Определение экономии топлива от использования ВЭР

Основной эффективности использования ВЭР является достигаемая при этом экономия первичного топлива и обеспечиваемая за этот счет экономия затрат по добыче и транспорту топлива.

Важнейшим условием для определения экономической эффективности использования ВЭР является определение вида и количества топлива, которое экономится при утилизации ВЭР. Величина экономии топлива зависит от направления использования ВЭР и схемы энергоснабжения предприятия, на котором они используются.

При использовании тепловых ВЭР экономию топлива определяют расходом топлива в основных (замещаемых) энергетических установках на выработку такого же количества и тех же параметров тепла, что получено за счет ВЭР. При силовом направлении использования ВЭР экономию топлива определяют затратами его выработку в основных энергетических установках количества электроэнергии, равного выработке ее в утилизационных установках.

Экономию топлива за счет использования ВЭР определяют по величине утилизованных ВЭР. При тепловом направлении использования ВЭР в раздельной схеме энергоснабжения предприятия экономию топлива определяют по формулам:

1н ИППКЮВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ 173

· при использовании теплоэнергии, выработанной за счет ВЭР в утилизационных установках или полученной непосредст-иенно в качестве ВЭР:

B_ЭK=b₃Q_T ϭ = b₃Q_И; (7.16)

при использовании холода, полученного в утилизационной абсорбционной холодильной установке:

B_ЭK = b₃ (Q_X / ε) (7.17)

где Q_T — выработка тепловой энергии в утилизационной установке за счет ВЭР; Q_И — использование тепловых ВЭР; ϭ — коэффициент использования выработки; Q_x — выработка холода за чет ВЭР; ε — холодильный коэффициент; b₃ — удельный расход топлива на выработку тепловой энергии в замещаемой котельной установке, т у. т./Гкал или т у. т./ГДж:

b₃ = 0,143 / η_ЗАМ или b₃ = 0,0342 / η_ЗАМ (7.18)

здесь 0,143; 0,0342 — коэффициенты эквивалентного перевода соответственно 1 Гкал и 1 ГДж в тонну условного топлива; η_ЗАМ — КПД энергетической установки, с показателями которой сопо­ставляется эффективность использования ВЭР. Такого рода энер­гетические установки именуются обычно «замещаемыми уста­новками». В зависимости от конкретных условий энергоснабже­ния в качестве замещаемой установки могут рассматриваться промышленные котельные, котельные ТЭЦ с соответственно раз­личными КПД.

Коэффициент о, представляющий собой долю используемой потребителями выработки тепловой энергии за счет ВЭР, в зна­чительной мере зависит от несовпадения режимов выхода ВЭР и потребления утилизационной тепловой энергии в часовом, су­точном и годовом разрезе. Путем соответствующего подбора по­требителей и их кооперирования следует обеспечить максималь­ное использование выработки и повышение значения коэффици­ента о до единицы.

При комбинированном энергоснабжении предприятия от за­водской или районной теплоэлектроцентрали, использование те­пловых ВЭР для теплоснабжения приводит к снижению эконо­мичности работы ТЭЦ вследствие уменьшения тепловой нагруз-

Глава 7

IК ПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ 175

 

ки отборов турбин. В этом случае экономию топлива за счет ВЭР. определяют с учетом перерасхода топлива на ТЭЦ по формуле:

В_ЭК = Q_И (1 – э(q_K – q_T))/ (0,143/η_ТЭЦ) (7 19)

Здесь э — удельная выработка электроэнергии по теплофика­ционному циклу турбинами замещаемой ТЭЦ на единицу отпу­щенного потребителям тепловой энергии; η_ТЭЦ — КПД котель­ной ТЭЦ; q_K — удельный расход тепловой энергии на выработку электроэнергии в энергетической системе или теплофикационной турбиной по конденсационному циклу; q_Т — удельный расход тепловой энергии на выработку электроэнергии на замещаемой ТЭЦ по теплофикационному циклу.

При силовом направлении использования ВЭР экономию пер­вичного топлива определяют по формуле:

В_ЭК =b_Э W (7.20)

Здесь b_Э — удельный расход топлива на выработку электроэнер­гии в энергетической системе или на замещаемой установке, с показателями которой сравнивается эффективность использо­вания ВЭР; W — выработка электроэнергии или механической работы утилизационными установками за счет ВЭР.

При комбинированном направлении использования ВЭР и комбинированной схеме энергоснабжения предприятия экономию топлива за счет ВЭР можно определять по формуле:

В_ЭК = 0,143 Q_T / η_ТЭЦ * (1+э q_T - q_K(э-э_У) / (1 + э_У q_TУ) (7.21)

Здесь Q_T — количество пара теплоутилизационных установок, поступающего на утилизационную турбину; э_У, q_TУ — удельная выработка электроэнергии и удельный расход тепловой энергии на выработку электроэнергии на утилизационной ТЭЦ; э, q_T — то же на замещаемой ТЭЦ.

Если известны величины отпуска тепловой энергии и выра­ботки электроэнергии утилизационной турбиной экономию топ­лива можно определить как сумму экономии топлива за счет использования тепловой энергии и электроэнергии.

При топливном направлении использования горючих ВЭР экономию топлива определяют из выражения:

В_ЭК = 0,143 Q_И (η_ВЭР /η_Т) = В_И (η_ВЭР /η_Т) (7.22)

где Q_И — величина использования горючих ВЭР, Гкал; В_И — то же в единицах условного топлива; η_ВЭР — КПД топливо-

использующего агрегата при работе на горючих ВЭР; η_Т — КПД гот же агрегата при работе на первичном топливе.

Величина отношения КПД в формуле (7.22) зависит в основ­ном от физических свойств горючих ВЭР. Для высококалорий­ных горючих ВЭР это отношение в большинстве случаев может быть принято равным единице. При использовании горючих ВЭР в специальных теплоутилизационных установках для выработки пара (как, например, химическая энергия конверторных газов в охладителях с доступом воздуха) — экономию топлива нужно определять по формулам (7.16, 7.19 или 7.21).

Формулы 7.19, 7.21 и 7.22 используют при измерении тепла в Гкал. Если тепловая энергия измеряется в ГДж, то коэффициент 0,143 в этих формулах необходимо заменить на 0,0342.

По вышеприведенным формулам (7.16)-(7-22) определяют экономию топлива для всех категорий использования ВЭР: возмож­ная, экономически целесообразная, планируемая и фактическая.

По результатам расчетов возможной и фактической (плани­руемой) экономии топлива за счет использования ВЭР определя­ется коэффициент утилизации ВЭР, характеризующий степень использования отдельных видов ВЭР на предприятии, по республи­ке, по экономическому району и отрасли промышленности в целом.

Рис. 7.2. Схема расчета экономии топлива за счет использования ВЭР

Обобщенная схема расчетов экономии топлива при исполь­зовании ВЭР показана на рис. 7.2.

Глава 7

7.4. ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЭР ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ИХ УЧЕТ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Горючие ВЭР как дополнительные ресурсы топлива обра­зуются, в основном, в четырех отраслях промышленности: чер­ной металлургии, химической, нефтехимической и целлюлозно-бумажной.

На предприятиях черной металлургии к горючим ВЭР от­носят доменный, конвертерный и ферросплавный газы. Из трех видов горючих ВЭР наиболее полно используется доменный газ в качестве котельно-печного топлива на ТЭЦ, в котельных и тех­нологических печах. Значительная часть этого газа — (34%) потребляется в самом доменном цехе на отопление воздухонагре­вателей.

Потери доменного газа в среднем по отрасли составляют 5,5% и приближаются к технически неизбежным, которые оценивают в 5% выхода.

Ресурсы конвертерного газа при охлаждении его без доступа воздуха составляют в настоящее время около 400...450 тыс т у. т., но в современных условиях ввиду неравномерного выхода и труд­ности аккумуляции, конвертерные газы практически не использу­ются в качестве топлива, а сжигаются на свечах.

Ферросплавный газ применяется в качестве топлива в энерге­тических котлах и технологических печах для обжига извести.

В настоящее время на металлургических заводах утилизиру­ется примерно 30% имеющихся ресурсов ферросплавного газа.

В химической промышленности горючие ВЭР образуются в производствах аммиака, метанола, капролактама, ацетилена, каустической соды, фосфора и в производствах органического синтеза. В производстве аммиака горючими ВЭР являются ок­сид-углеродная фракция, танковые, ретурные и продувочные газы, а также жидкие углеводороды, в производствах метанола и капролактама — продувочные газы, в производстве ацетиле­на — сажевый шлам, в производстве каустической соды — водо­родный газ, в производстве фосфора печной газ.

Недостаточный уровень использования горючих ВЭР в отрас­ли объясняется тем, что некоторые их виды в силу ряда объектив­ных причин совсем не используются. В настоящее время практи­чески не применяется печной газ производства фосфора из-за его взрывоопасности, не совсем решен еще вопрос об использовании избыточного водорода в производстве каустической соды. С низ-

III ПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ 177

кой степенью используются продувочные газы в производстве ме-танола по старым схемам и ретурные газы в производстве аммиа­ка В отрасли ведутся разработки использования указанных ВЭР в качестве топлива.

В нефтехимической промышленности образуются следу­ющие виды горючих ВЭР: абгаз и мототопливо (жидкие углево­дороды) производства синтетического каучука (СК), метаново-дородная фракция (МВФ) производства этилена и отходящие.инь/ производства технического углерода (сажи).

Значительным резервом экономии топлива является использо-вание отходящих газов производства технического углерода.

В целлюлозно-бумажной промышленности горючими ВЭР являются: сульфатный и сульфитный щелоки, кора и древесные Отходы. Наряду с использованием в качестве топлива, сульфит­ный щелок, кора и древесные отходы используются также по то-варному направлению.

Одним из перспективных направлений энергосбережения, требующим для своей реализации совместных координирован­ных усилий предприятий — с одной стороны, и научно-исследо­вательских и проектных организаций, обеспечивающих разработ­ку схем теплоснабжения и служб эксплуатации источников теп-лоснабжения — с другой стороны является комплексное исполь­зование ВЭР в схемах теплоснабжения. Хозяйственный механизм до недавнего времени не способствовал проведению таких работ, часто ведомственные интересы поставщиков тепловой энергии и его потребителей сводились к стремлению, с одной стороны, увеличить мощности источников теплоты, а с другой, исключить его экономное потребление. По установившейся традиции проек­тировщики схем теплоснабжения вынуждены и сегодня разраба­тывать схемы теплоснабжения на основе выданных предприятиям и потребителям завышенных тепловых нагрузок. Такая практика разработки схем теплоснабжения становится своего рода защитой для предприятий промузлов от необходимости проводить энер­гичную энергосберегающую политику. Выборочная экспертиза проектов промышленных предприятий показывает, что с учетом реальных возможностей энергосбережения тепловые нагрузки многих потребителей могут быть снижены на 20...30% и более.

Если сопоставить потребность отраслей в тепловой энергии без учета энергосбережения, т. е. по заявляемым перспективным нагрузкам, с данными, учитывающими возможности резервов энергосбережения, то в таких теплоемких отраслях как химия

Глава 7

и нефтехимия без учета энергосбережения на перспективу не­обоснованно планируется рост теплопотребления по предприя­тиям на 20...50%. Анализ показывает, что с учетом реальных ре­зервов энергосбережения потребность в тепловой энергии на тех же предприятиях может быть уменьшена на 30...40%.

Данные анализа энергопользования на промузлах показыва­ют, что основным резервом экономии тепловой энергии являются ВЭР. К ним относятся: потери теплоты с отработанным энергоно­сителем (уходящие газы топливных агрегатов, конденсат тепло-потребляющих агрегатов и т. п.), потери теплоты в окружающую среду и потери теплоты, обусловленные особенностями техноло­гии (это потери с отходами производства, полупродуктом и про­дуктом). Наименьший КПД в промышленности и соответственно наибольший выход ВЭР имеют тошшвно-использующие агрега­ты — различного рода печи во всех отраслях промышленности. Теплота уходящих газов от этих агрегатов представляет собой наиболее распространенный вид ВЭР. Поэтому, чем больше пред­приятия промузла потребляют топлива прямого использования, т. е. для энергоснабжения технологических агрегатов, тем боль­ше выход ВЭР и тем больше возможность покрытия тепловых нагрузок за счет их использования.

По промышленности в целом выход ВЭР, включая низкопо­тенциальную теплоту уходящих газов, тепловых стоков и вент-выбросов составляет около половины всего их энергопотребле­ния. Следовательно, важнейшей задачей при оценке возможно­стей энергосбережения на промузлах является анализ их энерго­потребления, структуры, характеристики потребителей с целью выявления объемов выхода ВЭР и их возможного использования. Приступая к разработке схем теплоснабжения целесообразно предварительно провести анализ заявляемых тепловых нагрузок с учетом данных о выходе и возможном использовании ВЭР на промузле. Технико-экономические расчеты эффективности реа­лизации резервов энергосбережения, сопоставление затрат на энергосбережение с затратами на сооружение дополнительных источников теплоснабжения позволяют обоснованно снижать за­являемые тепловые нагрузки предприятий.

При таких расчетах необходимо учитывать кроме того эколо­гический эффект, как от использования ВЭР (обычно не учиты­вается), так и от уменьшения мощности источников теплоснабже­ния. Во многих случаях экологический эффект от использования ВЭР превышает энергетический и является дополнительным важ­ным стимулом в реализации мероприятий по использованию ВЭР.

II' IК МИЛОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ 179

Проводимые исследования на промузлах показывают, что при анализе резервов экономии тепловой энергии на предприятиях Кроме использования ВЭР большой эффект дают такие крупные Мероприятия, как:

· регулирование режимов теплопотребления;

· внедрение систем автоматического контроля и учета за расхо­дом тепловой энергии на стадии потребления;

· анализ возврата конденсата и повышение степени его ис­пользования;

· анализ удельных расходов тепловой энергии основного тех­нологического оборудования, сравнение их с современным уровнем и рекомендации по внедрению современного обору­дования и технологических процессов;

· обоснованное использование теплоты вентиляционных вы­бросов.

Учет этих мероприятий на промузле должен явиться серьез­ным фактором снижения заявляемых нагрузок. Проведение таких технико-экономических расчетов обосновывает не только сниже­ние тепловых нагрузок, но и экономию энергоресурсов, получа­емую от разработки оптимизированной схемы с учетом этих мероприятий, экономию капитальных затрат из-за уменьшения количества производимой и распределяемой тепловой энергии и улучшение экологических показателей на предприятиях и ис­ки пиках теплоснабжения.

Проведение таких технико-экономических расчетов позволит разрабатывать схемы теплоснабжения с учетом реальных возмож­ностей энергосбережения.

7.5. ОПЫТ ЭКОНОМИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЭР

Пример эффективной утилизации тепла в производстве сер­ой кислоты показан на рис. 7.3. На нефтеперерабатывающих за-водах при переработке сернистых нефтей образуется сероводо-род, который используется для получения серной кислоты и эле-ментарной серы.

Получение серной кислоты на нефтеперерабатывающих заводах осуществляется с помощью процесса мокрого катализа, состоящего из трех процессов: сжигания сероводорода; окисле-ния образующегося сернистого ангидрида в серный и выделение серной кислоты. Сероводород сжигается в топке котла-утилиза-ра типа ПКС-10/40.

Глава 7

МПМ ПЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ 181

 

Рис. 7.3. Схема производства серной кислоты и утилизации тепловой энергии:

1 — котел-утилизатор ПСК-10/40; 2 — контактный аппарат; 3 — башня-конденсатор; 4 — электрофильтры; 5 — сборник серной кислоты; 6 — холодильник; 7 — воздуходувка; 8 — насос; I — сероводородный газ; II— воздух; III — SO-, + Н₂0; IV— серная кислота на склад

При сжигании сероводорода образуется значительное коли­чество тепловой энергии, которая используется для получения перегретого пара давлением 4,0 МПа и температурой 360 °С. Вы­работка тепла на 1 т серной кислоты достигает 0,75 Гкал.

При сжигании сероводорода (рис. 7.3) образующийся сер­нистый ангидрид S0₂ и пары воды направляются в контактный аппарат 2, где, пройдя через слой катализатора, сернистый ангид­рид окисляется в серный S0₃. Из контактного аппарата газ, со­держащий S0₃, и пары воды поступают в башню-конденсатор 3, заполненную кольцевой насадкой, орошаемой слабой серной кис­лотой. Температура орошающей кислоты на входе в башню со­ставляет 50...60 °С, на выходе из башни 80...90 °С. При охлажде­нии газа серный ангидрид и пары воды образуют пары серной кислоты. В нижней части башни происходит быстрое охлажде­ние газа и возникает его перенасыщение парами серной кислоты. Часть паров конденсируется в виде тумана, который выделяется в электрофильтре.

Использование низкопотенциальной тепловой энергии отопительно-вентиляционным агрегатом. Предусмотрено ис­пользование тепловой энергии охлаждающей воды с температу­рой 28...35 °С от технологического оборудования для подогрева в специальном агрегате наружного воздуха, поступающего в при­точные камеры отопительно-вентиляционных систем.

Отопителыю-вентиляционный агрегат (рис. 7.4) состоит из калорифера 1, контактной камеры, разделенной на ступени про-

межуточного 2 и предварительного 3 нагрева, водораспределителя 5, установленного между ступенями 2 и 3. Агрегат имеет систему защиты от обмерзания, состоящую из обогреваемой Опорной решетки 6, насадки ступени 5, греющей рубашки 7 ниж­ней части ступени 3; каплеуловителя 8, поддона 9, вентилятора с электродвигателем 10, промежуточного поверхностного теплообменника 11, циркуляционного насоса 12 с регулировочным клапаном 13 для подачи воды в градирню.

Отопительно-вентиляционный агрегат работает следующим Образом.

Наружный воздух с отрицательной температурой подается вентилятором 10 под насадку ступени 3 предварительного нагрева. В насадке воздух контактирует с водой, подаваемой через допол­нительный водораспределитель 5, и водой, стекающей с насадки 2 промежуточного нагрева. Нагревание и увлажнение происходят и насадке ступени 2 промежуточного нагрева при контактирова­нии с водой, подаваемой через водораспределитель 4. После про­хождения через каплеуловитель 8 воздух подогревается до требу­емой температуры в калорифере 1 и подается в систему приточ­ной вентиляции.

"12 '13

Рис. 7.4. Принципиальная схема отопительно-вентиляционного агрегата:

1 - калорифер; 2 — ступень промежуточного нагрева; 3 — ступень предварительного нагрева; 4 — водораспределитель; 5 — дополнительный водораспределитель; б — опорная решетка; 7 — греющая рубашка; 8 — каплеуловитель; 9 — поддон; 10 — вентилятор с электродвигателем; 11 — теплообменник; 12 — насос; 13 — клапан; I — линия оборотной воды от оборудования; II — линия высокотемпературного теплоносителя (горячая вода из теплосети); III — линия обратной воды в теплосеть; IV — линия воды на градирню; V — линия холодного воздуха; VI — линия нагретого воздуха

Глава 7

И.ЮВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ 183

 

Нагретая охлаждающая вода, поступающая из производствен­ных цехов от охлаждения оборудования, разделяется на два по­тока: первый поступает в водораспределитель 5, и отдавая тепло холодному воздуху в насадке 3, стекает в поддон 9, а второй — направляется в теплообменник 11, где подогревается обратной водой и направляется в водораспределитель 4.

Вода из поддона насосом 12 направляется по обратному тру­бопроводу в градирню.

Высокотемпературный теплоноситель из подающей магист­рали системы теплоснабжения последовательно проходит кало­рифер 1 и промежуточный поверхностный теплообменник 11 циркуляционного контура агрегата и при 20...30°С поступает в обратную магистраль системы теплоснабжения.

Годовая экономия от его использования составляет 14 тыс ГДж тепловой и 66 тыс кВт-ч электрической энергии. Срок окупа­емости затрат — 2 года. Применяется на предприятиях машино­строения и других отраслей промышленности.

Использование теплоты уходящих газов в производст­венной котельной. Теплоснабжение одного из цехов ПО Мос-проммеханизация осуществляется от котельной, в которой уста­новлены три паровых котла МЗК-7 производительностью 1 т/ч каждый. Котлы оснащены горелочными устройствами для рабо­ты на природном газе низкого давления (резервное топливо — мазут). Конструкция котлов предусматривает их работу под над­дувом, осуществляемым индивидуальными дутьевыми вентиля­торами. Удаление продуктов сгорания из котлов производится за счет давления наддува через индивидуальные металлические дымовые трубы.

С целью использования тепловой энергии уходящих газов для нужд горячего водоснабжения и нагрева воды для котельной была спроектирована и смонтирована за одним из котлов теплоутилиза­ционная установка с котактным экономайзером (рис. 7.5), рас­положенным над котлом на отметке 3 м. Для подачи газов через экономайзер на выходе их установлен отсасывающий вентилятор Ц13-50 № 3 (п = 1440 об/мин). Предусмотрена возможность ра­боты котла как с утилизационной установкой, так и без нее (с помощью переключающих заслонок). При отключенном эко­номайзере заслонка 3 закрыта, а заслонка 2 открыта. При под­ключении экономайзера заслонка 2 закрывается, открывается за­слонка 3, включается отсасывающий вентилятор 5, и газы из кот­ла 1 направляются в экономайзер 4.

Рис. 7.5. Теплоутилизационная установка с контактным экономайзером:

1 - котел; 2, 3 — заслонки; 4 — экономайзер; 5 — вентилятор; 6 — бак;

7 - насос; 8 — теплообменник; 9 — пароводяной бойлер; 10 —

регулирующий клапан; 11 — бак горячей воды; 12 — насос; 13 — душевые

Установка работает следующим образом. Уходящие газы из Котла 1 поступают в нижнюю зону экономайзера 4, проходят че-рез слой насадки и выбрасываются в дымовую трубу. Подлежа­щая нагреву вода из оросителя струями подается на слой насадки, Ьтекает в поддон, из которого по переточной трубе сливается к промежуточный бак 6, оттуда циркуляционным насосом 7 на­правляется в водо-водяной теплообменник 8, затем охлажденная пода через ороситель поступает в экономайзер. Холодная вода in водопровода направляется в теплообменник 8, нагревается и нем и сливается в бак горячей воды 11. Отсюда нагретая вода насосом 12 направляется в душевые 13.

Испытания показали, что при использовании контактного экономайзера КПД МЗК-7 увеличился с 82 до 93% (по высшей теплоте сгорания топлива). Наряду с этим был выявлен и суще­ственный недостаток установки. При эксплуатации наблюдались крайне низкие скорости движения нагреваемой воды в трубках (0,05...0,09 м/с) и особенно греющей воды в межтрубном про­странстве (0,01...0,014 м/с).

В связи с указанным недостатком теплоутилизационная уста­новка была оборудована секционными водо-водяными тепло­обменниками с требуемыми характеристиками: диаметр трубок секций — 57/50 мм, длина — 4 м, площадь поверхности нагрева секций — 0,75 м², число секций — 7.

Глава 7

К ПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ

 

Согласно новой схеме предусмотрен двухступенчатый нагрев водопроводной воды в водо-водяных теплообменниках 8 и паро­водяном бойлере 9.

При испытании модернизированной схемы было установле­но, что в водо-водяных теплообменниках водопроводная вода в количестве 2,4 м³/ч нагревалась до 44...45 °С, КПД установки составил 95% (по высшей теплоте сгорания топлива). Догрев воды до более высокой температуры (50...60 °С) должен произ­водиться в пароводяном бойлере. Изменение подачи пара на бой­лер производится регулирующим клапаном 10 по импульсному сигналу о температуре воды в баке-аккумуляторе. Для производ­ственных душевых нормативная температура воды составляет 37 °С, т. е. достаточен нагрев воды только в водо-водяных тепло­обменниках. Если же требуется более горячая вода, то после водо-водяных теплообменников ее следует догревать в пароводяном бойлере. Так, в случае нагрева воды до 50 °С на пар приходится небольшая часть полезной теплопроизводительности.

Рациональное использование теплоты сгорания сбросных технологических газов термических печей. В машиностроении широко применяют термическую обработку изделий в контроли­руемой атмосфере эндогаза (отжиг, нормализация, закалка, а так­же цементация малоуглеродистых сталей).

Рис. 7.6. Схема утилизации тепла сбросных технологических газов:

1 — контактно-поверхностные водонагреватели; 2 — подвод эндогаза; 3 — промежуточный водонагреватель; 4 — бак-аккумулятор; 5 — моечная ма­шина; 6 — циркуляционный насос; 7 — подвод холодной воды; 8 — регулятор расхода подпиточной воды; 9 — вентилятор

В настоящее время тепловая энергия сгорания эндогаза не используется из-за невысокой калорийности и низкого давления, при котором он сжигается в свечах. Однако на крупных предприятия общее количество теряемой при этом теплоты весьма значительно. Так, в термическом цехе долотного завода, где установлены химико-термические агрегаты ОКБ-2148, сжигается 50 м^:7ч эндогаза, что соответствует тепловой мощности 645 кВт. у теплоту целесообразно использовать для нагрева воды на технологические нужды и для теплоснабжения предприятия.

%Ь. Q, ы}/ч

Нa заводе наиболее простой Казалась схема (рис. 7.6) местно-технологического горячего водоснабжения моечных машин, вхо­дящих в состав химико-термичес­ких агрегатов ОКБ-2148. Как по­казали расчеты, за счет сжигания эндогаза можно также покрыть расход теплоты на нужды системы горячего водоснабжения бытовых помещений цеха (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Зависимости тем­пературы нагрева воды tB и отходящих газов tT от рас­хода при разной высоте на­садочной камеры Н

Для утилизации теплоты сжигания эндогаза предложено ис­пользовать контактно-поверхностный водонагреватель с контактной камерой насадочного типа. Прове­дены натурные исследования теп­лотехнических характеристик аппарата, в котором высота наса-дочной камеры из керамических колец Рашига (60x50x5 мм) из­менялась от 0,3 до 0,5 м, при этом объем насадочной камеры составлял 0,043...0,072 м³, а площадь поверхности топки аппа­рата — 0,6 м².

С помощью такого аппарата можно нагреть воду до 90 °С, при этом температура отходящих газов не превышает 55 °С. При работе аппарата в режиме горячего водоснабжения его тепловая мощность составляет 34 кВт.

В связи с тем, что нагретая контактным способом вода имеет повышенное содержание кислорода и углекислого газа и являет­ся коррозионно-активной, целесообразно присоединение потре­бителей по независимой схеме. Учитывая, что режимы нагрева воды и ее потребления не совпадают по времени, необходимо устройство бака-аккумулятора. В качестве промежуточного водо­нагревателя могут использоваться как скоростные водо-водяные

Глава

 

нагреватели, так и емкостные, в виде змеевика, встроенного в бак-аккумулятор.

Применение предложенного способа в условиях термического цеха долотного завода позволило обеспечить цех горячей водой для технологических и бытовых нужд, повысить энергетические показатели оборудования и сэкономить около 650 т у. т. в год.

Контрольные вопросы

1. Что понимают под ВЭР?

2. Что понимают под коэффициентом утилизации ВЭР?

3. Как определяют выход и использование ВЭР?

4. Как определяют экономию топлива от использования ВЭР?

5. Как повысить эффективность использования ВЭР в схемах тепло­снабжения при эксплуатации и проектировании?

6. Расскажите об опыте утилизации теплоты в производстве серной кислоты.

7. Как можно использовать низкопотенциальную тепловую энергию в отопительно-вентиляционном агрегате?

8. Как молено использовать теплоту уходящих газов в производствен­ной котельной?

9. Как можно рационально использовать теплоту сгорания сбросных технологических газов термических печей?

Глава 8

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОТХОДОВ,

ЭНЕРГИИ МАЛЫХ РЕК

И ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: