Основные направления энегосбережения в сельском хозяйстве наряду с созданием новой техники следующие:
· Совершенствование технологии сушки зерна и кормов, методов применения минеральных и органических удобрений;
· Разработка и внедрение систем использования отходов растениеводства и животноводства в энергетических целях, а также для производства удобрений и кормовых добавок;
· Использование теплоты вентиляционных выбросов животноводческих помещений для подогрева воды и обогрева помещений дл молодняка(с применением пластинчатых рекуператоров);
· Обеспечение оптимальных температурных режимов и секционирование системы отопления животноводческих помещений;
· Применение тепловых насосов в системах теплохладоснабжения и устройств для плавного регулирования работы систем вентиляции, внедрение современных контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, установка приборов учета и контроля энергоресурсов, а также строительство биогазовых установок.
В пищевой промышленности к числу наиболее энергоемких относится производство сахара. Основная экономия энергоресурсов в сахарном производстве может быть достигнута в результате совершенствования технологических схем и целенаправленного внедрения энергосберегающего оборудования, использование низкопотенциальной теплоты вторичных паров выпарных и вакуум- кристаллизационных установок и конденсатов в тепловых схемах.
Энергоемким является также производство спирта. Для снижения расхода теплоты здесь необходимо внедрение ферментативного гидролиза при подготовке крахмала, содержащего сырье к сбраживанию.
Сущность энергосберегающей политики в рассматриваемый период состоит в максимально возможном обеспечении потребности в ТЭР за счет их экономии в промышленности, сельском хозяйстве, коммунально-бытовом секторе и более эффективном использовании в электроэнергетике.
Главные причины неэффективного использования ТЭР в Беларуси обусловлены отсутствием комплексной технической, экономической, нормативно- правовой политики энергосбережения, недостатками проектирования, строительства и эксплуатации, отсутствием технической базы по производству необходимого оборудования, приборов, аппаратуры, средств автоматизации и систем управления.
Потенциал энергосбережения в электроэнергетике формируется за счет широкого развития теплофикации на базе ГТУ и ПГУ, модернизации и реконструкции действующих энергетических объектов, совершенствования технологических схем и оптимизации режимов работы оборудования, повышения эффективности процессов сжигания топлива и их автоматизации, внедрения автоматизированных систем управления.
В коммунально- бытовом секторе формируется за счет улучшения теплофизических характеристик ограждающих конструкций зданий и сооружений, модернизации и повышения уровня эксплуатации мелких котельных, использования более экономичных осветительных приборов, регулируемого электропривода, широкого внедрения приборов учета контроля, регулирования, улучшения содержания зданий и сооружений, повышения экономичности электротранспорта, КПД газовых плит, качества теплоизоляции и др.
ОСНОВНЫЕ ПОТРЕБИТЕЛИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
Основными потребителями тепловой энергии являются промышленные предприятия и жилищно- коммунальное хозяйство.Для большинства производственных потребителей требуется тепловая энергия в виде пара (насыщенного или перегретого) либо горячей воды. Например, для силовых агрегатов, которые имеют в качестве привода паровые машины или турбины(паровые молоты и прессы, ковочные машины, турбонасосы, турбокомпрессоры и т.д.),необходим пар давлением 0,8-3,5МПа и перегретый до 250-450.
Для технологических аппаратов и устройств(разного рода подогреватели, сушилки, выпарные аппараты, химические реакторы) преимущественно требуются насыщенный или слабо перегретый пар давлением 0,3-0,8МПа и вода с температурой 150.
В жилищно-коммунальном хозяйстве основными потребителями теплоты являются системы отопления и вентиляции жилых и общественных зданий, системы горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха. В жилых и общественных зданиях температура поверхности отопительных приборов в соответствии с требованиями санитарно- гигиенических норм не должна превышать 95,а температура воды в кранах горячего водоснабжения должна быть не ниже 50-60 в соответствии с требованиями комфортности и не выше 70 по нормам техники безопасности. В связи с этим в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в качестве теплоносителя применяется горячая вода.
Системы теплоснабжения.
Системой теплоснабжения называется комплекс устройств по выработке, транспорту и использованию теплоты.
Снабжение теплотой потребителей(систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических процессов) состоит из трех взаимосвязанных процессов: сообщения теплоты теплоносителю, транспорта теплоносителя и использования теплового потенциала теплоносителя. Системы теплоснабжения классифицируются по следующим основным признакам: мощности, виду источника теплоты и виду теплоносителя. По мощности системы теплоснабжения характеризуются дальностью передачи теплоты и числом потребителей. Они могут быть местными и централизованными. Местные системы теплоснабжения- это системы, в которых три основных звена объединены и находятся в одном или смежных помещениях. При этом получение теплоты и передача ее воздуху помещений объединены в одном устройстве и расположены в отапливаемых помещениях(печи).Централизованные системы, в которых от одного источника теплоты подается теплота для многих помещений.
По виду источника теплоты системы централизованного теплоснабжения разделяют на районное теплоснабжение и теплофикацию. При системе районного теплоснабжения источником теплоты служит районная котельная, теплофикации-ТЭЦ.
Теплоноситель получает теплоту в районной котельной (или ТЭЦ) и по наружным трубопроводам, которые носят название тепловых сетей, поступает в системы отопления, вентиляции промышленных, общественных и жилых зданий. В нагревательных приборах, расположенных внутри зданий, теплоноситель отдает часть аккумулированной в нем теплоты и отводится по специальным трубопроводам обратно к источнику теплоты.
Теплоноситель – среда, которая передает теплоту от источника теплоты к нагревательным приборам систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
По виду теплоносителя системы теплоснабжения делятся на 2 группы- водяные и паровые. В водяных системах теплоснабжения теплоносителем служит вода, в паровых- пар. В Беларуси для городов и жилых районов используются водяные системы теплоснабжения. Пар применяется на промышленных площадках для технологических целей.
Системы водяных теплопроводов могут быть однотрубными и двухтрубными(в отдельных случаях многотрубными).Наиболее распространенной является двухтрубная система теплоснабжения(по одной трубе подается горячая вода потребителю, по другой, обратной, охлажденная вода возвращается на ТЭЦ или в котельную).Различают открытую и закрытую системы теплоснабжения. В открытой системе осуществляется "непосредственный водоразбор", т.е. горячая вода из подающей сети разбирается потребителями для хозяйственных, санитарно- гигиенических нужд. При полном использовании горячей воды может быть применена однотрубная система. Для закрытой системы характерно почти полное возвращение сетевой воды на ТЭЦ(или районную котельную).Место присоединения потребителей тепла к теплопроводной сети называется абонентским вводом.
К теплоносителям систем централизованного теплоснабжения предъявляют санитарно- гигиенические (теплоноситель не должен ухудшать санитарные условия в закрытых помещениях- средняя температура поверхности нагревательных приборов не может превышать 70-80), технико-экономические(чтобы стоимость транспортных трубопроводов была наименьшей, масса нагревательных приборов- малой и обеспечивался минимальный расход топлива для нагрева помещений)и эксплуатационные требования (возможность центральной регулировки теплоотдачи систем потребления в связи с переменными температурами наружного воздуха).
Параметры теплоносителей- температура и давление. Вместо давления в практике эксплуатации используется напор Н. Напор и давление связаны зависимостью
где Н- напор, м; Р- давление, Па;- плотность теплоносителя, кг/;g- ускорение свободного падения, м/.
Мощность теплового потока Q(кВт), отдаваемого водой, характеризуется формулой ,
Где G- массовый расход воды через систему теплопотребления, кг/с; с- удельная теплоемкость воды (с=4,19кДж/кг К);- температура воды после источника теплоты до системы потребления до источника теплоты.
В современных системах теплоснабжения применяют следующие значения температур воды:1) =105(95), =70 в системах отопления жилых и общественных зданий;2) =150, =70 в системах централизованного теплоснабжения от котельной или ТЭЦ, а также в системах отопления промышленных зданий.
Тепловые сети
В Беларуси длина тепловых сетей (1996 г.) составляет: основных 794 км, распределительных 1341км.
Основными элементами тепловых сетей являются трубопровод, состоящий из стальных труб, соединенных между собой с помощью сварки, изоляционная конструкция, предназначенная для защиты трубопровода от наружной коррозии и тепловых потерь, и несущая конструкция, воспринимающая вес трубопровода и усилия, возникающие при его эксплуатации.
Наиболее ответственными элементами являются трубы, которые должны быть достаточно прочными и герметичными при максимальных давлениях и температурах теплоносителя, обладать низким коэффициентом температурных деформаций, малой шероховатостью внутренней поверхности, высоким термическим сопротивлением стенок, способствующим сохранению теплоты, неизменностью свойств материала при длительном воздействии высоких температур и давлений.
Тепловая изоляция накладывается на трубопроводы для снижения потерь теплоты при транспортировке теплоносителя. Потери теплоты снижаются при надземной при надземной прокладке в 10-15 раз, а при подземной в 3-5 раз по сравнению с неизолированными трубопроводами. Тепловая изоляция должна обладать достаточной механической прочностью, долговечностью, стойкостью против увлажнения(гидрофобностью), не создавать условий для возникновения коррозии и при этом быть дешевой. Она представлена следующими конструкциями: сегментной, оберточной, набивочной, литой и мастичной. Выбор изоляционной конструкции зависит от способа прокладки теплопровода.
Сегментная изоляция выполняется из ранее изготовленных формованных сегментов различной формы, которые накладываются на трубопровод, обвязываются проволокой, а снаружи покрываются асбоцементной штукатуркой. Сегменты изготавливаются из пенобетона, минеральной ваты, газостекла и др. Оберточная изоляция выполняется из минерального войлока, асбестового термоизоляционного шнура, алюминиевой фольги и асбестовых листовых материалов. Указанными материалами покрывают трубы в один или несколько слоев и крепят бандажами из полосового металла. Оберточные изоляционные материалы используют в основном для изоляции арматуры, компенсаторов, фланцевых соединений. Набивная изоляция применяется в виде чехлов, оболочек, сеток с заполнением порошкообразными, сыпучими и волокнистыми материалами. Для набивки применяется минеральная вата, пенобетонная крошка и др. Литая изоляция используется при прокладках трубопроводов в непроходных каналах и бесканальных прокладках.
В канальных трубопроводах сооружаются из сборных железобетонных элементов. Основное достоинство проходных каналов заключается в возможности доступа к трубопроводу, его ревизии и ремонта без вскрытия грунта. Проходные каналы(коллекторы)сооружаются при наличии большого числа трубопроводов. Оборудуются другими подземными коммуникациями- электрокабелями, водопроводом, газопроводом, телефонными кабелями, вентиляцией, электроосвещением низкого напряжения.
Полу проходные каналы применяются при прокладке небольшого числа труб(2-4) в тех местах, где по условиям эксплуатации недопустимо вскрытие грунта, и при прокладке трубопроводов больших диаметров(800-1400мм.)
Непроходные каналы изготавливают из унифицированных железобетонных элементов. Они представляют собой корытообразный лоток с перекрытием из сборных железобетонных плит. Наружная поверхность стен покрывается рубероидом на битумной мастике. Изоляция- антикоррозийный защитный слой, теплоизоляционный слой(минеральная вата или пеностекло), защитное механическое покрытие в виде металлической сетки или проволоки. Сверху- слой асбоцементной штукатурки.
Литература:
1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.М.:энергоиздат,1981.
2. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий/Под ред. Б.Н. Голубкова. М.:Энергия,1979.
3. Тепловое оборудование и тепловые сети. Г.А. Арсеньев и др. М.: Энергоатомиздат, 1988.
4. Андрюшенко А.И., Аминов Р.З., Хлебалин Ю.М. Теплофикационные установки и их использование. М. : Высш. школа, 1983.
