Рационализация теплосилового хозяйства на предприятии
Вопрос о теплосиловом хозяйстве предприятия, собственно, принадлежит к разряду технических проблем. Мы здесь затронем бегло лишь некоторые пункты, касающиеся рационализации использования силовых установок.
Силовая установка, дающая энергию для работы станков, машин и пр. в предприятии, сводится обыкновенно к электрической станции. Для получения электрической энергии используют либо паровые машины (или турбины) с паровыми котлами, либо нефтяные, либо гидравлические двигатели. Нефтяные двигатели внутреннего сгорания (дизеля) выгодны лишь в (сравнительно небольших предприятиях. Для применения гидравлических двигателей необходимо, чтобы к услугам предприятия имелась налицо подходящая сила падения воды. Наиболее распространенный видом движущей силы для электрической станции являются машины иди турбины с паровыми котлами.
И вот первым делом является забота о хорошем состоянии котлов. И эта забота лежит на обязанности рационализатора. При неудовлетворительном состоянии котлов не может быть речи о рациональном использовании всех факторов производства.
Это особенно важно у нас, где положение в этом пункте признается всеми как весьма неблагополучное. Около 60% наших котельных установок не возобновлялось настолько давно, что они выдерживают только пониженное давление по сравнению с тем, на которое они когда-то были рассчитаны. В результате, иногда приходится замедлять работу и увеличивать количество смен, ввиду невозможности полного использования двигателей. Да и эта работа требует особого мужества, даже героизма тех рабочих и технического персонала, которые обслуживают такие котельные установки. Отсюда первейшая задача рационализатора—озаботиться «омоложением» котельных установок заодно и их стандартизацией и введением котлов более высокого, чем нынешние, давления.
С другой стороны, нередко случается нечто обратное: на рабочие машины и станки передается лишь часть той энергии, которую дают силовые установки. Такое неполное их использование является, конечно, не менее недопустимым с точки зрения рациональной организации. Поэтому необходимо периодически проверять степень фактического использования мощности силовых установок.
В отношении котельных топок весьма важно провести механизацизацию. На место устарелых форм работы кочегаров, лопатами забрасывающих топливо в зев котла, необходимо перейти к такому их устройству, которое обеспечивает механическую загрузку топок. Это устройство теперь не представляется уже редкостью и вместе с тем дает весьма значительную выгоду.
Что касается вида и качества топлива, то все больше выясняется целесообразность использования низкосортного топлива (тем более, что оно обыкновенно имеется на месте, тут же), затем угольной пыли, штыба, мусора и всякого рода отбросов. С этой целью не следует останавливаться перед соответствующим переоборудованием топок. Особенно ценно применение пылевидного угольного топлива, для получения которого применяют специальные дробилки с целью измельчения .кускового угля.
Для рациональной эксплоатации топок весьма важно не только обеспечить максимальный съем пара, но и суметь правильно работать при малых нагрузках,—как справедливо указывает проф. Т. Макарьев. Но это легко достигается именно при пылевидном топливе.
В общем можно сказать, что средний эксплуатационный коэффициент полезного действия котельного агрегата для пылеугольной топки составляет от 80 до 90%, а для колосниковой—от 70 до 75%. Таким образом, в среднем пылесожигательная топка расходует угля на 12,5—16,5% меньше, чем колосниковая.
Конечно, сжигание угля в виде порошка или пыли выгодно именно при низкосортных зольных углях, с малым количеством летучих и неспекающихся. Между прочим, таковы в общем свойства подмосковного угля. Его, оказывается, есть возможность перемалывать и сжигать в пылевидном состоянии даже при влажности в 30%; и без предварительной подсушки. Наконец, есть мельницы, допускающие размол влажных углей с подсушкой последних в самой мельнице в течение процесса размола.
Кроме коммерческой выгодности пылесожигательная топка имеет еще и другие преимущества: она дает более быструю растопку котла, притом еще поглощающую меньше топлива; она полностью механизирует работу парового котла; она в значительной мере устраняет антигигиенические условия сжигания минерального горючего.
И, в самом деле, применение пылевидного топлива и его отбросов все более входит в практику наших предприятий, давая значительную экономию.
На сталинском металлургическом заводе (Донбасс) специально оборудованные в рельсопрокатном цеху 10 котлов работают на смеси 40% угля и 60% мусора. В котлах ежемесячно сжигается до 650 тонн мусора, что дает возможность сэкономить 325 тонн угля в месяц. В прокатном цехе произведено такое же оборудование на 12 котлов. Сжигание коксовой мелочи от заводских печей (в количестве 1 500 тонн) дает экономию в 15 000 рублей. Использование низкосортного топлива, газов и топливных отбросов по Сталинскому комбинату дало за 1926/27 г. тепла—в переводе на уголь—186 875 тонн. «Это—миллионы рублей сохраненного топлива за счет отбросов. Это—подлинная рационализация». На Харьковском электрическом заводе ВЭК переустройство топки котлов электрической станции для их отопления штыбом дает заводу экономию в 20 000 рублей в год. На заводах Южно-уральского горнозаводского треста также оборудованы специальные топки; для сжигания угольной мелочи, щепья, корья и опилок с лесопилок.
На Побединской электростанции, обслуживающей один из районов подмосковного каменноугольного бассейна, практикуется сжигание угля в пылевидном состоянии, что дает до 80% использования угля вместо 40% при обычном сжигании.
На металлургическом заводе им. Петровского (Днепропетровск) топка одного из котлов центральной группы была переделана для сжигания пылевидного топлива, и при ней же была построена, мельница для превращения мелочи в пыль. При переделке топки последняя была переконструирована так, что на ней можно сжигать по желанию либо пылевидное топливо, либо угольную мелочь. В результате оказалось, что при прежней топке с квадратного метра поверхности нагрева снималось не более 17 кг пара, переоборудованная же топка дает 22 кг пара.
В сооружаемом гигантском комбинате сельскохозяйственного машиностроения в Ростове н/Д, заводская станция будет работать на штыбе, сжигаемом в пылевидном состоянии, и отбросах, получаемых заводом при переработке леса.
В Германии сделан опыт отапливания и паровозов пылевидным угольным топливом: расходы оказались в два раза ниже, чем при обычном каменноугольном топливе.
Огромное значение у нас приобретает, как местное топливо, торф. Он теперь передается, как газ, на далекие расстояния.
В каком бы виде ни применялось топливо, некоторый запас его должен всегда иметься в предприятии. Иначе малейшая задержка в получении новых порций топлива вызовет неизбежную остановку всего предприятия. С другой стороны, однако, запас топлива не должен превышать некоторого размера: в противном случае будут заняты лишние площади заводской территории, будет находиться в связанном состоянии слишком большая часть капитала, слишком велики будут выветривание угля, падение степени его теплотворности и опасность самовозгорания угля.
Что касается перемещения и распределения топлива внутри предприятия, то тут обязательно должны быть применяемы соответствующие методы рационализации, которые изложены были выше в главах о внутреннем транспорте, о механизации производства, правила предвидения, подготовки и т. п. Для транспортировки угля и штыба применимы конвейеры—ленточные и типа норий (с ковшами),—вагоны, опрокидывающиеся или с раскрывающимися днищами и т. п.
Дальнейшая крайне важная линия рационализации теплового и силового хозяйства состоит в применении разнообразных форм регенерации тепла, иначе говоря,—в использовании отбросного тепла от котлов, печей и тепловых двигателей.
Прежде всего необходимо использовать тепло, содержащееся всегда в отходящих продуктах горения, каково бы ни было устройство котлов и топок. Особенно велика температура этих продуктов, отходящих от котлов с более или менее высоким давлением. Во всяком случае эта тепловая энергия не должна быть просто «выпускаема в трубу»: ее необходимо производительно использовать. И первейший способ этого использования—-подогревание воды, питающей те же котлы. Этим, во-первых, сокращается расход топлива на парообразование и, во-вторых, уменьшается образование накипи в котлах.
Для этой цели чаще всего служат специально устраиваемые экономайзеры—батареи гладких или ребристых чугунных труб, внутри которых находится вода, питающая котлы, и которые снаружи омываются отходящими продуктами горения.
Теплота продуктов горения используется также и для подогревания воздух а, дающего процесс горения топлива. В этом случае значительно уменьшается содержание несгоревшего углерода в золе и шлаках и достигается укорочение пламени, т. е. более совершенное и быстрое сгорание топлива. Особенно рационален предварительный подогрев воздуха при сжигании низкосортного топлива—дров, торфа, бурого угля,—которое требует значительного избытка воздуха и дает относительно низкую температуру горения. Несомненно выгодна также установка воздушных экономайзеров при топках, допускающих применение горячего дутья.
Должны также быть использованы отработанный пар, газы и пр. Это использование возможно для производственных надобностей. На Сталинском металлургическом заводе проводятся работы по использованию отработанного пара в производстве—для отопления механических цехов, обогревания водоочистителей, доменных цехов и пр.
Большие потери получаются у нас при передаче силы и тепла. На Харьковском паровозостроительном заводе, например, общая потеря энергии доходит до 70%. Велики потери у нас и в самих печах. В то время как на наших заводах на 1 тонну проката металла pасходуется до 2,9 тонн угля, новые заграничные заводы понижают этот расход до 1,4 тонны.
Огромное значение имеет устранение или, по крайней мере, уменьшение «пик» в суточной нагрузке—путем перераспределения работы потребителей энергии, организации новых производств для работы в часы наименьшей нагрузки электростанции и т. п.
Весьма значительна обыкновенно непроизводительная затрата тепла в самом производстве. Тут рационализация может дать большой эффект. На промысле «Заря востока» в Балаханском районе (Баку), в связи с устарелым паросиловым хозяйством, получался значительный расход жидкого топлива на собственные нужды промысла. При суточной добыче нефти в 130 тонн на обслуживание промысла расходовали до 25 тонн, т. е. почти 19%. Когда же промысел был полностью электрифицирован, то расход топлива для внутреннего обслуживания оказался ниже 5% по отношению к валовой добыче.
Важны далее: применение достаточного количества счетчиков, измерительных приборов при распределении силовой энергии по отдельным корпусам; хорошая изоляция паропроводов; бронирование проводов электромагистралей для уменьшения утечки энергии; систематическая чивтка котлов; инструктирование кочегаров, учет и контроль работы установок и т. п.
Наконец возникает вопрос о холостом ходе двигателей. Его надо всячески избегать как самый недопустимый вредный промежуток, благодаря которому сильно понижается коэфициент рациональности. В связи с этим выдвигается проблема отдельных малых моторов при станках.
Вообще говоря, в определенных отношениях большие сильные двигатели имеют преимущество перед малыми, слабой мощности: сильный двигатель потребляет меньше тока на 1 лошадиную силу-час, чем слабый.
С другой стороны, однако, в сильном двигателе тратится больше энергии на холостой ход. Его работу гораздо труднее гибко приспособлять к меняющейся рабочей нагрузке. При сильном двигателе неизбежна трансмиссия, занимающая немало места и требующая известных благоприятных условий (в отношении потолка, пола). Эта трансмиссия сама поглощает очень много энергии и нередко является препятствием к рациональному расположению станков и рабочих мест, а также вызывает увеличение числа несчастных случаев. Нередко бывает так: испортится двигатель или трансмиссия, и это вызывает простои всех станков.
Во всех этих отношениях значительное улучшение получается от применения мелких моторов, из которых каждый приводит в движение особый станок. Холостые ходы в этом случае могут быть совсем устранены. Каждый отдельный двигатель может быть приноровлен по мощности к каждому данному станку. Совершенно отпадают трансмиссии. Расположение станков и рабочих мест может быть поставлено в зависимость исключительно от требований рационального хода; производственных процессов. Порча одного из мелких моторов может отразиться в виде простоя одного только станка. При мелких отдельных моторах оказывается лучше использованной площадь пола, легче осуществить требования техники безопасности, легче и целесообразнее проводится подвозка материалов, полуфабрикатов и пр. к станкам.
Со всех этих сторон мелким отдельным моторам следовало бы отдать предпочтение. Но, ввиду указанного обстоятельства—поглощения мелким двигателем относительно большего количества электрической энергии на единицу производимой работы,—а также ввиду относительно большей стоимости самих мелких моторов, дело представляется в несколько более сложном виде. Во всяком случае всегда при решении этого рода вопросов следует путем сравнительных смет выяснить оптимальное решение этого вопроса. На токарных станках индивидуальные моторы на 25 до 100% повышают количество снятой стружки на единицу затраченной энергии.
У нас этот вопрос, поскольку он привлекает к себе внимание, решается уже иногда; в пользу отдельных мелких моторов. Так, построенный недавно акционерным обществом «Электроэксплуатация» на Благуше (в Москве) завод оборудован станками без трансмиссий: каждый из них снабжен отдельным моторчиком. И что в таком решении вопросов испытывают потребность также и другие предприятия,—ясно видно из того факта, что названный завод на Благуше сам предназначен для выпуска именно мелких моторов мощностью от 0,5 до 10 лошадиных сил.
