1.4. Показатели, характеризующие эффективность работы теплотехнологического оборудования

Тепловая обработка различных материалов и изделий, особенно проходящая при высоких температурах (обжиг, плавление, термическая обработка и др.) обуславливает большие затраты как теплотехнологическое оборудование, так и на топливо, что безусловно отражается на общих затратах и себестоимости выпускаемой продукции. Затраты на топливо, взятые в процентах от общих затрат, называются топливной составляющей. Топливная составляющая является одним из важнейших показателей работы теплоэнергетической установки. Так при производстве гипса она равна 10  15%, цементного клинкера 20  25%, строительной керамики 25% и выше. При проектировании и эксплуатации печных установок необходимо искать способы снижения величины топливной составляющей, иначе можно привести предприятие к банкротству.

Другим показателем, характеризующим работу теплотехнологического оборудования, является удельный расход тепла на обработку материалов и изделий приходящийся на единицу готовой продукции q, кДж/ед. продукции,

,

где Q – часовой расход тепла, кДж/ч; G – производительность установки ед. продукции/ч.

В качестве готовой продукции можно принимать для сыпучих и кусковых изделий 1 кг, 100 кг, 1 т, для формованных изделий 1000 шт., для рулонных и листовых изделий 1 м², 100 м² и т.п. В установках, где имеет место сушки изделий, расход тепла относится к 1 кг испаренной влаги.

Параллельным показателем расхода тепла служит удельный расход условного топлива B_у, кг/ед. продукции (м³/ед. продукции),

,

где B_н – количество натурального топлива, израсходованного за час, кг/ч (м³/ч); – теплотворная способность натурального топлива, кДж/кг (кДж/м³); 29300 кДж/кг – теплотворная способность условного топлива.

Удельные расходы тепла и топлива это величины, от которых зависит эффективность работы и правильная эксплуатация тепловых агрегатов, поэтому для каждой отдельной установки уже найдены оптимальные значения, подтвержденные теорией и практикой.

Самой значимой величиной, характеризующей экономичность установки, является коэффициент полезного действия. Коэффициентом полезного действия называется отношение полезного расхода тепла, необходимого для протекания физико-химических изменений в материале ко всему теплу, поступающему в установку,

.

Процессы тепловой обработки материалов и изделий в реальных тепловых установках всегда сопровождается рядом тепловых потерь, поэтому КПД практического процесса всегда ниже 100%.

Следующим показателем работы тепловой установки является удельный съем продукции:

1. с единицы рабочей площади, ед. прод./м²ч,

;

2. с единицы рабочего объема, ед. прод./м³ч,

,

здесь G – производительность установки в час; F – площадь рабочего сечения установки, м²; V – объем рабочего пространства, м³.

Учитывая перечисленные показатели можно сформулировать требования, предъявляемые к конструкции и работе теплотехнологического оборудования:

1) обеспечение заданной производительности при высоком качестве выпускаемой продукции, отвечающим требованиям стандартов и технологических условий;

2) малые удельные расходы тепла и условного топлива на единицу продукции, высокий КПД установки;

3) высокие удельные съемы продуктов с 1 м² площади и 1 м³ объема установки, компактность и малогабаритность установки;

4) выполнение конструкции установки из недефицитных материалов, малый расход специальных сталей и дорогих огнеупоров, сборность конструкций;

5) непрерывность действия, полная механизация и автоматизация процессов в тепловой установке, удобный и быстрый контроль и эффективное гибкое регулирование всех процессов;

6) техническая безопасность для работы обслуживающего персонала;

7) доступность, быстрота и удобство ремонта с применением запасных узлов и деталей установки;

8) малые капитальные затраты на сооружение оборудования установки, долговечность, малый процент годового износа;

9) малая себестоимость тепловой обработки.

Даже при соблюдении всех требований, есть ряд факторов [2], которые могут повлиять на работу теплового оборудования:

а) случайные, которые возникают при недостаточной мощности установки, нехватке топлива, плохой тяге и т.п.;

б) технические и технологические, которые появляются в процессе получения тепла, при превышении доступной скорости нагрева материала, при неправильной аэродинамике в рабочем пространстве, при нарушении процессов теплообмена, неправильного выполнения контроля состава атмосферы.

Первые факторы можно устранить путём проведения организационных мероприятий. Вторые устранить, возможно, лишь при выведении техники на более высокий уровень.