Энергетический баланс металлургического предприятия. Методические указания к выполнению лабораторной работы по энергетическим системам и энергетически

2437

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра промышленной теплоэнергетики

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

ПРЕДПРИЯТИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе по дисциплинам «Энергетические системы и энергетические балансы предприятий», «Основные системы энергетического производства ОАО «НЛМК»» для специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления

«Теплоэнергетика и теплотехника»

Составители: В. А. Стерлигов, Т.Г.Мануковская, Е. М. Крамченков

Кадры для региона.

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра промышленной теплоэнергетики

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

ПРЕДПРИЯТИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе по дисциплинам «Энергетические системы и энергетические балансы предприятий», «Основные системы энергетического производства ОАО «НЛМК»

для студентов специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплоэнергетика и теплотехника»

Составители: В. А. Стерлигов, Т.Г.Мануковская, Е. М. Крамченков

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра промышленной теплоэнергетики

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

ПРЕДПРИЯТИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе по дисциплинам «Энергетические системы и энергетические балансы предприятий», «Основные системы энергетического производства ОАО «НЛМК»» для специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления

«Теплоэнергетика и теплотехника»

Составители: В. А. Стерлигов, Т.Г.Мануковская, Е. М. Крамченков

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

3

УДК 697 (07) С797

Рецензент А. В. Севостьянов

Стерлигов, В.А.

С797 Энергетический баланс металлургического предприятия [Текст]:

методические указания к выполнению лабораторной работы по энергетическим системам и энергетическим балансам металлургического завода / сост. В.А.

Стерлигов, Е.М. Крамченков, Т.Г. Мануковская. – Липецк: Изд-во ЛГТУ,

2013. – 12 с.

Рассмотрен энергетический баланс металлургического завода с полным производственным циклом и его состав, приведена схема потоков основных энергоресурсов на металлургическом заводе.

Методические указания предназначены для студентов физико-

технологического факультета специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплоэнергетика и теплотехника», изучающих дисциплины «Энергетические системы и балансы предприятий», «Основные системы энергетического производства ОАО «НЛМК»

Табл. 1. Ил. 2. Библиогр.: 2 назв.

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013

4

Цель работы: изучить основные виды энергоресурсов, приобретаемых предприятием со стороны и вырабатываемых в процессе получения металла.

1. Основные положения

Современные крупные заводы энергоемких отраслей промышленности состоят из значительного числа различных технологических и энергетических установок, образующих совместно производственный комплекс. На рис. 1 в

качестве примера показан структурный состав металлургического завода с полным производственным циклом, на который поступает исходное сырье

(сырая необработанная железная руда), а выходит готовый стальной прокат соответствующих профилей. Технологические и энергетические установки производств, показанных на рис. 1, потребляют одни, а генерируют другие виды энергоресурсов и тесно взаимосвязаны по потокам этих энергоресурсов

[1].

Движение энергоресурсов (ЭР) от производителей к потребителям ресурсов называется энергетическим потоком [2].

На рис. 2 показаны главные энергетические потоки (потоки энергоресурсов). При этом видна тесная взаимосвязь отдельных производств по потокам этих энергоресурсов.

Рис. 1. Состав металлургического завода с полным производственным циклом

5

Рис. 2. Схема энергетических потоков основных энергоресурсов на металлургическом заводе

6

Теплоэнергетической системой промышленного предприятия (ТЭС ПП)

называют систему, объединяющую на предприятии источники различных энергоресурсов (ЭР), включая технологические агрегаты, а также трубопроводные сети и агрегаты, транспортирующие энергоресурсы и непосредственно потребителей ЭР. Задачей рационального построения ТЭС ПП является организация оптимального распределения и использования различных ЭР.

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, газы ферросплавных электропечей и др.;

физическая теплота отходящих горючих и негорючих газов различных технологических агрегатов, а также теплота 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 [1].

Энергетический баланс – это полное количественное соответствие

(равенство) между суммарной подведенной энергией и суммарной полезной энергией и потерями. Энергетический баланс характеризует эффективность использования энергии в энергетическом хозяйстве предприятия или на его отдельных производствах, установках, процессах и пр.

Подведенная энергия – количество энергии всех ЭР, подведенное к энергетической установке или энергетическому объекту. Фактически это приходная часть энергетического баланса, а именно: текущие остатки ЭР, добыча или производство ЭР, поступление ЭР от внешних источников.

7

Полезная энергия – количество энергии, теоретически необходимой для осуществления тех или иных энергетических процессов, а также получаемое количество ЭР на стадиях переработки и преобразования.

Потребление энергоносителей на собственные нужды – расход ЭР на вспомогательные энергетические и технологические цели.

Потери энергии представляют собой разность между подведенной и полезной энергией.

По физическому признаку и характеру потери классифицируются следующим образом: потери теплоты с уходящими газами, излучение и выброс в окружающую среду и пр.; потери электроэнергии в линиях электропередачи и пр.;

гидравлические потери на трение при движении жидкости, дросселирование и пр.; утечки через неплотности, усушка, утруска; механические потери на трение.

Энергетические балансы промышленных предприятий разделяются на фактические и аналитические.

Фактический баланс отражает существующее положение энергоиспользования на предприятии.

Аналитические балансы подразделяют на несколько видов:

Аналитический проектный (нормализованный) отражает энергоиспользование при условии устранения необоснованных потерь,

обусловленных низким уровнем эксплуатации. Потери, заложенные в проекте или в технологическом эксплуатационном регламенте, остаются неизменными.

Аналитический проектный приведенный (обобщенный) – это баланс, в

котором все виды потребляемой энергии и энергоносителей приводятся к единому эквиваленту – условному топливу.

Аналитический проектный рационализованный разрабатывается с учетом некоторых энергосберегающих мероприятий, которые не изменяют принципиальных основ технологических процессов.

Аналитический проектный оптимальный учитывает замену существующих технологических процессов принципиально новыми,

основанными на эффективных энергосберегающих разработках последних лет [2].

8

Количество топлива, потребляемого крупным металлургическим заводом,

составляет миллионы тонн в год. В качестве примера в таблице 1 приведен годовой баланс топлива крупного металлургического завода. Завод имеет сталеплавильные конвертеры, горючий газ от которых пока не используется из-за технических трудностей [1].

Таблица 1

Годовой топливный баланс действующего металлургического завода с полным циклом производства

Как следует из таблицы 1, потребление заводом топливных энергоресурсов составляет 7983 тыс. т условного топлива в год, в том числе: внутренних горючих энергоресурсов 4090 тыс. т (51,6%), природного газа 3170 тыс. т (40,0%),

9

твердого и жидкого топлива 667 тыс. т (8,4%). Таким образом, потребление внутренних ЭР на заводе составляет более 50% общего топливопотребления.

Расход кокса доменным цехом составляет 4166 тыс. т, расход угля на коксование

5392 т/год.

Из приведенных данных видно, какое большое значение имеет даже,

казалось бы, небольшая, например 1%, годовая экономия топлива на заводе.

2.Порядок проведения работы

1.Изучить схему основного металлургического производства, иметь представление о составе металлургического завода.

2.Изучить потребление и выработку энергоресурсов каждым из основных и вспомогательных производств.

3.Изучить, из чего складывается энергетический баланс каждого производства и всего завода.

3.Содержание отчета

1.Цель работы.

2.Схема потоков основных энергоресурсов на металлургическом заводе.

3.Виды энергоресурсов и их балансы.

4.Выводы по работе.

4. Контрольные вопросы

1.Что называется энергетическим потоком?

2.Что называется теплоэнергетической системой промышленного предприятия?

3.Назовите энергоресурсы, охватываемые теплоэнергетической системой промышленного предприятия.

4.Что такое энергетический баланс и что он характеризует?

5.Назовите виды энергетических балансов.

10