Тепловые балансы промышленных предприятий

Тепловой баланс является технической основой для комплексного изучения теплового хозяйства предприятия, планирования его развития и разработки мероприятий по повышению уровня теплоиспользования. Наиболее важное значение для анализа теплоиспользования, выявления потерь и определения резервов экономии тепловой энергии имеет составление балансов аналитического вида. Периодическое составление и анализ тепловых балансов аналитического вида является основой планомерной и наиболее эффективной рационализации теплового хозяйства предприятия.

Основой теплового баланса предприятия являются балансы отдельных установок и процессов, а за исходные данные берется следующее:

- материальный баланс;

- физические свойства перерабатываемых материалов и тепловой эффект от экзотермических и эндотермических реакций;

- условия работы установок, характеризуемые их производительностью и использованием во времени;

- параметры технологического процесса;

- параметры теплоносителей и т. д.

Для составления материального баланса установок и процессов используются технические отчеты цехов, технологические режимные карты, калькуляции и данные анализов состава продукции. Физические свойства исходных веществ (теплоемкость, теплота плавления, теплота испарения и др.), а также тепловые эффекты от экзотермических и эндотермических реакций определяются по справочникам. Число часов работы установок, число пусков, данные о производительности установок, о параметрах технологического процесса и применяемых теплоносителях определяются на основе анализа материалов первичного и вторичного учета и отчетности, эксплуатационных журналов и диаграмм самопишущих приборов. Тепловые балансы установок составляются для характерных режимов работы. Расход тепловой энергии при составлении теплового баланса определяется расчетным путем.

В основе уравнения теплового баланса установки лежит закон сохранения и превращения энергии:

, (3.1)

где - количество тепловой энергии, подведенной к установке, за вычетом расхода на пуски;

- полезный расход;

- потери с уходящим из установки основным теплоносителем (конденсат, отработанный пар и др.);

- потери с промежуточным теплоносителем, имеющие место главным образом в сушильных установках с отработавшим воздухом;

- потери от неполноты использования теплоносителя (потери с пролетным паром, если последний не используется, и др.);

- потери с утечками теплоносителя в пределах балансовой зоны установки;

- потери в окружающую среду.

Количество тепловой энергии, подведенной к установке, определяется как сумма тепловой энергии, подведенной основным теплоносителем и полученной от внутренних источников, т. е. от различных химических и физических превращений (экзотермические реакции, растворение веществ и превращение механической энергии в тепловую).

Тепловой баланс предприятия указывает направления использования тепловой энергии по процессам и установкам, а также степень полезного ее использования по стадиям распределения и потребления.

Отпуск тепловой энергии для всех групп потребителей:

, (3.2)

где и - расход подведенного и отведенного теплоносителя, кг/ч;

- удельная энтальпия подведенного (пар, горячая вода) и отведенного (возращенный в сеть конденсат, обратная сетевая вода, мятый пар) теплоносителя, кДж/кг;

- удельная энтальпия сырой воды, кДж/кг.

Тепловые потери в общезаводских сетях рассчитываются по формулам теплопередачи. В общем случае эти потери складываются из потерь через изолированные и неизолированные части. Тепловые потери с утечками, как правило, незначительны. Методика определения потерь при распределении в цехах аналогична методике определения потерь в общезаводских сетях.

Неучтенные потери определяются как сумма соответствующих статей тепловых балансов отдельных участков. Баланс четко указывает на основные источники потерь и дает количественную оценку их по каждой группе установок, определяет уровень полезного теплоиспользования и количество используемых и неиспользуемых вторичных энергоресурсов. Анализ баланса позволяет наметить пути повышения уровня теплоиспользования на предприятии.