Шпаргалка по энергетическим системам

Основными элементами энергетического баланса  являются расходные и приходные  части. Расходная часть характеризует  энергопотребление при определённых условиях, приходная часть - покрытие потребностей предприятия в энергии.

Энергетические  балансы промышленных предприятий  делятся на топливно-энергетические и пароконденсатные; полные и частичные. Полные составляются для выбора оптимального варианта энергоснабжения предприятия  в целом, частичные - при решении  отдельных вопросов энергоснабжения  промышленного предприятия. Топливно-энергетические балансы промышленных предприятий  характеризуют потребление и  производство различных видов энергии.

При применении на промышленных предприятиях, в качестве теплоносителя, водяного пара важную роль в оценке использования  энергии играют пароконденсатные балансы. Их задачей является определение  пароконденсатных условий потребления  и транспорта пара, что даёт возможность  составить чёткую и полную картину  использования пара и возвращения  конденсата на ПП. Следовательно, составление  пароконденсатного баланса промышленного  предприятия является обязательным при контроле и наладке его  системы пароснабжения.

Под оптимальной структурой топливно-энергетического  баланса промышленного предприятия  понимают такую структуру использования  различных видов топлива и  энергии отдельными категориями  потребителей и предприятием в целом, при которой общая сумма затрат на энергоресурсы и их использование  на производство заданного планом объёма продукции была бы минимальной при  строгом соблюдении ограничений  по ресурсам различных видов топлива  и энергии.

Выбор оптимальной структуры топливно-энергетического  баланса промышленного предприятия  требует большого объёма информации о технико-экономических показателях  производства продукции при использовании  различных видов энергетических ресурсов, о возможности их взаимозаменяемости, межцеховых связей по использованию  топлива, ограниченности одних и  обязанности полного использования  других энергетических ресурсов и т.д. Обычные методы решения задач  оптимизации топливно-энергетического  баланса предприятия путём перебора вариантов оказываются непригодными, так как требуют большого количества операций. Поэтому, в настоящее время  разработаны новые методы планирования топливно-энергетического баланса  промышленного предприятия - методы математического моделирования. Их сущность заключается в составлении  экономико-математической модели - системы  уравнений и неравенств, описывающих  структуру топливно-энергетического  баланса предприятия в количественных индексах. Задача линейного программирования включает три пункта: цель, возможные  способы достижения цели и объёмы производства продукции, ресурсы топлива  и энергии.

При решении задачи оптимизации топливно-энергетического  баланса промышленного предприятия  необходимо предусматривать возможность  выбора способов достижения цели. Однако, если заданной цели нельзя добиться более  чем одним способом, то решать задачу нет смысла. При этом надо рассматривать  только те категории потребителей, для которых можно использовать два или более технологических  способа применения энергоресурсов, то есть имеется возможность полной или частичной взаимозаменяемости различных видов энергоресурсов. При составлении топливно-энергетических балансов промышленных предприятий  огромное значение играет точность исходной информации.

Согласно  литературным данным, для составления  экономико-математической модели топливно-энергетического  баланса промышленного предприятия  необходимо иметь следующее:

а)план производства различных видов продукции;

б)данные по возможным технологическим способам производства каждого вида продукции;

в)технико-экономические  показатели по каждому технологическому способу;

г)данные о возможных ресурсах различных  видов топлива и энергии, которые  могут быть использованы для производства продукции.

Для каждого технологического способа  надо определить удельные расходы энергетических ресурсов. После их определения находят  сумму денежных затрат на топливо  и энергию в объёме заданного  вида продукции.

Составить пароконденсатный баланс установки  потребления пара или предприятия  в целом - значит определить количество поступающего потребителям пара и количество возвращаемого от них конденсата. Эту задачу можно выполнить либо по отдельным цехам и предприятию  в целом, рассматривая при этом общее  количество поступающего пара и возвращаемого  конденсата, либо по каждому потребителю  отдельно с последующим суммированием  по цехам и предприятию в целом.

21.Пароконденсаторные  балансы. Причины возникновения  дебалансов

Пароконденсатные  балансы  отличаются  от других энергетических балансов  своими  специфическими особенностями. Преддоговорная часть  работ  по этому балансу не отличается от аналогичных работ по другим балансам. По   пароконденсатному   балансу   производится  сбор  исходной информации:  схем  разводки пара и сбора конденсата, отчетных данных по    потреблению    пара    и    возврату   конденсата,   паспортов паропотребляющего      оборудования,      технологических      карт,режимно-эксплуатационной    документации    и    др.    Обследование паропотребляющего   оборудования,   паровых  и  конденсатных  сетей,

измерение    необходимых    параметров   и   разработка   агрегатных пароконденсатных  балансов.  На основе поагрегатных пароконденсатных балансов   составление   фактических  пароконденсатных  балансов  по участкам, цехам и по предприятию в целом. Разработка нормализованных поагрегатных  пароконденсатных  балансов на основе данных паспортов,технологических   карт,   прогрессивных  норм  расхода  ТЭР,  данных режимно-наладочных     испытаний.     Разработка     нормализованных пароконденсатных  балансов  по  участкам,  цехам  и по предприятию в целом.    Сопоставление   данных   фактических   и   нормализованных пароконденсатных  балансов,  выявление  и  анализ  причин отклонений расходов  по  статьям  или  отклонений по др. параметрам, разработка мероприятий   по   повышению  эффективности  использования  тепловой энергии   и   по   увеличению  возврата  конденсата.  При  выявлении значительных  потерь  пара  и  конденсата  из-за  потерь  давления в паровых  и  конденсатных  сетях  производится  гидравлический расчет пароконденсатной системы и разрабатываются мероприятия  по сокращению этих потерь.

Причины возникновения дебалансов.

Расходы производственного пара потребителями  сильно изменяются как по сезонам  года, так и в пределах месяцев, суток и даже часов. Изменяются в  течение суток и приходы пара от утилизационных установок (УУ)

Приходы пара от УУ прокатных цехов могут  сильно колебаться из-за изменений  режимов работы нагревательных печей  и прокатных станов. Так, если количество нагретого в печах металла  в данный момент превышает по тем  или иным причинам потребность стана, то редко снижают количество топлива, сжигаемого в печах. Соответственно сильно снижается паропроизводительность КУ, установленных за этими печами. При текущих ремонтах станов, которые  могут длиться от нескольких часов  до нескольких суток, паропроизводительность КУ падает, например, от 300 т/ч практически  до нуля.

Такое снижение производительности сильно влияет на баланс производственного пара по заводу. Со снижением производительности печей уменьшается, хотя и в меньшей  степени, выход пара из СИО печей, который у крупных станов составляет до 100 т/ч. Это снижение суммируется  с уменьшением поступления пара от КУ этих печей. Коксовые батареи  на многих заводах планово-периодически останавливают примерно на сутки  для ремонта обслуживающих печи механизмов. Аналогично колебания паропроизводительностей  КУ и СИО в пределах суток наблюдаются  и на УУ других технологических агрегатов. Поэтому, для обеспечения надёжного, бесперебойного пароснабжения потребителей совершенно недостаточно свести баланс завода по средним значениям расходов и приходов за месяц и тем более  за год, а надо обязательно учитывать  реальные графики расходов пара в  течение месяца, суток, часа. Баланс пара должен сходиться в любой, хотя бы и короткий отрезок времени.

Практически на всех предприятиях различных отраслей промышленности есть потребители производственного  пара, для которых перерывы в подаче пара или резкое уменьшение его подачи, а так же снижение давления недопустимы. У этих потребителей снижение давления пара, а следовательно и температуры  в теплообменниках, может резко  снизить производительность установки  по основному технологическому продукту и даже приостановить течение  технологического процесса. При этом может снижаться качество продукции  и даже наблюдается её порча. Снижение давления пара в системе общезаводских  паропроводов наблюдается при недостаточном  поступлении в неё пара. Вспомогательные  механизмы, работающие на паре, могут  при этом не обеспечивать работу технологического агрегата, который они обслуживают.

Наряду  с такими потребителями могут  быть агрегаты и установки, которые  менее чувствительны к не слишком  продолжительным перерывам в  подаче пара и снижениям его параметров. Это обстоятельство можно учитывать  при сведении балансов пара по заводу, если полное его сведение по каким-либо причинам связано со слишком большими затратами. Для сведения балансов производственного  пара по заводу в любой отрезок  времени необходимо иметь резервные, мобильные пиковые парогенерирующие мощности или применять другие средства компенсации дебаланса. Необходимо также предусматривать возможность  использования периодических избытков пара, во избежание вынужденного их сброса.

22.Методы сведения балансов доменного и коксового газов и снижения ихпотерь

При установившейся бесперебойной работе доменных печей (ДП) график выхода газа в течение суток должен быть практически  ровным. Но при таком режиме работы ДП в течение подавляющей части  суточного времени наблюдается  целый ряд кратковременных, но иногда значительных изменений выходов  газа, например, из-за смены перегоревших фурм, неполадок в загрузочном  устройстве и др. Снижение выходов  газа длится при этом от 10 20 минут  и более.

Размеры кратковременных снижений выходов  газа весьма различны, от 20 30% до полного  прекращения выхода. На крупных доменных печах размер кратковременных снижений выхода газа составляет сотни тысяч  кубических метров. Большинство технологических  потребителей доменного газа не допускает  даже кратковременных перерывов  в подаче топлива, что должно учитываться  при сведении заводского баланса  доменного газа. Кроме кратковременных  изменений выходов газа могут  быть и длительные изменения.

Доменные  печи, их вспомогательные установки  нуждаются в текущих и планово-предупредительных  ремонтах. При текущих ремонта  ДП прекращают выдачу доменного газа на многие часы; при их капитальных  ремонтах выход газа прекращается на 1,5 - 3 месяца.

Теоретически  потребление доменного газа должно быть практически ровным, однако и  в потреблении наблюдаются значительные колебания. Различные технологические  печи постоянно изменяют количество потребляемого газа по разным причинам. Так, режимы работы печей прокатных  станов определяются режимами работы последних, которые по различным  причинам могут значительно снижать  свою производительность и даже останавливаться. У других печей, например мартеновских, потребление газа изменяется по периодам плавки. Доменные воздухонагреватели (ДВ) являются аппаратами периодического действия, которые потребляют газ  только во время разогрева.

Таким образом, как приход, так и расход доменного газа подвержены кратковременным  колебаниям, причём, эти колебания  происходят нерегулярно и не синхронно, что вызывает разбалансировку в  приходе и расходе газа.

В настоящее время вопросы балансирования газа решают, как правило, применением  буферных потребителей, в качестве которых используют паровые котлы  ТЭЦ. Но недостатком этого способа  является вынужденное использование  значительного количества доменного  газа в качестве котельного топлива, в то время как он может эффективно использоваться в целом ряде технологических  агрегатов, особенно в смеси с  коксовым газом, снижая потребность  в природном газе или жидком топливе.

Практика  показала, что при большей средней  доле сброса доменного газа на ТЭЦ  не удаётся избежать заметных его  потерь, которые составляют от 3 - 5% до 11 - 13%. Объясняется это тем, что  совместная работа паровых котлов на газе и угле при постоянных изменениях их доли в общем расходе топлива  связана с рядом следующих  трудностей и недостатков:

1. доменный газ имеет значительно  более низкую температуру сгорания, чем уголь, ниже у него и  радиационная способность факела. В результате, экранные поверхности  нагрева котла воспринимают меньшую  долю теплоты топлива, а в  современных котах доля теплоты,  воспринимаемой радиационными поверхностями  весьма велика;

2. из-за большого содержания в  доменном газе N2 количество его  продуктов сгорания значительно  больше, чем у угля, что изменяет  условия работы конвективных  поверхностей нагрева. Растёт  перегрев пара, причём, при большой  доле доменного газа рост настолько  велик, что стандартное регулирование  перегрева пара оказывается недостаточным.  Увеличивается температура уходящих  газов котла;

3. растёт химический недожог угля, особенно при углях с малой  реакционной способностью;