Аж үйлдвэрт дулааны хэрэглээ
Дулаан буюу дулааны энерги нь үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаанд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг эрчим хүчний хэлбэрүүдийн нэг юм. Хүнс, ундаанаас эхлээд нэхмэл эдлэл, химийн бодис, металл хүртэлх бараг бүх үйлдвэрлэл, боловсруулалтын салбарууд материалын шинж чанарыг өөрчлөх, урвалыг хурдасгах, бүтээгдэхүүний чанарыг хадгалах, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэхэд дулааныг ашигладаг. Зөв менежмент хийснээр дулаан нь үйл ажиллагааны зардлыг бууруулж, бүтээмжийг нэмэгдүүлж, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулж чадна. Энэ нийтлэлд үйлдвэрлэлд дулааныг хэрхэн ашигладаг, түүний эх үүсвэр, түгээмэл хэрэглэгддэг тоног төхөөрөмж, үр ашиг, аюулгүй байдлын чухал стратегиудын талаар авч үзэх болно.
1. Үйлдвэрлэлийн процесст дулааны үүрэг
Аж үйлдвэрийн нөхцөлд дулаан нь янз бүрийн физик болон химийн процессуудын "хөдөлгөгч хүч" болж үйлчилдэг. Дулааныг дараахь зүйлд ашигладаг.
1. Халаалт: Тодорхой нөхцөлд хүрэхийн тулд материалын температурыг нэмэгдүүлэх, жишээлбэл, пастеризацийн процессын өмнө сүүг халаах.
2. Хатаах: Мод, цаас, хөдөө аж ахуйн бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэл гэх мэт материалын усны агууламжийг бууруулах.
3. Хоол хийх болон ариутгах: Хүнсний үйлдвэрт бичил биетнийг устгаж, хадгалах хугацааг уртасгахад түгээмэл байдаг.
4. Хайлуулах болон хайлуулах: Металл, шил, хуванцар үйлдвэрлэлд бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд чухал ач холбогдолтой.
5. Ууршилт ба нэрэлт: Химийн болон эмийн үйлдвэрт бодисыг цэвэршүүлэхэд хэрэглэнэ.
6. Химийн урвалууд: Олон урвал нь өндөр температур эсвэл хатуу температурын хяналт шаарддаг, жишээлбэл, аммиак, цемент эсвэл нефть химийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх.
Өргөн хүрээтэй үүрэг гүйцэтгэдэг тул дулааны хяналт маш чухал юм. Хэт өндөр температур нь бүтээгдэхүүний чанарыг муутгаж болох бол хэт бага температур нь үйл явцыг алдагдуулж болзошгүй.
2. Түгээмэл хэрэглэгддэг дулааны эх үүсвэрүүд
Аж үйлдвэрүүд дулааныг янз бүрийн эрчим хүчний эх үүсвэрээс авдаг. Дулааны эх үүсвэрийг сонгохдоо түлшний бэлэн байдал, өртөг, ашиглалтын хялбар байдал, аюулгүй байдал, ялгаруулалтын түвшинг харгалзан үздэг.
а. Чулуужсан түлш шатаах
Энэхүү дулааны эх үүсвэр нь хамгийн түгээмэл бөгөөд ялангуяа газрын тос, байгалийн хий, нүүрснээс хамааралтай хэвээр байгаа орнуудад хамгийн түгээмэл байдаг. Шаталтын системийг бойлер, зуух, зуух болон төрөл бүрийн үйлдвэрлэлийн зууханд ашигладаг. Үүний давуу талууд нь хэрэгжүүлэхэд хялбар, өндөр температур үүсгэх чадвар боловч CO₂ ялгаруулалт болон бохирдуулагч бодис зэрэг бэрхшээлүүд багтдаг.
b. Цахилгаан (Цахилгаан халаалт)
Цахилгаан халаалтыг электроникийн үйлдвэрлэл, лаборатори, дулааны боловсруулалтын тодорхой процесс гэх мэт нарийн температурын хяналт шаарддаг процессуудад ашигладаг. Жишээ нь эсэргүүцлийн халаалт, индукцийн халаалт, богино долгионы халаалт орно. Үүний давуу тал нь илүү цэвэр ажиллагаа (утаа байхгүй) боловч тариф болон эрчим хүчний эх үүсвэрээс хамааран цахилгааны зардал өндөр байж болно.
в. Халаалтын хэрэгсэл болгон уурыг ашиглах
Уурыг ихэвчлэн үйлдвэрийн халаалтын системийн "нуруу" гэж үздэг, учир нь энэ нь хоолойгоор амархан тархдаг бөгөөд шууд бус халаалтанд ашиглаж болно. Уурыг сав, реактор халаах, пастеризаци хийх, үйлдвэрийн байрыг халаахад ашигладаг. Эдгээр системийг ихэвчлэн бойлероор ажиллуулдаг.
d. Сэргээгдэх эрчим хүч ба хаягдал дулаан
Үр ашиг, ялгарлыг бууруулах шаардлагын улмаас аж үйлдвэрүүд биомасс, биохий, газрын гүний дулааны эрчим хүч, хаягдал дулааныг сэргээх зэрэг өөр эх үүсвэрүүдийг ашиглаж эхэлж байна. Яндан, хөдөлгүүрийн утаа эсвэл шаталтын процессоос гарсан хаягдал дулааныг эдийн засагч, дулаан солилцуур эсвэл когенератив системээр дамжуулан ашигтай эрчим хүч болгон хувиргаж болно.
3. Дулаан ашигладаг үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж
Аж үйлдвэрийн дулааны хэрэглээнд янз бүрийн дулааны төхөөрөмж болон системүүд багтдаг. Хамгийн түгээмэл зарим нь:
а. Бойлер
Уурын зуух нь янз бүрийн технологийн хэрэгцээнд зориулж уур эсвэл халуун ус үйлдвэрлэдэг. Уурын зуухны үр ашигт түлшний чанар, шарагчийн засвар үйлчилгээ, шаталтын хяналт, үлээлгэх хаягдлыг зайлуулах зэрэг хүчин зүйлс нөлөөлдөг. Үр ашигтай уурын зуух нь эрчим хүчийг ихээхэн хэмнэдэг.
б. Дулаан солилцуур
Дулаан солилцуур нь дулааныг нэг шингэнээс нөгөө шингэн рүү холихгүйгээр дамжуулдаг. Энэ төхөөрөмж нь халаалт, хөргөлт, конденсац болон хаягдал дулааныг нөхөн сэргээхэд зайлшгүй шаардлагатай. Бүрхүүл ба хоолой, хавтан дулаан солилцуур, сэрвээтэй хоолой дулаан солилцуур зэрэг янз бүрийн төрөл байдаг.
в. Аж үйлдвэрийн зуух, зуух, зуух
Зуух, зуухыг өндөр температурт хүрэхэд ашигладаг, жишээлбэл, ган, керамик, цементийн үйлдвэрүүдэд. Аж үйлдвэрийн зуухыг хатаах, хатаах, жигнэх зэрэгт өргөн ашигладаг. Температурын хяналт болон агаарын эргэлт нь жигд үр дүнд хүрэх гол хүчин зүйл болдог.
d. Хөргөлт ба Дулааны Насосны Системүүд
Хөргөх зориулалттай боловч хөргөлтийн системүүд нь дулааныг нэг газраас нөгөө байршилд шилжүүлэх замаар "дулааныг удирддаг". Дулааны насосууд нь орчны дулаан эсвэл хаягдал дулааныг ашиглан завсрын температурт үйл явцыг халаах боломжтой бөгөөд ингэснээр эрчим хүч хэмнэдэг.
4. Төрөл бүрийн салбарт дулааны хэрэглээний жишээнүүд
а. Хүнс ба ундааны үйлдвэрлэл
Дулааныг сүүг пастержуулах, лаазалсан хүнсийг ариутгах, элсэн чихэр хийх, кофе хатаах, тэр ч байтугай талх жигнэхэд ашигладаг. Гол бэрхшээл нь хүнсний аюулгүй байдлыг хангахын зэрэгцээ чанартай амт, бүтэц, тэжээллэг чанарыг хадгалах явдал юм.
б. Нэхмэлийн үйлдвэрлэл
Будах болон өнгөлөх процесст ус халаах, даавуу хатаах, уур ашиглах шаардлагатай. Дулааны үр ашгийг ихэвчлэн бойлерийн удирдлага, хоолойн дулаалга, халуун бохир уснаас дулааныг сэргээх зэргээс хамаардаг.
в. Химийн болон эмийн үйлдвэр
Дулаан нь эндотермик урвал, нэрэлт, ууршилт, талсжилтад шаардлагатай. Температурын нарийн хяналт нь урвалын хурд, бүтээгдэхүүний цэвэр байдал, процессын аюулгүй байдалд нөлөөлдөг (жишээлбэл, урвалын алдагдал гарах эрсдэл) тул маш чухал юм.
d. Металл ба үйлдвэрлэлийн салбар
Металлургийн салбарт дулааныг хайлуулах, дарах, мөн халаах, бөхөөх зэрэг дулааны боловсруулалтад ашигладаг. Зорилго нь техникийн шаардлагын дагуу бат бөх, хатуулаг, хатуулагтай болгохын тулд металлын бичил бүтцийг өөрчлөх явдал юм.
e. Цемент ба керамик үйлдвэрлэл
Энэ салбар нь эрчим хүч их шаарддаг гэдгээрээ алдартай бөгөөд клинкер эсвэл галын керамик үүсгэхийн тулд зууханд маш өндөр температур шаарддаг. Энэ бол хаягдал дулааныг дахин боловсруулах нь эрчим хүчний зардлыг бууруулах томоохон боломжийг олгодог салбар юм.
5. Эрчим хүчний хэмнэлт ба дулааны хэмнэлт
Эрчим хүчний зардал нь үйлдвэрлэлийн томоохон бүрэлдэхүүн хэсэг тул олон салбар дулааны үр ашгийн стратегиудыг хэрэгжүүлдэг, үүнд:
1. Дулааны алдагдлыг бууруулахын тулд уурын хоолой, бойлер, сав, реакторуудад дулаан тусгаарлалт хийх.
2. Түүхий эдийг халаахын тулд экономайзер (халаалтын зуухны тэжээлийн ус) эсвэл дулаан солилцуур ашиглан хаягдал дулааныг нөхөн сэргээх.
3. Илүү төгс шаталт болон бага ялгаралттай байхын тулд агаар-түлшний харьцааг хянах замаар шаталтыг оновчтой болгох.
4. Дулаан дамжуулалтын үр ашгийг бууруулдаг зууханд хайрс хуримтлагдах, дулаан солилцуурт бохирдол үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд тогтмол засвар үйлчилгээ хийх.
5. Хамгийн оновчтой нөхцөлд ажиллагааг хангахын тулд температур мэдрэгч, урсгал хэмжигч, хяналтын систем зэрэг автоматжуулалт ба багаж хэрэгсэл.
6. Когенерация (CHP) нь нэг эрчим хүчний эх үүсвэрээс цахилгаан болон дулааныг нэгэн зэрэг үйлдвэрлэдэг бөгөөд ингэснээр эрчим хүчний хэрэглээ өндөр байдаг.
Энэ арга барилаар үр ашгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд өмнө нь үрэлгэн байсан байгууламжуудад 10-30% хүртэл эрчим хүчний хэмнэлт хийх боломжгүй зүйл биш юм.
6. Дулааны хэрэглээний хөдөлмөрийн аюулгүй байдал
Дулааны хэрэглээ нь үргэлж эрсдэлтэй холбоотой байдаг, ялангуяа өндөр даралтын систем (уур), хэт өндөр температур (зуух, зуух) болон шатамхай түлшний хувьд. Аж үйлдвэрүүд дараахь зүйлийг хэрэгжүүлэх шаардлагатай.
– Үйл ажиллагааны хатуу стандарт болон аюулгүй ажиллагааны журам
– Бойлер, хавхлага, халуун тоног төхөөрөмжтэй холбоотой ажилчдын сургалт
– Аюулгүйн хавхлага, температурын дохиолол, автомат унтрах зэрэг хамгаалалтын системүүд
- Түлэгдэлтээс урьдчилан сэргийлэх хувийн хамгаалах хэрэгсэл (PPE)
– Даралтат тоног төхөөрөмжийн үечилсэн аюулгүй байдлын аудит болон үзлэг шалгалт
Аюулгүй ажиллагааг сайн хангаснаар ажилчдыг хамгаалаад зогсохгүй үйлдвэрлэлийн зогсолт, санхүүгийн алдагдлаас сэргийлдэг.
7. Дүгнэлт
Дулаан нь аж үйлдвэрийн ертөнцөд амин чухал элемент бөгөөд халаах, хатаах, хайлуулах, нэрэх, тэр ч байтугай химийн урвалыг дэмжихэд ашиглагддаг. Аж үйлдвэрийн процессын амжилт нь дулааныг хэрхэн үүсгэж, хуваарилах, хянах, нөхөн сэргээхээс ихээхэн хамаардаг. Орчин үеийн эрин үед дулааны хэрэглээнд зөвхөн үйлдвэрлэлийн амжилт төдийгүй эрчим хүчний үр ашиг, ялгарлыг бууруулах, хөдөлмөрийн аюулгүй байдалд анхаарлаа хандуулж байна. Илүү үр ашигтай дулаан солилцуур, хаягдал дулааныг нөхөн сэргээх, автомат удирдлага, сэргээгдэх эрчим хүчийг ашиглах зэрэг технологийн тусламжтайгаар аж үйлдвэр үр бүтээлтэй, тогтвортой өсөх боломжтой.
Хэрэв та хүсвэл би энэ өгүүллийг яг 1000 үгтэй болгож тохируулах эсвэл сургууль/коллежийн даалгаврын шаардлагын дагуу эрдэм шинжилгээний бүтэцтэй (оршил-арга-хэлэлцүүлэг-дүгнэлт) үүсгэж болно.
