Общие понятия и определения

Содержание данного пособия охватывает системы воздухоснабжения (СВС) промышленных предприятий. В СВС проявляются наиболее общие и характерные свойства и закономерности систем производства и распределения энергоносителей. Поэтому целесообразно дать основные понятия и определения системы и ее элементов в этом обобщенном аспекте.

Обобщенное определение понятия «система» (от греческого systema - целое, составленное из частей, соединение) раскрывает ее как объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе [1].

Применительно к научно-техническим задачам система - это множество элементов (узлов, агрегатов, приборов и т.п.), понятий, норм с отношениями и связями между ними, образующих некоторую целостность и подчиненных определенному руководящему принципу.

В применение к системам производства и распределения энергоносителей обобщенное понятие системы, базируясь на приведенном выше определении, должно непременно включать такие обязательные элементы системы, как генератор, производящий энергоноситель, потребитель, использующий энергоноситель в том или ином технологическом процессе, и коммуникацию как связь между этими элементами системы.

В таком представлении система - это совокупность функционально связанных элементов (генератор, коммуникация, потребитель), подчиненная определенным целевым функциям.

Совокупность нескольких взаимосвязанных систем производства и распределения энергоносителей (СПРЭ) может составлять комплекс.

Энергоноситель в такой системе - это материальный поток, характеризуемый определенным значением эксергии, посредством которого осуществляются связи между элементами системы или установки.

В общем виде СПРЭ может быть представлена схемой, изображенной на рис.1.1.

Рассматриваемая система С состоит из основных элементов: генератора I, потребителя II и коммуникаций К III.

Элемент I состоит из нескольких производящих один энергоноситель генераторов Г1, Г2, Г3 с отличающимися параметрами.

Элемент II состоит из потребителей П1, П2, П3, использующих энергоноситель с требуемыми свойствами и имеющих в своем составе часть коммуникаций и устройств распределения энергоносителя. Коммуникация К1 связывает Г1 и П1 по блочному принципу. Параметры энергоносителя, генерируемого Г1 и Г2, таковы, что коммуникация К2 имеет общий коллектор как у генератора, так и у потребителя.

ВЭ1, ВЭ2, ВЭ3 - вспомогательные элементы, расположенные в различных участках коммуникаций и предназначенные для дополнительного изменения свойств энергоносителя.

На схеме показаны связи данной системы с другими: с системами С1 и С2, относящимися к энергоносителям другого вида (например, если С - система воздухоснабжения, С1 - система водоснабжения, С2 - система кислородоснабжения), системой С3 - энергообеспечения (формы энергии Э1, Э2 и Э3 могут в общем случае отличатся), и системой С4 - реализации продуктов Пр1, Пр2, Пр3.

В процессе производства и преобразования параметров энергоносителя может образовываться поток ВЭР, не используемый в данной схеме и отведенный стороннему потребителю.

В целом схема, представленная на рис.1.1., может характеризовать теплоэнергетический комплекс промышленного предприятия.

Рис.1.1. Система производства и распределения энергоносителей

1.1. Требования к системе и её функции

СПРЭ в общем случае должна отвечать следующим требованиям:

1. Обеспечение потребителей энергосистемы с заданными параметрами по количественным (расход) и качественным (давление Р, температура Т, концентрация , чистота, влажность и т.д.) показателям.

2. Обеспечение заданных режимов потребления энергоносителя, достигаемое с помощью регулирования параметров у генератора, а также использование аккумулирующих емкостей и устройств.

3. Бесперебойность и надежность обеспечения потребителя энергоносителем по пп. 1 и 2, осуществляемые резервированием, дублированием коммуникаций, агрегатов, установок.

4. Соблюдение требований по пп. 1-3 с учетом минимума материальных и эксергетических потерь и оптимальным соотношением энергетических и капитальных затрат.

5. Соблюдение принципа безотходности (или малоотходности) путем использования ВЭР как собственной системы в других системах, так и ВЭР других систем, учет экологических требований.

6. Соответствие СПРЭ требованиям ТБ, ПБ, СТТ, ГО и технической эстетики.