Специфика теплоэнергетического производства

Энергетическая служба промышленных предприятий относится к вспомогательному хозяйству, но значение ее трудно переоценить. Она призвана обеспечивать бесперебойное снабжение топливом, энергией и водой, другими видами энергетической продукции, всех подразделений предприятия, надежную, экономичную эксплуатацию и качественных ремонт энергоустановок (промышленных электростанций и подстанций, котельных, компрессионных станций и др.), коммуникаций (паропроводов, газопроводов, трубопроводов сжатого воздуха и др.) и сантехнику, очистку сточных вод.

По сравнению с остальными отраслями промышленности промышленную теплоэнергетику отличают большие особенности. Спецификой энергопроизводства являются:

1. непрерывность и соразмерность во времени процесса производства и потребления энергии;

2. невозможность выработки продукции «на склад»;

3. определяющее влияние величины и режима потребления на выработку энергии и на технико-экономические показатели работы энергогенерирующих установок, энергопредприятия;

4. совпадение во времени производства, передачи, распределения и потребления энергии;

5. неравномерность потребления и производства электрической и тепловой энергии в течение часа, суток, недели, месяца, года;

6. необходимость обеспечения надежного и бесперебойного энергоснабжения потребителей, особенно в связи с применением электроэнергии во всех сферах деятельности общества;

7. тесная технологическая, организационная и экономическая взаимосвязь между отдельными энергетическими подразделениями;

8. работа всех электрических станций и сетевых предприятий по единому диспетчерскому графику, обеспечивающему наибольшую надежность и эффективность энергетического производства и энергоснабжения потребителей;

9. территориальное несовпадение между основными центрами производства и районами потребления энергии, а также источниками энергетических ресурсов, что обуславливает создание единой электроэнергетической системы страны;

10. высокая степень концентрации и централизации производства энергии с использованием сложных и дорогих видов энергооборудования и сооружений;

11. взаимосвязь электрической и тепловой энергии с другими видами энергоносителей.

Специфика энергетического производства, энергетических процессов, энергетической продукции выдвигают, определяют ряд требований к организации, эксплуатации энергетических предприятий. К примеру, неразрывность производства и потребления энергии во времени, наличие в энергетическом процессе одновременно осуществляемых фаз производства и потребления электрической энергии требует точного совпадения в любой момент времени величины производимой электростанциями и потребляющими установками электрической мощности диктует необходимость организации их работы по одному и тому же суточному графику нагрузки. А это в свою очередь требует, чтобы управление всеми электростанциями энергосистемы и регулирование их нагрузки было полностью централизовано в аппарате районной энергосистемы. Или другой пример, влияние климатических условий, времен года на объем потребности в энергетической продукции делает целесообразным применение такой формы организации производства как комбинирование. Т. е., ТЭС (тепловые электростанции) в теплое время года имеют возможность, снижая производство тепла, при этом вырабатывать больше электроэнергии, а при высокой централизации энергетического производства за счет возможности осуществления перетоков электроэнергии из системы в другую систему снижать простои оборудования, держать меньше резервные мощности, таким образом, повышать эффективность использования оборудования.

Энергетическое хозяйство необходимо рассматривать как энергетическую цепь от энергоресурсов до потребителей энергии включительно.

Любые решения в одном звене этой цепи влекут за собой изменения в других звеньях этой цепи.

Например, рассматриваются варианты применения газовой или электропечи для выполнения одной и той же технической задачи. Увеличение потребности в электричестве при использовании электропечи приведет к увеличению генерирующих мощностей, усиления существующих сетей, увеличения добычи и транспортировки топлива. При использовании газовой печи требуется увеличение затрат на добычу и транспорт топлива и учета топливного баланса района.

Таким образом, прослеживается тесная взаимосвязь энергетики и промышленного производства.

Исследование взаимосвязей между энергетикой и технологией производственных процессов позволяет выявить возможности совершенствования производственных процессов промышленности с целью повышения их эффективности.

Промышленная теплоэнергетика, рассматривающая все вопросы энергетики промышленности, за исключением электрификации, занимает ведущее место в промышленности по потреблению энергетических ресурсов (около 65% общего расхода энергоресурсов).

Тепло, расходуемое на производственные и коммунально - бытовые нужды в виде пара и горячей воды, а также получаемое путём непосредственного сжигания топлива в печах, занимает в суммарном энергопотреблении страны наиболее высокий удельный вес, что свидетельствует о наличии в отрасли промтеплоэнергетики больших резервов экономии энергоресурсов и повышения эффективности производства.

Отсюда вытекает важность овладения будущими специалистами знаниями основ организации производства, организации производственных процессов, современных достижений в этой области как важного фактора экономии энергоресурсов и повышения эффективности производства во всех отраслях хозяйства страны.

2. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Производственные процессы во всех отраслях народного хозяйства нуждаются в энергии и топливе. Они протекают с их использованием и при их помощи. Количество потребляемой в производственных процессах энергии и качество энергоносителей являются важным фактором роста производительности труда, совершенствования орудий и предметов труда.

Организация производственных процессов состоит в объединении людей, орудий и предметов труда в единый процесс производства материальных благ.

Энергоснабжение потребителей должно быть максимально надёжным, бесперебойным. Это вызвано тем, что не только перебои в снабжении, но даже снижение подаваемой электрической мощности влекут за собой значительный экономический ущерб, я зачастую вызывают аварии технологического оборудования, создают угрозу жизни и здоровью людей, наносят ущерб интересам государственной безопасности и обороны страны.

Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления продукции (ГОСТ 14.004-83).

Основной частью производственного процесса является технологический процесс.

Технологический процесс (ГОСТ 3.1109-82) является частью производственного процесса, содержащей целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета.

Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Наряду с технологическими в производственный процесс входят и не технологические процессы, а именно: транспортные, складские, комплектовочные, погрузочно-разгрузочные.

По назначению и роли в производстве процессы могут подразделяться на основные, вспомогательные и обслуживающие.

Основные процессы – это технологические процессы (переработки) воздействия на сырьё, материалы, топливо для получения энергетической продукции.

Вспомогательные процессы – это процессы ремонта оборудования, зданий, сооружений и т. П.

Обслуживающие процессы – это процессы материально-технического снабжения (транспортно-складские операции всех видов, подбор, комплектование).

Контроль качества продукции в условиях высокой механизации и автоматизации производственных процессов органически объединяется с технологическими.

В современных условиях в автоматизированном производстве наблюдается тенденция к интеграции основных и обслуживающих процессов.

Производственные процессы можно подразделить на трудовые и естественные; на ручные, механизированные, автоматизированные и автоматические.

В организационном плане (или по характеру объекта производства) производственные процессы могут быть: простые, сложные.

Состав и взаимные связи основных, вспомогательных и обслуживающих процессов образуют структуру производственного процесса.

Специфика теплоэнергетических процессов накладывает особенности и на классификацию этих процессов.

Все энергетические процессы на промышленных предприятиях могут подразделяться на: силовые, тепловые, электрохимические, электрофизические; освещение.

К тепловым процессам относят: высокотемпературные (выше 773° К (500° С)); среднетемпературные – это процессы сушки, варки (от 773° К до 423° К, 150° С-500° С), выпаривания, нагрева, мойки; низкотемпературные (от 423° К до 120° К (от +150° С до -150° С)) – это отопление, горячее водоснабжение, кондиционирование воздуха, холодильные процессы и др.

Процессы, протекающие, проходящие при температуре ниже 120° К (ниже -150° С) – это разделение воздуха на составляющие, обеспечение сверхпроводимости, сжижение и замораживание, др. Это разделение тепловых процессов является условным.

Электрохимические и электрофизические – это такие процессы, которые осуществляются при использовании электрической энергии при воздействии на предмет труда, для изменения его свойств и конфигурации.

Большинство энергетических процессов на промышленных предприятиях может быть осуществлено за счёт различных энергоносителей.

Возможные в различных процессах энергоносители следующие (таблица 1).

Структура энергопотребления по стране в целом: электроэнергия – 23 %, тепло – 15,5 %, непосредственно энергоресурсов – 61,5 %

Таблица 1.

Энергоносители, возможные к применению в различных
энергетических процессах

Энергетические процессы	Энергоносители	Структура энергопотребления в %-тах к итогу
эл.-энергия	пар	горячая вода	Топливо	Уд. Вес процесса в суммарном расходе энергоресурсов	в том числе за счёт
газообраз-ное	жидкое	твёрдое	эл.-энергии	тепла	непоср. использова-ния топлива
Силовые	+	+	-	+	+	-	24,0	20,0	-	4,0
Тепловые							70,5	3,5	27,0	40,0
в т. ч. высокотемпературные	+	-	-	+	+	+	43,5	3,5	-	40,0
средне- и низкотемпературные	+	+	+	+	+	+	27,0	-	27,0	-
Эл.-химические	+	-	-	-	-	-	1,5	1,5	-	-
Освещение	5,5	-	-	-	-	-	5,5	5,5	-	-
Итого по промышленности (СССР)								29,0	27,0	44,0