§ 2.2. Электрические сети промышленных предприятий

К электроснабжению промышленных предприятий предъявляются следующие основные требования: надежность, минимум потерь и высокое качество электроэнергии.

Подача электроэнергии из районной энергосистемы в промышленные предприятия производится, как правило, на главные понизительные подстанции (ГПП), т. е. на трансформаторные подстанции, получающие электроэнергию из районной энергосистемы при повышенных напряжениях (не ниже 35 кВ) и распределяющие ее по предприятию при генераторном напряжении U = 6 или 10 кВ. Такая связь через ГПП при повышенных напряжениях обеспечивает наименьшие потери электроэнергии на линях электросвязи; она необходима для постоянного электроснабжения и для получения резервной мощности при выходе из строя агрегатов на местной электростанции предприятия.

Рис. 2.1. Система теплоэнергоснабжения промышленного предприятия:

ЦТП  центральный теплопункт; ТЭЦ  теплоэлектроцентраль;

ТХ  хранилище топлива; ГРП  газораспределительный пункт; ВРС  воздухоразделительная (кислородная) станция;

ТП  трансформаторная подстанция; УУ  утилизационная установка.

От шин вторичного напряжения ГПП получают питание трансформаторные, преобразовательные и распределительные подстанции, крупные электродвигатели и мощные электропередачи.

Местная ТЭЦ питает цеховые подстанции при генераторном напряжении (6 или 10 кВ) и связана с районной энергосистемой через ГПП или непосредственно при повышенном напряжении U  35 кВ.

Для повышения надежности и экономичности электроснабжения предприятия применяют глубокий ввод повышенного напряжения в предприятие. При этом ГПП располагается, по возможности, в центре электрической нагрузки около одного из наиболее электроемких цехов предприятия (металлургических, электролизных и т. д.). Глубокий ввод сокращает расход металла на внецеховые сети, уменьшает потери электроэнергии и повышает надежность электроснабжения.

По расположению цеховые электрические нагрузки подразделяются на распределенные и сосредоточенные.

Распределенными называются нагрузки значительного количества электроприемников низшего напряжения, расположенные с большей или меньшей равномерностью по территории цеха.

Сосредоточенной является нагрузка небольшой группы мощных электроприемников, расположенных в непосредственной близости друг к другу при большой плотности размещения (например, электронасосные и электрокомпрессорные установки).

§ 2.3. Системы пароснабжения и теплоснабжения

Тепловые нагрузки на технологические процессы и вспомогательные нужды обеспечиваютcя системами пароснабжения и теплоснабжения.

Технологические процессы, требующие обогрева, получают тепловую энергию от различных теплоносителей: водяного пара, горячей воды, нагретого воздуха, дымовых газов, высококипящих органических (ВОТ) и масляных (ВМТ) теплоносителей.

Годовая потребность предприятия в паре, т/год:

(2.1)

где   удельный расход теплоты, ГДж/ед.;

П  годовой выпуск продукции;

  энтальпия пара и конденсата в системе пароснабже- ния ПП.

Расчетный часовой расход пара, т/ч:

(2.2)

где   годовое число часов использования максимума паровой технологической нагрузки, ч/год; для нефнехимических ПП составляет 55005700 ч/год.

Система пароснабжения ПП является подсистемой СТЭС ПП и включает в свой состав:

1) комплекс станций, установок для генерирования технологическим и сантехническим потребителям пара требуемых параметров;

2) набор устройств для приема и регулирования количества и параметров пара, получаемого из районных систем теплоснабжения;

3) трубопроводы для подачи пара потребителям и распределения между ними;

4) сооружения и трубопроводы для сбора конденсата пара и возврата его от потребителей к парогенерирующим установкам.

Комплекс станций включает:

1. Парогенерирующие установки и станции систем снабжения паром производственных параметров, оборудованные паровыми котлами с рабочим давлением 0,94,0 МПа и температурой t = 175195 ^С насыщенного или t = 250440 ^С перегретого пара

В котлах пар регенерируется за счет сжигания первичных энергоресурсов (природного газа, угля, мазута и т. д.) или горючих ВЭР, образующихся в технологических агрегатах (доменного и коксового газа, коры и щепы древесины и т. д.).

2. Заводские ТЭЦ, оборудованные паровыми котлами с рабочим давлением 3,514,0 МПа, отпускающие пар производственных параметров из промышленных отборов или турбин противодавления, а также через редукционно-охладительные установки (РОУ).

3. Утилизационные ТЭЦ (УТЭЦ), в которых пар вырабатывается в утилизаторах (КУ) за счет использования теплоты ВЭР (горячих продуктов сгорания топлива в промышленных печах) и направляется в турбины.

Если расчетное теплопотребление предприятия

(2.3)

меньше при котором целесообразно сооружение ТЭЦ, то в качестве основного источника пароснабжения принимается котельная с паровыми котлами низкого или среднего давления.

При наличии на предприятии горючих или тепловых ВЭР целесообразно и экономическески выгодно использовать их в котельных и на ТЭЦ ПП либо же частично или полностью осуществлять пароснабжение от утилизационных источников пара (КУ), вытесняя при этом пар от котельных и ТЭЦ.

Паропроизводительность и количество котлов котельной выбираются таким образом, чтобы при выходе из строя самого крупного из них оставшиеся, включая резервные, обеспечили покрытие расчетной нагрузки в паре, потребном в технологии, для вентиляции и водоснабжения, а также для отопления при средней нагрузке самого холодного месяца.

На рис. 2.2 представлена принципиальная схема пароснабжения от кательной с котельными агрегатами низкого или среднего давления.

Рис. 2.2. Принципимальная схема пароснабжения от котельной с кательными агрегатами низкого или среднего давления:

БВХО  блок химической водяной очистки; ПХОВ  подогреватель химически очищенной воды; Д  деаэратор; ПН  питательный насос; РОУ  редукционно-охладительная установка.

При комплексном обеспечении крупных предприятий и промышленных районов горячей водой с температурой до 150 ^С и паром с давлением 0,51,5 МПа от ТЭЦ или АТЭЦ, расположенных на расстоянии 15 км и дальше, перспективной является система пароснабжения сетевой водой (ПСВ) (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Принципиальная схема пароснабжения с использованием теплоты

сетевой воды (ПСВ):

1  источник дальнего пароснабжения (ТЭЦ, АТЭЦ); 2  транзитная водяная тепловая сеть; 3  испарители; 4  компрессор для сжатия пара; 5  паровая турбина для привода компрессора; 6  электродвигатель; 7  потребитель пара; 8  потребитель горячей воды; 9  конденсатор приводной турбины; 10  конденсатоотводчик; 11  сетевой насос

Сетевая вода с t = 170200 С транспортируется от ТЭЦ к потребителям. На месте потребления в испарителях за счет охлаждения сетевой воды до 120150 С генерируется пар с р = 0,20,6 МПа, который при необходимости сжимают компрессором с электрическим или паротурбинным приводом. После испарителей сетевая вода поступает к потребителям горячей воды. Конденсатор пара и охлажденная сетевая вода возвращаются на ТЭЦ или АТЭЦ [7].

Децентрализация теплоснабжения  процесс частичного отказа от центрального теплоснабжения (из национальной энергосистемы) и переход к автономным системам теплоснабжения от заводских мини-ТЭЦ, пристроенных к зданиям блочных, блочно-модульных, крышных котельных и т. д. и встроенных в них.

Децентрализация способствует формированию рынка энергоносителей и конкуренции в области энергообеспечения. Потребитель получает возможность выбора производителя и поставщика энергии.

Блочно-модульные котельные (БМК) имеют высокую самоокупаемость: в зависимости от мощности и конфигурации от 1 до 3 лет. КПД котлов на природном газе 9395%.