Тема 1.

1. Энергоносители. Виды, классификация и характеристика.

Большинство технологических процессов происходят с использованием энергоносителей различного вида и назначения. Под энергоносителями в промышленности понимают материальное тело или материальную среду, обладающую определенным потенциалом и передающую энергию от одного материального тела к другим. Промышленные предприятия при организации своей деятельности используют энергоресурсы различных параметров, различных видов и различного назначения. Для крупных предприятий говорят о потоках энергоносителей. Направление этих потоков тесно связаны между собой и имеют различные характеристики. На предприятии они объединяются под общим названием «энергоресурсы предприятия». Чаще всего в качестве энергоресурсов на предприятии используются:

- электрическая энергия (60-70% потребления);

- вода;

- тепло;

- воздух;

- ПРВ (продукты разделения воздуха);

- расплавы и соли.

Главной задачей энергоносителей на предприятии является обеспечение условий технологического процесса. При выборе энергоносителей и их характеристик руководствуются в первую очередь условием максимальной дешевизны в рамках заданных параметров. При этом в первую очередь обращается внимание на следующие факторы:

- характеристики и условия протекания технологического процесса;

- характеристики и параметры установленного оборудования;

- параметры самого энергоносителя;

- характер обеспечения энергоносителями предприятия (внутреннее или внешнее) и т.д.

В качестве основных характеристик энергоносителей при их выборе учитывают:

- потенциал или параметры (ток, напряжение, температура, давление и т.д.);

- стоимость;

- качество;

- надежность снабжения;

- режимы потребления.

Параметры энергоносителя определяются характеристиками потребляющего оборудования. Если на реальном предприятии применяются энергоносители с явно завышенными параметрами, это приводит к увеличению эксплуатационных расходов и денежных затрат на вспомогательное оборудование (диаметр жил кабеля, увеличение металлоемкости для труб и т.д.). Поэтому окончательный выбор энергоносителя, его качественных и количественных характеристик производится путем сравнения нескольких вариантов в ходе технико-экономических расчетов.

2. Графики нагрузок по энергоносителям. Способы выравнивания неравномерности графиков.

Графики нагрузок являются основополагающим звеном при расчете и проектировании систем энергообеспечения предприятия. Они дают ясную картину количественных и качественных изменений параметров конкретных энергоносителей за конкретный период времени. Графики нагрузок зависят от типа и назначения энергоносителя, а также от режима работы предприятия. Например, сезонный график тепловой нагрузки имеет неравномерный характер, обусловленный различными климатическими условиями в различное время года.

Рис. 2. Сезонный график нагрузки по теплу промышленного предприятия и ЖКС.

Рис. 3. График электрической нагрузки промышленного предприятия и ЖКС.

Сезонная нагрузка для данного региона имеет относительно постоянный характер. Примером сезонной нагрузки может служить отопление и вентиляция. Для характеристики количественных и качественных показателей графика вводится ряд понятий и обозначений: Q_max, Q_min, Q_ср, Q_{max зим.}, Q_{max лет.} и т.д.

Для характеристики зон графиков вводят понятие базовой части, переменной части и пиковой части. Базовая часть находится между осью и минимальной нагрузкой. Переменная часть находится между средней и минимальной нагрузкой. А пиковая часть - между средней и максимальной нагрузкой. Для описания характера изменения графика вводится ряд коэффициентов, в том числе:

α – коэффициент неравномерности графика;

γ – коэффициент заполнения графика;

k_i – интегральный коэффициент графика;

t_max и t_min – число часов использования максимума и минимума нагрузки

и т.д.

Эти коэффициенты используются при расчете и оптимизации системы энергообеспечения предприятия, расчете нагрузок и режимов и выбора параметров основного и вспомогательного оборудования.

Общие тенденции, наблюдаемые в сфере производства в условиях перехода к рыночным отношениям, характеризуются сильной неравномерностью графика энергопотребления. Неравномерности графиков нагрузок предприятий приводит к ряду негативных последствий, в том числе:

1. Снижению качества и надежности энергообеспечения предприятия.

2. Резкому повышению нагрузки на генерирующие предприятия и установки.

3. Сокращению сроков эксплуатации оборудования и увеличению эксплуатационных расходов.

4. К увеличению стоимости единицы выпускаемой продукции.

С целью выравнивания неравномерности графиков нагрузок возможно применение следующих методов:

- взаимное сглаживание неравномерности путем рационального размещения на предприятии или в районе однотипных нагрузок различного назначения;

- снижение энергоемкости производства путем улучшения технологий и внедрения элементов менеджмента;

- применение энергопотребляющих и энергопроизводищих агрегатов, имеющих высокий к.п.д.;

- увеличение доли комбинированной выработки электроэнергии на ТЭЦ;

- увеличение доли использования ВЭРов и тепла природных источников;

- рациональное размещение базовых и пиковых источников, работающих в верхней части суточного графика;

- выбор оптимальной схемы энергоснабжения и оптимизация параметров энергоносителей;

- регулирование и оптимизация отпуска энергоносителей потребителям;

- рационализация графиков и режимов работы предприятий в рамках района или региона.