Энергетические балансы и характеристики технологического оборудования промышленных предприятий. Нормирование расходов топлива и энергии на промышленных предприятиях

Плановые балансы разрабатываются на основе прогрессивных норм. Их сопоставление с оптимальными характеризует степень достижения наиболее совершенного баланса (по заданному критерию).

По формам построения различаются рабочие и синтезирован­ные балансы. В рабочей форме предусматривается построение ба­лансов по производственно-территориальному и целевому призна­ку. В ней отражается внутренний оборот энергии, топлива в энер­гоносителях различного вида и параметров, включая выход и ис­пользование побочных энергоресурсов и расходы энергии на явст­венные нужды- генерирующих и преобразовательных установок. В качестве примера в табл. 10.1 приведена рабочая форма баланса по теплоте промышленного предприятия.

Балансы по теплоте составляются в условном топливе, теплоте или эксергии.

Таблица 10.1.  Пример рабочей формы баланса теплоты, ГДж

Примечание. П, Р, t означает приход, расход и температуру соответственно; знак «+» означает определенную цифру, а «--» ее отсутствие.

При разработке рабочей формы баланса вначале составляются балансы внутренних оборотов отдельных видов энергии. В табл. 10.2 показан упрощенный пример баланса оборота теплоты промыш­ленной котельной.

Таблица 10.2. Баланс оборота теплоты промышленной котельной

(цифры условные), %

Таблица 10.3. Синтезированная форма баланса топлива

/— подведенная энергия, теплота топ­лива, сырья, окислителя; 2 — физиче­ская теплота нагретого сырья, материа­лов, компонентов горения; 3 — полезно использованная энергия; 4 — выход по­бочных энергетических ресурсов, в.том числе готовых к использованию — 5 и требующих утилизационных установок — 6: 7 — энергетические ресурсы, направ­ленные к использованию в агрегате; 8 — потери от наружного охлаждения; 9, 11 — неизбежные потери; 10, 13 — эконо­мически оправданные потери; 12 — по­тери в утилизационной установке; 14 — потери энергетической продукции утили­зационной установки; 15 — энергия по­бочных энергоресурсов, подведенная к их потребителю

Синтезированная форма балансов (названная так И. В. Гоф­маном, Г. Л. Госпитальник [10]) предусматривает разделение сум­марного расхода топлива, энер­гии на полезную составляющую и потери с. дальнейшей детализаци­ей полезной составляющей по направлениям использования, а потерь — по месту. Синтезирован­ные балансы позволяют оценить степень термодинамического со­вершенства технологических про­цессов, выявить резервы экономии топлива и энергии. В качестве примера в табл. 10.3 приведена синтезированная форма баланса топлива на промышленном пред­приятии.

Энергетические балансы пред­ставляются не только таблицами, но и диаграммами.

На рис. 10.1 показана прин­ципиальная диаграмма энергети­ческого баланса технологическо­го агрегата.

Расходная и приходная части энергобаланса тесно связаны меж­ду собой не только тем, что дол­жно быть обеспечено их равен­ство, но и тем, что выбор опти- мальных видов энергоносителей зависит от схемы энергоснабжения, ее показателей, а выбор рациональной схемы энергоснабжения за­висит от характеристик энергоносителей. Поэтому составление рас­ходной и приходной частей энергобаланса необходимо проводить параллельно.

Расчетные формулы для отражения энергобалансов и их состав­ляющих могут быть приведены к виду

z = ax(m — n).                                                         (10.1)

Значения отдельных составляющих определяются в зависимости от содержания технологического процесса.

Так, для процессов нагрева металла

              Q = GC (t₂—t₁),                                                    (10.2)

где Q — часовой расход теплоты, кДж/ч; G — количество нагревае­мого металла, кг/ч; С — теплоемкость металла, кДж/кг•°С; t₂, t₁ — конечная и начальная температура обрабатываемого металла, °С.

Для процессов испарения

Q=Wq_и,                                                              (10.3)

где W — количество испаренной влаги, кг/ч; q_и — удельный расход теплоты на килограмм испаренной влаги.

Для процессов теплопередачи

Q= F β_t (t₂— t₁),                                                          (10.4)

где F — величина поверхности, м²; β_t — коэффициент теплопередачи, кДж/м² • ч • °С.

Энергетические характеристики технологических агрегатов. Энер­гетические характеристики технологических агрегатов представляют собой зависимости расхода топлива, энергии от производимой ими технологической продукции (нагретых материалов, расплава, мате­риалов сушки и др.), а в случае энерготехнологических агрега­тов —• и энергетической продукции (электроэнергии, пара, горячей воды и др.).

Характеристики могут иметь вогнутую, выпуклую или прямо­линейную форму