Теплотехника — общетехническая фундаментальная дисциплина, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использо­вания теплоты, а также принципы действия и конструктивные особен­ности тепло - и парогенераторов, трансформаторов теплоты, тепло­вых машин, аппаратов и устройств. Она служит основой энергети­ческого образования при изучении специальных дисциплин в системе подготовки инженеров-химиков-технологов и используется в их даль­нейшей практической деятельности.

Основой ускорения научно-технического прогресса является полное удовлетворение потребностей страны в топливно-энергетических ре­сурсах. На современном уровне развития производительных сил эта задача должна решаться не только путем увеличения добычи топлива и производства энергии, но и путем планомерного проведения во всех отраслях и сферах народного хозяйства целенаправленной энерго­сберегающей политики.

В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года ставятся задачи удовлетворения прироста потребностей в топливе, энергии, сырье и материалах на 75... 80% за счет их экономии, снижения энерго­емкости национального дохода не менее чем в 1,4 раза и широкого вовлечения в хозяйственный оборот вторичных энергоресурсов. Предприятия химической промышленности и промышленности мине­ральных удобрений должны сэкономить в 1990 г. порядка 14 млн. т условного топлива. Экономия становится основным источником ресурс­ного обеспечения дальнейшего роста производства.

Необходимость экономии обусловлена, во-первых, тем, что капиталь­ные затраты на экономию 1 т условного топлива в год (10...20 руб.) значительно ниже, чем на его добычу и транспорти­ровку (50...70 руб.), во-вторых, надо учитывать, что природные запасы органического топлива, основного на сегодняшний день, весьма огра­ничены. Экономия каждого процента условного топлива сберегает народ­ному хозяйству свыше 500 млн. руб.

Химическая промышленность — одна из энергоемких отраслей народ­ного хозяйства: на ее долю приходится 4,7% промышленного потреб­ления электроэнергии и 6% всей вырабатываемой теплоты. Из общего расхода топлива в химической промышленности только 27 % исполь­зуется в качестве сырья, а 73 % — на энергетические нужды, распреде­ляясь практически поровну на выработку электрической энергии и тепло­ты непосредственно в технологических процессах. В себестоимости производства отдельных видов продукции химической промышленности на долю энергетических затрат приходится от 10 до 60%.

В химической промышленности энергетика непосредственно участ­вует в процессе производства продукции, и нарушение нормального энергоснабжения вызывает прекращение деятельности производственных звеньев или даже предприятия в целом. Энергетическое хозяйство химического предприятия включает собственно энергетические установки (ТЭЦ, котельные, компрессорные и кислородные станции, утилизацион­ные, холодильные и теплонасосные установки и др.), энергетические элементы теплотехнических установок и энергетические элементы комби­нированных энергохимико-технологических систем (ЭХТС), произво­дящих технологическую и энергетическую продукцию. Характерной особенностью энергетического хозяйства химических предприятий яв­ляется наличие в нем установок для использования вторичных энергоресурсов (ВЭР).

Совершенствование энергетики химической отрасли народного хо­зяйства связано с интенсификацией производства, внедрением агрегатов повышенной единичной мощности, применением наиболее рациональ­ных видов энергии и энергоносителей, повышением коэффициента утилизации вторичных энергоресурсов (в том числе низкопотенциаль­ных), улучшением системы нормирования энергоресурсов, использо­ванием систем учета и контроля расхода топливно-энергетических ресурсов, внедрением и оптимизацией ЭХТС, созданием безотходной (по энергии и сырью) экономически выдержанной технологии.

Одной из главных целей оптимизации ЭХТС является снижение до возможного минимума потребления энергии при сохранении вы­сокой выработки целевого продукта. Преимущества комбинированного теплоиспользования перед раздельным производством технологической и энергетической продукции отчетливо выявляются при эксергети - ческом анализе. Эксергетический метод термодинамического анализа позволяет определить предельные возможности процессов, источники потерь и пути их устранения, повысить эффективность рассматри­ваемых ЭХТС и ее элементов. В настоящее время заложены основы системного подхода к сложным ЭХТС и оценки их совершенства с помощью эксергетического баланса, который учитывает различную цен­ность энергоресурсов разной физической природы или разного потен­циала, в отличие от энергетического баланса, который не учитывает перечисленных факторов и особенностей процессов в связи с различ­ными проявлениями необратимости.

Задача курса теплотехники заключается в подготовке инженера - химика-технолога, владеющего навыками грамотного руководства проектированием и эксплуатацией современного химического производ­ства, представляющего собой совокупность технологических и тепловых процессов и соответствующего технологического и теплоэнергети­ческого оборудования. Эта подготовка будет способствовать успеш­ному выполнению указанных выше задач выпускниками химико - технологических вузов. Значение такой подготовки будет расти по мере вовлечения атомной, термоядерной и возобновляемых видов энергии в ряд практически значимых и эффективных, ибо, по известному выражению, никакой вид энергии не обходится так дорого, как его недостаток.

Чечеткии А. В., Занемонсц Н. А.

Настоящая книга предназначена в качестве учебника для студентов химико-технологических специальностей вузов и факультетов неэнер­гетического профиля.

При составлении учебника авторы использовали свой опыт препода­вания курса теплотехники в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева и Московском институте тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова. Учебник написан в соответствии с программой по теплотехнике, утвержденной МБ и ССО СССР в 198 І г.

Авторы поставили перед собой задачу создать книгу небольшого объема, удовлетворяющую задачам теплотехнической подготовки инже- нера-химика-технолога. Значение такой подготовки для инженера — производственника, исследователя, проектировщика — трудно пере­оценить. Современное химическое производство представляет собой сложную энерготехнологическую систему, энергетические затраты в которой являются одним из основополагающих параметров созда­ния безотходного оптимального производства.

От ранее изданных учебников книгу отличает введение новых глав, связанных с новыми задачами курса теплотехники. В учеб­нике впервые приводится глава «Печи химической промышленности», материал по тепло - и парогенераторам, работающим на высоко­температурных теплоносителях, описаны теплоутилизационные установ­ки, в том числе котлы-утилизаторы, даны характеристика и пути использования вторичных энергоресурсов в химических производ­ствах, уделено большое внимание эксергетическому методу термо­динамического анализа энергохимико-технологических систем и их элементов. В книге приведены таблицы и графики для решения отдельных задач.

Главы 1, 5, 6, 7 написаны А. В. Чечеткиным, главы 2, 3, 4 — Н. А. Заиемонец.

Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам — заслу­женному деятелю науки и техники УзССР д-ру техн. наук, проф. Б. М. Гуровичу и коллективу кафедры теоретической и общей теплотехники Красноярского политехнического института (зав. кафедрой проф. Ю. В. Видин), а также научному редактору А. В. Рачинскому за ценные замечания, которые способствовали улучшению содержа­ния данного учебника. Авторы будут признательны за все заме­чания и пожелания, направленные на улучшение учебника. Замечания и пожелания просим направлять по адресу: Москва, 101430, ГСП-4, ' ул. Неглинная, 29/14, издательство «Высшая школа».

Авторы