Назначение промышленности — обеспечить народное хозяйство машинами, оборудованием и другими современными средствами производства, выпускать пользующиеся спросом товары для населения. Понятие промышленности охватывает ряд отраслей. Некоторые их группы именуются комплексами: топливно-энергетический, нефтехимический, военно-промышленный (или оборонный), лесопромышленный, атомный.
Отрасли, в свою очередь, подразделяются на объединения, предприятия и организации. Соответственно этому строится система управления промышленностью через отраслевые (министерства, агентства) и межотраслевые (государственные комитеты, комиссии) федеральные органы исполнительной власти, а также органы управления промышленностью субъектов Федерации и местного самоуправления.
Особое значение в силу этого приобретают проблемы организации управления процессом энергоснабжения и потребление энергоресурсов производством. Этим целям посвящен законодательный и иной нормативно-правовой материал последних лет, на основе которого строится действующая система государственного управления промышленностью.
Энергетические ресурсы можно использовать для удовлетворения потребностей в топливе и энергии либо непосредственно (без изменения вида энергоносителя), либо путём выработки тепла, электроэнергии, холода и механической энергии в утилизационных установках. Большинство горючих энергоресурсов употребляются непосредственно в виде топлива, однако некоторые из них требуют специальных утилизационных установок. Непосредственно применяются также некоторые тепловые энергоустановки (например, горячая вода систем охлаждения для отопления). Различают следующие основные направления использования потребителями энергоресурсов:
топливное – непосредственно в качестве топлива;
тепловое – непосредственно в качестве тепла или выработки тепла в утилизационных установках;
силовое – использование электрической или механической
энергии, вырабатываемой из ВЭР в утилизационных установках;
комбинированное – тепловая и электрическая (механическая) энергия, одновременно вырабатываемые из ВЭР в утилизационных установках;
Горючие газы–отходы основного производства: Доменный и коксовый газы практически используются полностью. Использование ферросплавного газа возможно для технологических (подогрев материалов, частичное предварительное восстановление сырья) и теплофикационных целей, сжиганием в котельной. Конвертерный газ частично используют в охладителях, но полное использование его ещё не решено. При сжигании его в печах после газоочистки теряется до 900 кг у.т./т конвертерной стали.
Теплота продуктов сгорания печей: У мартеновских печей теплота продуктов сгорания равна 12,5 ГДж/т стали, у нагревательных печей 0,8 ГДж/т проката. Использование этой теплоты возможно в котлах-утилизаторах при условии оснащения их виброочисткой, дробеочисткой, так как запылённость газов достигает 5 гр/м·м3. Возможно использование этой теплоты для нагрева шахты в шахтных подогревателях. Нагрев шихты уходящими газами экономит 12% топлива, повышает производительность печи на 15%, сравнительно быстро окупает капитальные затраты.
Теплота материалов: Потери составляют: 1 ГДж/т жидкого чугуна, 1,2ГДж/т жидкой стали, 0,8 ГДж/т жидкого шлака, 12 ГДж/т кокса, 0,6 ГДж/т агломерата. Решено только использование теплоты кокса. В установках сухого тушения получают 0,3 – 0,4 т пара/т кокса. Использование теплоты чугуна, стали, шлака не налажено. Использование теплоты агломерата повторным использованием охлаждающего воздуха для нагрева шихты на 25ч30 % снижает содержание углерода в шихте, что выгодно для основного технологического процесса. Использование теплоты шлака возможно при создании новых типов грануляторов. Теплота охлаждающей воды: В установках испарительного охлаждения выход пара 0,1 т/т чугуна и 0,2 т/т мартеновской стали. Все технологические вопросы испарительного охлаждения печей решены и требуется максимально широкое внедрения способа в производство. Необходимо улучшить технические решения по унификации охлаждаемых элементов, повышению давления пара, улучшить контроль за плотностью схем охлаждения, усовершенствовать автоматику утилизирующих установок. Необходимо распространение опыта чёрной металлургии в химическую промышленность, машиностроение и т. д.
Большие резервы по эффективному использованию энергоресурсов имеются и на предприятиях цветной металлургии. Технически возможное и экономически целесообразное применение энергетических ресурсов в этой отрасли оцениваются примерно в 18 млн. Гкал в год.
Эффективным в цветной металлургии является использование тепла уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, поступающего в печи для сжигания топлива. Это экономит топливо, улучшает процесс его горения и, кроме того, повышает производительность печи. Однако с дымовыми газами уносится ещё значительное количество тепловой энергии, которая может использоваться в котлах- утилизаторах для выработки пара.
Для оценки выхода и использования ВЭР применяются следующие показатели:
1) Выход энергоресурса (Qвых) – количество ВЭР, образующихся в процессе производства в данном технологическом агрегате за единицу времени.
2) Выработка энергии за счёт энергоресурса (Q) – количество энергии, получаемое при использовании. Выработка энергии отличается от её выхода на величину потерь тепла в утилизационной установке. Различают возможную, экономически целесообразную, планируемую и фактическую выработки энергии.
3) Использование энергоресурса – количество используемой у потребителей энергии.
4) Экономия топлива (В)– количество первичного топлива, которое экономится в результате использования ВЭР.
Степень использования энергоресурса – показатель представляющий отношение фактической (планируемой) выработки к выходу энергоресурса
Показатель используется, если нет ограничений по конечному температурному потенциалу, например при охлаждении нагревательных печей.
Коэффициент утилизации – отношение количества теплоты, воспринятой котлом-утилизатором, к теплу топлива, сожженного в печи.
Коэффициент можно применять для сопоставления использования энергоресурса однотипных по конструкции и технологии агрегатов. Сложные и разнообразные процессы (например, цветной металлургии) нельзя характеризовать таким показателем.
Показатель использования энергоресурса – отношение фактической выработки тепла на базе энергоресурса к возможной:
При планировании топливо потребления применяют коэффициент утилизации – отношение фактической (планируемой) экономии топлива за счёт оптимизации использования энергоресурса к возможной (или экономически целесообразной)
Исходной информацией для расчёта выхода и возможного использования экономии энергоресурса служат:
тепловые и материальные балансы основного технологического оборудования; объём выпуска продукции в рассматриваемом периоде;
отчётный энергетический баланс предприятия;
технико-экономические характеристики технологических агрегатов, энергетических и утилизационных установок;
планы внедрения новой технологии и нового оборудования на перспективу.
В результате анализа всех этих материалов устанавливают виды ВЭР и их потенциал; выявляют агрегаты, ВЭР которых могут быть включены в энергетический баланс предприятия или использованы вне данного предприятия;
определяют по каждому агрегату выход ВЭР;
рассчитывают величину возможной, экономически целесообразной и планируемой выработки энергии из каждого вида ВЭР;
определяют величины фактической выработки и фактического использования ВЭР, а также возможного и планируемого использования всех видов ВЭР.
Использования энергоресурса зависит от факторов и режима работы технологической установки (агрегата). В общем случае суточный (и сезонный) потребление конкретного энергоресурса на предприятии характеризуется значительной неравномерностью. Поэтому различают показатели удельного и общего использования энергоресурсов – максимальный, средний и минимальный (гарантированный), как в суточном, так и сезонном разрезе. В любом случае утилизации энергоресурсов эффективность их использования определяется достигаемой экономией первичного топлива и обеспечиваемой за счёт этого экономией затрат на добычу, транспортирование и распределения топлива (энергии). Поэтому важное условие экономической эффективности энергоресурсов – правильное определение вида и количества топлива, которое необходимо для производственного процесса. Экономия топливо зависит от направления использования энергоресурсов и схем топливо- и энергоснабжения предприятия. При тепловом направлении использования энергоресурсов экономия топлива определяется путём сопоставления количества тепла, полученного от использования энергоресурсов, с технико-экономическими показателями выработки того же количества и тех же параметров тепла в основных энергетических установках. При силовом направлении использования электроэнергии (или механической энергии) сопоставляется с затратами топлива на выработку электроэнергии (или механической энергии) в основных энергоустановках.
При определении экономической эффективности использования энергоресурсов сопоставляют варианты энергоснабжения, которые удовлетворяют потребности данного производства во всех видах энергии с учётом использования энергоресурсов, удовлетворяют те же потребности и без учёта использования энергоресурсов. Основными показателями сопоставимости этих вариантов служат:
создание оптимальных (для каждого из вариантов) условий их реализации;
обеспечение одинаковой надёжности энергосбережения;
достижение необходимых санитарно-гигиенических условий и безопасности труда;