2. Особенности структурных схем систем энергообеспечения предприятий при использовании сторонних сил или собственных источников энергии.

Система теплоэнергоснабжения промыш­ленного предприятия (СТЭС ПП) (рис. 7.1) —единый, взаимосвязанный техни­чески и экономически комплекс, включающий: сооружения и установки, обеспечивающие прием, трансформацию и аккумуляцию энер­горесурсов и энергоносителей от всесоюзных или районных энергосистем (ЦТП, ГРП, ТХ и т. п.); энергетические станции и установки пред­приятия для централизованной выработки остальных необходимых потребителям пред­п-я энергоресурсов и энергоносителей, их трансформации и аккумуляции (ТЭЦ, котель­ные, насосные, компрессорные, воздухоразделительные станции и т. д.); утилизационные установки и станции, производящие энергоносители за счет использования ВЭР технологического комплекса предприя­тия [утилизационные ТЭЦ, котлы-утилизато­ры (КУ); установки по очистке и повторному использованию сточных вод, по улавливанию и очистке горючих отходов технологических процессов и т. д.]; трубопроводные и иные подсистемы, обес­печивающие транспортировку к потребителям предприятия и распределение м/д ними энергоносителей и энергоресурсов, произве­денных его энергетическими станциями и ути­лизационными установками, а также получен­ных из всесоюзных или районных энергоси­стем. Системы электроснабжения — крупнейшие системы единого комплекса энергообеспе­чения предприятий — в состав СТЭС ПП не включены, хотя наличие связей с ними учитывается при анализе и оптимиза­ции СТЭС ПП.

Основной целью функционирования СТЭС ПП явл-ся обеспечение потребностей технологического комплекса энергией строго определенного качества и с заданным уровнем надежности с помощью набора различных энергоносителей. Система теплоэнергоснабже­ния пром-го предпр-я слагается из набора отдельных систем энергоснабжения, каждая из кот-х производит конкретный вид энергоносителя и является подсистемой СТЭС ПП. На большинстве предприятий в состав СТЭС ПП как ее подсистемы обязательно входят системы паро- и теплоснабжения; снабжения твердым и жидким топливом; газо­снабжения; водоснабжения. Во многих отраслях к ним добавляются системы воздухоснабжения; обеспечения про­дуктами разделения воздуха; кондициониро­вания воздуха. Энергетические станции и установки СТЭС ПП, производя несколько видов энерго­носителей или производя одни, а потребляя др. энергоносители, связывают подсистемы друг с другом и оказывают влияние на режи­мы и показатели работы каждой из них. Связи м/д подсистемами возникают и ч/з те технологические аппараты и установки, кот-е потребляют энергоносители из одних под­систем, а произведенные за счет ВЭР в утили­зационных установках иные энергоносители направляют к их потребителям ч/з др. подсистемы.

7. Воздухоразделительные установки, их основные элементы.

Воздух и другие газовые смеси разделяют на составные части разными методами. Промышленное значение для разделения воздуха на кислород, азот, аргон, криптон, ксенон, неон имеет метод низкотемпературной ректификации, основанный на различии составов находящихся в равновесии жидких и паровых смесей. Если процесс смешения газов протекает без воздействия на него внешних сил, то обратный процесс (разделения газовой смеси на отдельные компоненты) сам совершаться не может и требует затраты энергии. При смешении газов происходит увеличение энтропии (необратимый процесс).

Ректификация воздуха - это многократно повторяющийся процесс конденсации менее летучего компонента (кислорода) и испарение более летучего компонента (азота) в слоях жидкой смеси азота и кислорода, находящейся на тарелках ректификационной колонны.

Испарение и конденсация - процессы обратимые. При испарении 1 кг жидкости затрачивается теплота испарения. При конденсации 1 кг полученного пара, в условиях отсутствия потерь теплоты в окружающую среду, выделяется такая же по величине скрытая теплота конденсации. Проходя ч/з слой жидкой смеси азота и кислорода, последний конденсируется, т. к. является менее летучим компонентом, чем азот. При этом из жидкости испаряется кол-во азота, приблизительно равное кол-ву сконденсировавшегося кисло­рода. На явлении конденсации кислорода в азото-кислородной жидкости с одновременным испарением из нее азота и основан процесс ректификации. Сущность процесса состоит в том, что образующуюся при испарении жидкого воз­духа парообразную смесь азота и кислорода про­пускают через жидкость с меньшим содержанием кислорода. Поскольку жидкость содержит меньше кислорода и больше азота, она имеет более низкую темп-ру, чем прохо­дящий через нее пар. Это вызывает конденсацию кислорода из пара и обогащение им жидкости и одновременно испарение из жидкости азота, т. е. обогащение им паров над жидкостью.

Рассматриваемый процесс происходит при непосредственном соприкосновении пара с жидкостью и повторяется много раз до тех пор, пока не получатся пар, состоящий почти из одного азота, и жидкость, представляющая собой почти чистый жидкий кислород. Такой процесс называется массообменом.

Колонна однократной ректификации приведена на рис. 49.

Сжатый и предварительно охлажденный воздух проходит ч/з змеевик, погруженный в сосуд (куб) с кипящим жидким кислородом. В змеевике охлажденный воздух частично конденсируется, испаряя некоторое количество кислорода из куба. На выходе из змеевика воздух дросселируется, его давление снижается до 0,012-0,013 МПа. Затем воздух поступает на верхнюю тарелку ректификационной колонны, часть его испаряется, а большая часть стекает по тарелкам в нижнюю часть колонны. Проходя ряд тарелок, воздух обогащается О₂, контактируя на тарелках с поднимающимися парами. В результате в нижней части колонны (куба) собирается жидкий О₂. Часть паров О₂ отводится потре­бителю. Образующиеся в кубе пары кубовой жидкости поднимаются вверх и обогащаются азотом. В верхней части колонны пар содержит около 90 % азота и 10 % кислорода. Эта смесь выбрасывается в атмосферу, предварительно отдав свой холод сжатому воздуху, поступающему в колонну.

Схема колонны однократной ректификации для получения азота приведена на рис. 50. Сжатый и охлажденный воздух подается через дроссельный вентиль в куб колонны, откуда для охлаждения и конденсации газообразного азота, находящегося в трубках конденсатора через второй дроссельный вентиль поступает в межтрубное пространство конденсатора. Чистый газообразный азот отбирается из-под крышки конденсатора, а жидкий азот сливается в карманы и выдается в виде продукта. Обогащенный О₂ холодный воздух из межтрубного пространства конденсатора отводится для охлаждения сжатого воздуха.

При получении технического кислорода колонна однократной ректификации работает неэкономично, так как вместе с азотом в атмосферу выбрасывается около 30 % О₂, содержащегося в перерабатываемом воздухе. Это происходит потому, что верхняя тарелка колонны орошается жидким воздухом, пар над которым теоретически содержит 7 % кислорода. Для уменьшения потерь О₂ О₂ необходимо орошать верхнюю тарелку жидким азотом, что и делают в колонне двукратной ректификации. Тарелки ректификационных колонн предназначены для обеспечения контакта между поднимающимися вверх по колонне парами со стекающей вниз жидкостью и, следовательно, процесса ректификации. В колоннах воздухоразделительных установок применяют ситчатые кольцевые тарелки. Пар в них поступает через мелкие отверстия, расположенные по всей поверхности, а жидкость попадает на тарелку и затем стекает с нее через специальные переливные устройства.

Назначенuе u nринциn работы конденсаторов. Конденсаторы - это теплообменные аппараты, в которых конденсация одного продукта осуществляется за счет испарения другого. В зависимости от назначения конденсаторы воздухоразделительных установок называют основными, выносными, колонн сырого аргона, технического кислорода, чистого аргона, криптоновых и азотных колонн. Работа конденсатора характеризуется температурным напором в верхнем сечении трубок, удельной тепловой нагрузкой, условным уровнем кипящей жидкости. От эффективности работы кондeнсатopa в значительной степени зависит экономичность установки. В установках низкого давления увеличение на один градус разности температур между конденсирующимся азотом и кипящим кислородом ведет к увеличению расхода электроэнергии на сжатие воздуха на 4 ... 5%. В зависимости от площади поверхности теплообмена и назначения применяют конденсаторы с внутритрубным кипением кислорода и с кипением его в межтрубном пространстве. Конденсаторы первого типа широко используют в воздухоразделительных установках большой производительности, второго типа - в установках средней и малой производительности.

5.Расчет и выбор вспомогательного оборудования системы газоснабжения. Система газоснабжения – комплекс сооружений, трубопроводов, регулирующих, продувочных и др. устройств. От качества и надежности систем газоснабжения зависит работоспособность потребителей природного газа - котельных, печей, технологических газоиспользующих установок. Оборудование систем газоснабжения:

1.Газорегуляторные установки, шкафные, блочные.

2.Оборудование для газорегуляторных пунктов ГРП и ГРУ : -Регуляторы давления (РДНК, РДБК, РДУК); - Клапаны запорные, предохранительные (ПСК, КПЗ, ПКВ, КПЭГ); - Фильтры газовые (ФУ, ФГКР, ФГ, ФГМ).

3.Оборудование для коммерческого и технологического учета газа: - счетчики; - корректоры.

1. Газорегуляторные установки, шкафные, блочные (ГРШП, ГРП) предназначены для: -редуцирования высокого или среднего давления на требуемое, - автоматического отключения подачи газа при аварийном повышении или понижении выходного давления от допустимых заданных значений, -автоматического поддержания заданного выходного давления независимо от изменения расхода и входного давления, - очистки от механических примесей газа, поставляемого по ГОСТ 5542-87.

В состав пункта входят: а) узел фильтра; б)линия редуцирования давления газа; в)обводная линия, байпас.

Принципиальная схема газорегуляторного пункта:

1 — шкаф;

2 — основная линия;

3 — байпасная линия;

4—8 — краны (клапаны, задвижки);

9 — фильтр газовый ФГ-32М;

10 — регулятор давления универсальный РДУ-32;

11 — предохранительный сбросной клапан ПСК-32;

12 — дифманометр;

13, 14 — манометры;

15 — напоромер или U-образный манометр;

16—18 —краны трехходовые

2. Оборудование для газорегуляторных пунктов ГРП и ГРУ.

Регуляторы давления (РДБК, РДГ). Управление гидравлическим

		режимом работы системы газораспределения осуществляют с помощью регуляторов давления, которые автоматически поддерживают постоянное давление в точке отбора импульса независимо от интенсивности потребления газа. При регулировании давления происходит снижение начального - более высокого - давления на конечное - более низкое. Это достигается автоматическим изменением степени открытия дросселирующего органа регулятора, вследствие чего автоматически изменяется гидравлическое сопротивление проходящему потоку газа. Клапаны запорные, сбросные. ПЗК - это открытая в эксплуатационном состоянии арматура. Расход газа через нее прекращается, если в контролируемой точке газопровода давление достигает нижнего или верхнего предела настройки ПЗК.  ПЗК предназначены для автоматического прекращения подачи газа к потребителям в случае повышения или понижения давления сверх заданных пределов; их устанавливают после регуляторов давления. ПЗК срабатывают при "чрезвычайных ситуациях", поэтому самопроизвольное их включение недопустимо. До ручного включения ПЗК необходимо обнаружить и устранить неисправности, а также убедиться, что перед всеми газоиспользующими приборами и агрегатами запорные устройства закрыты. Если в условиях конкретного производства перерыв в подаче газа недопустим, то вместо ПЗК д. б. предусмотрена сигнализация оповещения обслуживающего персонала. Фильтры газовые (ФУ, ФГКР, ФГ, ФГМ). Газовые фильтры предназначены для защиты газового и газоиспользующего оборудования, (счетчиков газа, клапанов, горелок и т. д.), систем воздухоснабжения и кондиционирования от содержащихся в проходящем ч/з них воздухе, природном газе или др. неагрессивном газе смолистых веществ, пыли, песка, металлической окалины, ржавчины, и др. тв. частиц. Применение фильтров значительно повышает надежность работы вышеперечисленного оборудования и его срок службы. Качественная очистка газа позволяет повысить срок службы запорно-регулирующей арматуры за счет уменьшения износа уплотняющих поверхностей, а также повышает точность показаний измерительных приборов в трубопроводе. При разработке и изготовлении фильтров применяется фильтрующий материал, химически инертный к газу, обеспечивающий требуемую степень очистки и не разрушающийся под воздействием рабочей среды, сохраняющий свои технические характеристики при температуре окружающей среды не ниже -40 °С 3. Оборудование для коммерческого и технологического учета газа. Корректоры предназначены для приведения фактического объема газа, прошедшего ч/з счетчик, к объему при стандартных условиях посредством вычислений с исп-м измеренных корректором значений давления, температуры, а также соответствующего значения фактора сжимаемости газа. Назначение и область применения. Корректоры, совместно со счетчиками газа, используются в качестве комплексов учета расхода газа в промышленных установках, магистральных трубопроводах, в системах энергоснабжения, электростанциях, заводах, коммунальных службах и замерных узлах для коммерческого и технологического учета.