распределения энергоносителей.

Понятие «система» происходит от греческого слова systema(целое), составленное из частей, точнее – это множество закономерно связанных друг с другом элементов (предметов, явлений, взглядов, знаний и т.д.).

Система производства и распределения энергоносителей (СПРЭ) – это комплекс связанных между собой трех элементов: генератор, производящий энергоноситель (источник);потребительэнергоносителя икоммуникация, связывающая первые два элемента.

Для удобства анализа и изучения система может быть разделена на подсистемы, которые могут быть названы системами (системы смазки, охлаждения, измерения и т.п.). Совокупность нескольких взаимосвязанных систем может составлять комплекс.

Пример схемы СПРЭ в обобщенном виде представлен на рис. 1.1 [1].