Раздел 2. Тепловое потребление

Тепловое потребление предприятий делится на две неравноценные группы: 1) технологическое, которое превалирует по величине и покрывается технологическим паром; 2) сантехническое, предназначенное для обеспечения потребностей предприятия в отоплении, вентиляции и горячем водоснабжении за счёт использования горячей (сетевой) воды. Крупные предприятия, имеют собственные ИТ (ТЭЦ и (или) котельные), которые зачастую обеспечивают теплоснабжение прилегающей жилой зоны.

Различают круглогодовое и сезонное теплопотребление. Круглогодовое обеспечивается зимой и летом и мало зависит от температуры наружного воздуха t_н. К этой группе относится технологическая нагрузка и нагрузка горячего водоснабжения. Сезонное теплопотребление определяется температурой наружного воздуха и обеспечивается в холодный период года. Основными в этой группе являются нагрузки отопления и вентиляции, а также кондиционирование воздуха.

При изучении раздела необходимо обратить особое внимание на графики тепловых нагрузок по видам, построение интегрального графика и анализ зависимости годового от расчётного коэффициента теплофикации при выборе основного оборудования ТЭЦ.

2.1. Круглогодовое теплопотребление

2.1.1. Технологическая нагрузка

На технологические нужды предприятий используется пар различных параметров. Например, отпуск технологического пара от всех производственных ТЭЦ по отраслевому признаку и уровню давления представлен в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Отпуск технологического пара от производственных ТЭЦ. %

Отрасль промышленности	Давление отпускаемого пара, МПа
	0,5-1,0	1,3-1,8	Выше 1,8
Химическая	24,4	67,3	8,3
Нефтеперерабатывающая	13,7	79,3	7,0
Целлюлозно-бумажная	57,3	41,2	1,5
Лёгкая	46,0	50,5	3,5
Прочие	43,0	53,0	4,0
Всего	31,7	62,3	6,0

Преобладает потребление пара с давлением 1,3-1,8 МПа (62,3 %), на втором месте пар с давлением 0,5-1,0 МПа (31,7 %), а на третьем – с давлением выше 1,8 МПа (6,0 %). Таким же должно быть распределение отпуска пара по отраслевому признаку и уровню давления от производственных котельных. Однако для ТЭЦ оно имеет принципиальное значение, поскольку с ростом давления в производственном отборе П и противодавлении Р снижается теплофикационная выработка ЭЭ (Э_Т) и, следовательно, эффективность теплофикации. В свою очередь, это обусловливает предпочтительность установки на ТЭЦ паровых турбин с высокими начальными параметрами пара (рис. 1.6).

Требуемая температура технологического пара может меняться от 120-150 до 450-500 °С. Например, на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) для ректификационных колонн требуется пар с давлением 0,3-0,5 МПа и температурой 350-400 °С, а на химических комбинатах (ХК) при производстве этилового спирта – с давлением 7,5-9,0 МПа и температурой 450-500 °С. Температура перегретого пара в производственных отборах П и противодавлении Р выпускаемых турбин меняется в пределах от 220-230 до 350-380 °С.

Следовательно, при выборе типа турбин производственных ТЭЦ необходимо учитывать технологические параметры процессов и в необходимых случаях прибегать к дополнительному перегреву пара после турбин за счёт электрического или огневого подогрева в технологических установках. Это приводит к снижениютеплофикационной выработки ЭЭ и перерасходу топлива.

Тепловые нагрузки промышленного предприятия определяются совокупностью различных факторов:

• отраслевой принадлежностью и производственной программой предприятия;

• степенью совершенства и уровнем автоматизации технологических процессов;

• качеством исходного сырья (например, окатыши вместо руды на металлургических комбинатах);

• влиянием климатологических характеристик места строительства предприятия на ход технологических процессов и условия труда работников и т.д.

Расчётные значения технологических нагрузок устанавливаются на основе теплотехнических расчётов, по данным специальных испытаний и опыту эксплуатации подобных производств. Предварительная расчётная оценка технологического теплопотребления возможна по формуле

Q = Q₀ + q П , (2.1)

где П – производственная (годовая) программа предприятия, ед. продукции; q - нормативное значение удельного расхода теплоты, ГДж/ед. прод.; Q₀ – расход теплоты, не зависящий от производственной программы П, ГДж.

После перехода большинства промышленных предприятий в частную собственность нормативное теплопотребление на промышленных предприятиях переведено в разряд «коммерческой тайны». Поэтому для предварительной оценки уровня технологического теплопотребления предприятий различных отраслей промышленности можно воспользоваться данными, которые были опубликованы до их приватизации. В частности, можно использовать материалы Госплана СССР, приведённые в последнем издании книги, посвященной состоянию и перспективам развития энергетики страны (в табл. 2.2).

Теплопотребление предприятий энергоёмких отраслей промышленности (нефтехимической, химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и чёрной металлургии) носит достаточно равномерный характер по времени суток и дням недели (рис. 2.1), но с разрывом между зимним и летним теплопотреблением до 30… 45 % (рис. 1.5).

О степени равномерности тепловых нагрузок можно судить по годовому времени использования установленной мощности h_И ИТ (ч) при годовой продолжительности эксплуатации около 8000 ч. Более равномерному графику теплопотребления соответствует большее значение h_И. Для предприятий нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности h_И = 5500-5700 ч, целлюлозно-бумажной промышленности h_И = 5000-5300 ч, металлургических комбинатов h_И = 4700-5200 ч, машиностроительных заводов h_И = 4300-4500 ч.

Таблица 2.2