- •Технологические энергоносители предприятий
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •Перечень видов практических занятий и контроля
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа
- •Раздел 1. Система воздухоснабжения (44 часа)
- •Раздел 2. Система технического водоснабжения (44 часа)
- •Раздел 3. Системы газоснабжения (36 часов)
- •Раздел 4. Системы холодоснабжения (36 часов)
- •Раздел 5. Системы обеспечения продуктами разделения воздуха (32 часа)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно - логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.2. Лабораторные работы
- •2.6. Рейтинговая система оценки знаний при использовании дот
- •Ранжирование результатов
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект *)
- •Введение
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 1. Система воздухоснабжения
- •1.1. Схемы воздухоснабжения
- •1.1.1. Основные потребители сжатого воздуха на промпредприятии
- •1.1.2. Требования к качеству воздуха
- •Вопросы для самопроверки
- •1.2. Компрессорные станции
- •1.2.1. Состав компрессорной станции
- •1.2.2. Оборудование компрессорной станции
- •1.2.3. Расчет и проектирование компрессорной станции
- •1.2.4. Вспомогательное оборудование компрессорных станци
- •1.2.5. Воздухопроводы
- •1.2.6. Компоновка компрессорной станции
- •Вопросы для самопроверки
- •1.3. Компрессорные машины
- •1.3.1. Классификация компрессорных машин
- •1.3.2. Выбор типа компрессоров
- •1.3.3. Способы регулирования производительности поршневых компрессоров
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Система технического водоснабжения
- •2.1. Системы водоснабжения
- •2.1.1. Схемы технического водоснабжения
- •2.1.2. Расходы воды
- •Вопросы для самопроверки
- •2.2. Прямоточная система водоснабжения
- •Вопросы для самопроверки
- •2.3. Оборотная система водоснабжения
- •2.3.1. Водохранилища – охладители
- •2.3.2. Градирни
- •2.3.3. Брызгальные бассейны
- •Вопросы для самопроверки
- •2.4. Очистка сточных вод
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 3. Система газоснабжения
- •3.1. Системы топливоснабжения предприятий
- •3.1.1. Топливный баланс промпредприятия
- •3.1.2. Топливоснабжение при твердом топливе
- •3.1.3. Топливоснабжение при жидком топливе
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2. Состав и схемы газоснабжения
- •3.2.1. Основные характеристики горючих газов
- •3.2.2. Система газоснабжения. Газовый баланс
- •3.2.3. Схема газоснабжения
- •3.2.4. Газопроводы
- •Рекомендуемые скорости газов в газопроводах низкого давления
- •Вопросы для самопроверки
- •3.3. Устройства и сооружения систем газоснабжения
- •3.3.1. Газораспределительные станции
- •3.3.2. Газорегуляторные пункты и установки природного газа
- •3.3.3. Газосмесительные станции
- •3.3.4. Газоповысительные станции
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 4. Системы холодоснабжения
- •4.1. Производство искусственного холода
- •4.1.1. Области применения низких температур
- •4.1.2. Потребители искусственного холода
- •4.1.3. Способы производства искусственного холода
- •Вопросы для самопроверки
- •4.2. Системы охлаждения
- •4.2.1. Системы непосредственного охлаждения
- •4.2.2. Системы косвенного охлаждения
- •4.2.3. Способы отвода теплоты от потребителей холода
- •Вопросы для самопроверки
- •4.3. Холодильные машины
- •4.3.1. Определение расчетной потребности в холоде
- •4.3.2. Выбор холодильного оборудования
- •4.3.3. Компоновка холодильного оборудования
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 5. Системы обеспечения предприятий продуктами разделения воздуха
- •5.1. Продукты разделеня воздуха
- •5.1.1. Использование в промышленности продуктов разделении воздуха
- •5.2.2. Методы промышленного получения продуктов разделения воздуха
- •Вопросы для самопроверки
- •5.2. Ожижители газов
- •5.2.1. Структура ожижителей газов
- •5.2.2. Ожижитель Линде
- •5.2.3. Ожижитель Капицы
- •Вопросы для самопроверки
- •5.3. Воздухоразделительные установки
- •5.3.1. Низкотемпературная ректификация воздуха
- •5.3.2. Расчет станций разделения воздуха
- •5.3.3. Оборудование воздухоразделительных установок
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь основных терминов и положений)
- •3.4. Методические указания к выполнению практических занятий
- •3.5. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Охрана труда и техника безопасности при проведении лабораторных работ
- •Библиографический список для лабораторных работ
- •Лабораторная работа №1 получение напорной характеристики центробежного вентилятора
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Основные теориетические понятия
- •1.3. Описание лабораторной установки
- •1.4. Порядок выполнения работы
- •1.5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа №2 испытание поршневого процессора
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Основные теоретические положения
- •2.3. Описание лабораторной утсановки
- •2.4. Порядок выполения работы
- •2.5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа №3 определение жесткости воды
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Основные теоретические положения
- •3.3. Описание лабораторной установки
- •3.4. Порядок выполнения лабораторной работы
- •3.5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 4 умягчение воды методом катионного обмена
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Основные теоретические положения
- •4.3. Описание лабораторной установки
- •4.4. Порядок выполнения работы
- •4.5. Содержание отчета
- •Методика определения хлоридов, сульфатов и кислотности воды
- •1. Определение содержания хлоридов ртутным методом
- •2. Определение сульфатов
- •3. Определение кислотности воды
- •Лабораторная работа №5 изучение и поверка пружинных технических манометров
- •5.1. Цель работы
- •5.2. Основные теоретические полпжения
- •5.3. Описание лабораторной установки
- •5.4. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №6 измерение расхода воздуха различными методами
- •Порядок определения массового расхода
- •6.2.2. Измерение расхода методом постоянного перепада давления
- •6.2.3. Измерение расхода методом динамического давления
- •6.3. Описание лабораторной установки
- •6.4. Порядок выполнения работы
- •7.5. Содержание отчета
- •Расчет погрешностей
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •Задача №2
- •1.1. Параметры атмосферного воздуха
- •1.2. Характеристики вентиляторных градирен
- •1.3. Стальные бесшовные трубы
- •1.4. Характеристики центробежных насосов консольного типа
- •1.5. Среднее расходы воздуха различными потребителями
- •1.6. Средние значение коэффициента одновременности к0
- •1.7. Поршневые воздушные крейцкопфные компрессоры с прямоугольным расположением цилиндров типа вп (гост 23680-79)
- •4.2. Задание на курсовой проект и методические указания к его выполнению Введение
- •1.Тематика курсовых проектов
- •Принципы формирования тем индивидуальных заданий
- •Задание на курсовой проект
- •2.Расчетная часть
- •Требования к пояснительной записке
- •Составление функциональной схемы системы водоснабжения
- •Расчет режима работы теплонасосной установки и выбор тепловых насосов
- •Выбор схем включения испарителей и конденсаторов тепловых насосов
- •2.5. Расчет термодинамического цикла теплового насоса
- •2.6. Тепловой расчет и подбор теплообменников
- •2.7. Расчет и подбор градирен
- •2.8. Расчет диаметров трубопроводов и подбор насосов
- •2.9. Разработка принципиальной схемы системы водоснабжения
- •2.10. Компоновка оборудования теплонасосной установки
- •2.11. Расчет показателей экономичности
- •3. Графическая часть
- •Литература
- •2.1. Характеристики парокомпрессионных тепловых насосов
- •2.2. Основные параметры водоводяных секционных подогревателей
- •2.3. Параметры атмосферного воздуха
- •2.4. Характеристики вентиляторных градирен
- •2.5. Характеристика стальных бесшовных труб
- •2.6. Характеристики центробежных насосов
- •2.7. Дополнительные технические решения, разрабатываемые на принципиальной схеме системы водоснабжения
- •2.8. Примерный состав вспомогательных помещений машинного отделения теплонасосной установки
- •Оглавление курсового проекта
- •4.3. Текущий контроль
- •4.3.1. Тестовые задания тест №1
- •Тест №2
- •Тест №3
- •Тест №4
- •Тест №5
- •4.3.2. Вопросы к зачету
- •4.4. Итоговый контроль
- •4.4.1. Вопросы к экзамену
- •Содержание
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •2. Рабочие учебные материалы
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение процессу ректификации.
2. Приведите классификацию процесса разделения воздуха в ректификационных колоннах.
3. Опишите процесс однократной ректификации воздуха.
4. В чем преимущество двукратной ректификации воздуха по сравнению с однократной?
5. Составьте уравнение материального баланса для ректификационной колонны.
6. Опишите, как составляется энергетический баланс процесса разделения воздуха на газообразные азот и кислород.
7. Приведите классификацию воздухоразделительных установок по производительности.
8. Перечислите основное оборудование, входящее в состав воздухоразделительных установок.
9. Назовите основные типы теплообменников, применяемых в системах низкотемпературной ректификации воздуха.
10. Опишите способы очистки воздуха от водяных паров и диоксида углерода.
Заключение
Промышленные предприятия используют разнообразные энергоносители. К ним относятся: топливо, электроэнергия, тепло в виде пара и горячей воды, сжатый воздух, техническая вода, искусственный холод, кислород и др. В данном учебно-методическом комплексе рассмотрены следующие системы производства и распределения технологических энергоносителей промпредприятий (в соответствии с ГОС): воздухоснабжения, технического водоснабжения, газоснабжения, холодоснабжения, обеспечения продуктами разделения воздуха (кислород, азот и др.).
Современная промышленная технология связана с использованием больших количеств сжатого воздуха. Сжатый воздух на предприятии используется по двум основным направлениям: технологическому (для выплавки стали и чугуна, получения кислорода в разделительных установках и т. д.) и силовому (для привода различных машин и механизмов, в горнодобывающей и кузнечных отраслях, в системах автоматического регулирования и пр.).
Промышленность является одним из крупнейших потребителей воды и сокращение расхода воды имеет важное народнохозяйственное и природоохранное значение. Основными мероприятиями в этом направлении следует считать:
- сокращение применения воды в технологических процессах;
- широкое внедрение для охлаждения элементов конструкций и оборудования испарительного охлаждения;
- переход на сухие методы очистки газов и воздуха;
- увеличение доли оборотного водоснабжения и повторного использования воды;
- разработку безотходной технологии очистки сточных вод.
Особое внимание при выборе систем технического водоснабжения на крупных промышленных предприятиях необходимо обращать на сочетание локальных и общезаводских систем, на объединение их с целью повторного использования стоков, так как использование очищенных сточных вод в системе оборотного водоснабжения является центральным вопросом общей проблемы перевода предприятий на бессточный режим.
Для обеспечения потребителей горючими газами в рамках промышленного предприятия создается система газоснабжения, которая входит в состав СТЭС ПП, является одной из подсистем системы газоснабжения страны или региона, объединенной с ней единым гидравлическим режимом добычи, транспорта, хранения и распределения газа.
Структура системы газоснабжения выбирается в зависимости от группы, к которой оно относится:
1-я - предприятия только потребляющие горючие газы;
2-я - предприятия, которые сами вырабатывают горючие газы, но его количество не покрывает собственные нужды;
3-я - предприятия, полностью обеспечивающие свои потребности газом собственной выработки;
4-я - предприятия, у которых выработка искусственных газов превышает собственные нужды.
При избытке природного газа и дефиците коксового и доменного, на предприятиях сооружаются ГГС или установки, перерабатывающие нефтепродукты для выработки искусственных газов, которые после повышения давления на ГПС поступают к потребителям по своим газопроводам.
Природно-климатические условия большинства стран обуславливают формирование тепловых воздействий на промышленные объекты и на жилище человека, приводящие к изменению температурных условий внутри рассматриваемых объектов. В ряде случаев эти изменения настолько нежелательны, что приходиться прибегать к применению специальных мероприятий по отводу избыточной теплоты. Особенно важна проблема отвода избыточной теплоты при хранении пищевых продуктов. Холод в данном случае является совершенным и безвредным "консервантом". Проблемы с отводом избыточной теплоты по целому ряду причин, в том числе не связанных с внешними воздействиями, возникают и в технологических установках. В ряде случаев отвод теплоты (охлаждение) не обуславливается перегревом тел. Например, при производстве земляных работ в плывунах прибегают к их замораживанию для обеспечения условий производства работ. В научных исследованиях изучение проблемы сверхпроводимости немыслимо без глубокого охлаждения изучаемых материалов.
Установки для получения низких температур можно разделить на три группы: а) установки для умеренного охлаждения (до минус 180°С), б) установки для выработки глубокого холода (до минус 270°С) и в) установки для достижения сверхнизких температур (ниже 270°С).
Охлаждение тел или производство холода - самостоятельная отрасль хозяйствования, без которой в современных условиях невозможно поддерживать достигнутый уровень состояния техники, науки и средств жизнеобеспечения человека.
Подавляющее большинство установок низкотемпературного разделения газовых смесей относятся к двум областям:
1) разделение воздуха;
2) разделение углеводородных газов и выделения гелия и водорода.
Первая область относительно самостоятельна; отдельные цеха (станции) разделения воздуха обслуживают металлургические, химические, машиностроительные и другие предприятия и промышленные районы.
Вторая область тесно связана с газовой промышленностью и нефтехимией; соответствующие установки обычно входят в общую технологическую цепочку и рассматриваются в едином комплексе.