В промышленности расходуется значительное количество, тепла в виде пара и горячей воды. На выработку тепла затрачивается ~32% топлива, расходуемого непосредственно на промышленных предприятиях.
Основными потребителями тепла являются:
1. Производственные агрегаты, имеющие в качестве привода поршневые паровые машины, в которых тепло используется для производства механической работу:
паровые молоты и прессы, ковочные машины, паровые насосы и т. д. Для этих потребителей тепла среднего потенциала (200—300°С) обычно необходим пар давлением 8—10 ата насыщенный или перегретый до 200—350° С.
На силовые процессы расходуется до 10% всего тепла пара и воды, затрачиваемого в промышленности.
2. Производственные аппараты и устройства, в которых тепло используется для осуществления заданных технологических процессов: подогреватели для твердых, жидких и газообразных веществ; выпарные и дистилляционные аппараты, применяемые для переработки различных продуктов: сушила для сушки разных материалов и т. д.
В таких устройствах и аппаратах происходит изменение температуры технологической продукции, а в некоторых случаях также агрегатного состояния. Передача тепла обрабатываемой продукции производится через стенку или непосредственно за счет соприкосновения ее с греющим теплоносителем. Для подавляющего большинства таких потребителей требуются тепло низкого потенциала и теплоноситель с температурой 120—160° С, в качестве которого могут быть применены пар или горячая вода.
Паровой обогрев производственных теплоиспользующих аппаратов более целесообразен, так как уменьшается поверхность нагрева аппаратов по сравнению с необходимой при водяном обогреве.
Коэффициент теплопередачи в большинстве случаев примерно одинаков при использовании в качестве греющего теплоносителя пара и воды, а средний температурный напор при паре всегда больше, что видно из следующего:
В этих выражениях:
— средние разности температур при паре и воде;
tнас — температура насыщения пара при данном давлении;
tн, tK — начальная и конечная температуры воды;
тн.пр, тк.пр — начальная и конечная температуры нагреваемой продукции.
При нас — tн и оптимальном значении tu—tK=30 + 50° С поверхность нагрева аппарата при водяном обогреве оказывается на 25—75% больше, чем при паровом.
При паровом обогреве возможно регулирование тепловой работы аппарата в большом диапазоне нагрузок, нижний предел которых определяется давлением греющего пара 1 ата.
Обычно для обогрева производственных аппаратов применяется насыщенный или слабо перегретый пар давлением 3—8 ата.
На эту группу потребителей расходуется наибольшее количество тепла, до 60% общего его расхода промышленностью.
- Системы отопления и вентиляции производственных, культурно-бытовых и жилых помещений, а также бытовые приборы. Назначением отопительных и вентиляционных устройств, в том числе для кондиционирования воздуха, является создание нормальных условий в помещениях, необходимых для сохранения здоровья и хорошего самочувствия людей. Для выполнения этого требования в помещениях должны поддерживаться определенная температура и нормальный состав воздуха. Подача тепла для целей отопления необходима для обеспечения теплового равновесия здания и сохранения постоянной расчетной температуры внутри помещения независимо от изменений температуры наружного воздуха. Расход тепла на вентиляцию связан с необходимостью поддержания теплового равновесия здания при искусственном притоке наружного воздуха, которое требуется для обеспечения нормального санитарного режима помещений. В бытовых приборах тепло расходуется: на подогрев воды для бань, прачечных, душевых и умывальников, на кипячение питьевой воды и приготовление пищи и т. д. Для отопительно-вентиляционных и бытовых потребителей обычно применяется теплоноситель с температурой 70—>150° С.
В производственных помещениях температура поверхности нагрева отопительных и вентиляционных приборов по санитарным нормам допускается до 150° С, и для них в качестве теплоносителя может быть применен пар давлением до 6,0 ата или горячая вода. Выбор того или иного теплоносителя определяется экономической целесообразностью применения паровой или водяной системы отопления в каждом конкретном случае с учетом общей эффективности работы энергетического хозяйства предприятия.
Практически для большинства предприятий при теплоснабжении от котельной для отопления производственных помещений оказывается экономичнее применение в качестве теплоносителя пара, а при теплоснабжении от ТЭЦ — воды.
В общественных и жилых помещениях температура нагревательных приборов допускается до 95° С и обогрев обычно производится горячей водой.
Для бытовых приборов в качестве теплоносителя могут применяться пар и горячая вода.
В настоящее время на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение затрачивается до 30% общего расхода тепла в промышленности. В дальнейшем расход тепла на эти нужды будет расти в связи с большим жилищным и гражданским строительством, улучшением санитарных условий производственных помещений, а так же развитием теплофикации жилых поселков и городов от промышленных ТЭЦ.
