Пример 1. Вариант 1. Электрическая энергия – двигатель – компрессор – сжатый воздух – и далее по назначению.

Вариант 1. Электрическая энергия – двигатель – компрессор – сжатый воздух – и далее по назначению.

Вариант 2. Энергия сжигаемого газа – газовая турбина – компрессор – сжатый воздух – и далее по назначению.

Вариант 1 применяется при мощностях порядка нескольких МВт, а вариант 2 – при мощностях порядка десятков МВт и особенно выгодно – при наличии на предприятии сбросных горячих газов, температура которых около 700 °С.

Пример 2

Вариант 1. Электрическая энергия – двигатель – компрессор – сжатый воздух – установка для очистки сточных вод (аэротенк) – барботаж через фильтросные пластины (рис. 32).

Пузырьки воздуха проходят через фильтросные пластины; на поверхности пузырьков адсорбируются загрязнения и в виде пены выходят на поверхность сточной воды. Затем пена сдувается вентилятором в специальные лотки. КПД установки – 15–20 %.

Рис. 32. Барботажная установка;

1 – флотированная пена с загрязнениями; 2 – сточная вода; 3 – бак; 4 – пузырьки воздуха; 5 – фильтросные пластины (пористая керамика, через которую продавливается сжатый воздух); 6 – камера сжатого воздуха

Вариант 2. Электрическая энергия – двигатель – аэратор – пузырьки воздуха (рис. 33).

Рис. 33. Аэрационная установка:

1 – аэратор; 2 – бак; 3 – сточная вода; 4 – пузырьки воздуха; 5 – флотированная пена с загрязнениями

Набор аэраторов насаживается на общий вал, соединяемый через муфту с валом электродвигателя. Часть аэратора (примерно 55 %) находится в воздухе, а другая часть ( 45 %) – в воде. Аэратор представляет собой систему из тонких проволочных стальных колец, расположенных концентрически. Эти кольца соединяются радиальными эвольвентного вида элементами, закрепленными в ступице. При вращении аэратора поверхность проволок захватывает воздух и в виде мелких пузырьков нагнетает его в сточную воду. Остальной процесс – как в варианте 1. КПД – 60–70 %, т. е. в 4 раза выше, чем в 1 варианте.

Пример 3

Вариант 1. Электрическая энергия – двигатель – компрессор – сжатый воздух – пескоструйный (или дробеструйный) аппарат для очистки стального литья – КПД –15–20 %.

Вариант 2. Электрическая энергия – двигатель – турбинка с выбросом песка или дроби для очистки стального литья. КПД –60-70 %.

Структурная схема энергоснабжения предприятия электромашиностроительной промышленности (НЭВЗ) приведена на рис. 34, 35.

Рис. 34. Структурная схема энергоснабжения завода

Рис. 35. Структурная схема электроснабжения

Из всех видов энергии особая роль принадлежит электрической энергии. Она применяется в наиболее сложных и прогрессивных технологических процессах. Многие процессы могут быть осуществлены только электрической энергией – например, выплавка особо качественных сталей, получение сверхчистого алюминия (фольга), поверхностная закалка рельсов. Без электрической энергии невозможно функционирование вычислительных центров, узлов связи, систем управления.

В табл. 1 приведен перечень электродвигателей, применяемых в котельной НЭВЗа.

Таблица 1

Суммарная установленная мощность 4033 кВт. Очевидно, что при отключении электроэнергии котельная работать не сможет. Автономные резервные источники питания (например, дизель-генераторные установки) на такую мощность обеспечить практически невозможно.

Вопросы и задания

5.1 Дайте оценку состояния магистральных теплопроводов в г. Новочеркасске.

5.2 В каких случаях малые котлы применять выгоднее, чем большие районные котельные?

5.3 В чем заключается особое значение электрической энергии в системе энергоснабжения? Почему система теплоснабжения не может функционировать без системы электроснабжения?

5.4 Чем объяснить низкий КПД устройств с применением сжатого воздуха?

5.5 Составить структурную схему энергоснабжения завода с указанием основных блоков.

Глава 6
Состояние и перспективы развития
топливно-энергетического комплекса (ТЭК)
в мире и в России