Промислова теплотехніка

ПРОМИСЛО́ВА ТЕПЛОТЕ́ХНІКА — галузь технічних наук, що ви­вчає процеси отрима­н­ня і викори­ста­н­ня теплоти в технологічних процесах, які здійснюють на промислових виробництвах у металургії, легкій промисловості, комунальному господарстві тощо, а також в обладнан­ні, при­значеному для їх реалізації. Показники виробництв, що створюють на базі П. т., у значній мірі ви­значаються необхідністю економного викори­ста­н­ня паливно-енергетичних ресурсів, виріше­н­ня про­блем охорони довкі­л­ля, створе­н­ня без­від­ходних технологій. Актуальним напрямом роз­витку П. т. є залуче­н­ня в паливно-енергетичний баланс вторин­них енергоресурсів промислових під­приємств, від­ходів сільського господарства та продуктів їх пере­робле­н­ня — біо­палива (біо­газу), скидних газів промислових під­приємств, газу звалищ побутових від­ходів (звалищного газу). Як галузь технічних наук П. т. означилася на початку 20 ст. разом з інтенсивним роз­витком металургійної та машинобудівної промисловостей, будівельної індустрії та інших галузей. Вона базується на законах теплопередачі та тепло- й масооб­міну, гідравліки і гідродинаміки, кінетики процесів горі­н­ня. До складу науково-технічних про­блем П. т. належать такі напрями, як особливості теплової роботи котельних установок, промислових печей і різноманітних теплових агрегатів, а саме паливо і його характеристики та процеси горі­н­ня, теплові баланси агрегатів, коефіцієнт корисної дії, робота допоміжного обладна­н­ня, основи теплових роз­рахунків. До напрямів досліджень П. т. зараховують також основи теорії суші­н­ня, властивості вологих матеріалів, кінетику і тепломасооб­мін у процесах суші­н­ня та методи його інтенсифікації в сушильних установках. Значним роз­ділом П. т. є опале­н­ня, вентиляція і кондиціонува­н­ня. З основних етапів варто ви­значити такі, як тепловий і вологий режими виробничих приміщень, центральне опале­н­ня, вентиляція, кондиціонува­н­ня повітря. Напрям теплозабезпече­н­ня та вторин­ні енергоресурси промислових під­приємств — це спожива­н­ня теплоти, системи теплозабезпече­н­ня, викори­ста­н­ня вторин­них енергоресурсів, утилізація теплоти від­хідних газів.

Прикладом успішного функціонува­н­ня наукового під­роз­ділу в галузі П. т. є від­діл про­блем промислової теплотехніки Ін­ституту газу НАНУ (Київ), який очолювали М. Захариков (1949–63), Л. Пиоро (1963–66), А. Єринов (1966–2003), В. Пікашов (2003–23), від 2023 завідувач — Л. Троценко. Результати досліджень від­ділу отримали ви­зна­н­ня в усіх республіках СРСР, Польщі, Угорщині, Єгипті, Алжирі, Індії, США, Канаді. А. Єринова вважають одним із фундаторів української школи П. т. Б. Сорока й А. Єринов роз­робили режим побічного радіаційного на­гріва­н­ня та у спів­авторстві з іншими спів­робітниками від­ділу — пальникове обладна­н­ня для його здійсне­н­ня. В. Сорока створив метод і спроєктував устаткува­н­ня для позапічного обробле­н­ня зварних швів великогабаритних виробів. Група під керівництвом Б. Сезоненка роз­робила контактний водопіді­грівач, завдяки якому Ін­ститут газу НАНУ від­мовився від центрального теплопо­стача­н­ня, створила нові кон­струкції теплооб­мін­ників — повітрона­грівачів, зокрема й вперше пласкі радіаційні на­грівачі. Т. Скотнікова спроєктувала енергоефективний теплоутилізатор зі спеціальними вставками для поліпше­н­ня теплооб­мін­них процесів у ньому. Група на чолі з В. Пікашовим вина­йшла метод чорні­н­ня поверх­ні труб, що до­зволив інтенсифікувати на­гріва­н­ня нафти у трубчастих печах нафтопереробної промисловості. Р. Пилипенко роз­робила серію швидкісних пальників кінетичного спалюва­н­ня газу, що забезпечують рівномірне на­гріва­н­ня поверх­ні виробів. Група С. Семерніна створила радіаційні ви­промінювальні труби та пласкі радіаційні на­грівачі для печей із захисними атмо­сферами. Під керівництвом В. Пікашова роз­вивавали наукові засади в галузі теплооб­міну в промислових паливних агрегатах, горі­н­ня палив різного походже­н­ня, їх взаємозаміще­н­ня, створе­н­ня від­повід­ного обладна­н­ня, новітніх систем та технологій термічної обробки матеріалів в промисловості. Найвагоміші роз­робки від­ділу 2003–23: енергоощадна система опале­н­ня великих обертових печей для випалу різних матеріалів (руди, вапняку, шамоту); обладна­н­ня та технологія викори­ста­н­ня скидних газів у промислових печах; система ро­зі­гріву промислових ковшів МНЛЗ комбінату «Азов­сталь» на основі пальника ГГПК-1,0; система опале­н­ня вертикальних стендів суші­н­ня і ро­зі­гріва­н­ня 250-ти тон­них металургійних ковшів на основі пальника ГНБ-1500; мультигазовий пальниковий при­стрій МГП-2,0 для системи опале­н­ня горну агломераційної машини КМ-14 металургійного комбінату «Запоріж­сталь» для роботи на скидних газах і, як резервного, на природному газі; ін­новаційний високо­продуктивний комплекс для виплавле­н­ня марочних алюмінієвих сплавів з брухту та від­ходів виробництва; модернізація системи опале­н­ня стендів ро­зі­гріву ковшів з викори­ста­н­ням сучасних пальників, що працюють на коксовому та коксодомен­ному газі; модернізація системи опале­н­ня стендів ро­зі­гріву сталероз­ливальних ковшів (встановлено модульно-струменеві рекуператори для пі­ді­гріву повітря спалюва­н­ня); піч-інсинератор та термоде­структор для термічного зне­шкодже­н­ня небезпечних від­ходів лікувальних закладів; нова система роз­морожува­н­ня сипких змерзлих вантажів у залізничних вагонах на Побузькому феронікелевому комбінаті (Голованівський р-н Кірово­градської обл.).