ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Основным источником горючих ВЭР являются технологические установки черной металлургии. Горючие ВЭР используют как топливо в техно­логических процессах, а также для нагрева воды, получения пара или электроэнергии. Использование горючих ВЭР позволяет сократить расход топлива в отрасли примерно на 26%.

ВЭР избыточного давления имеют место при эксплуатации технологи­ческих установок в металлургии и химии. Отработавшие газы с избыточ­ным давлением перед удалением в сети низкого давления или в атмосферу используют для выработки электроэнергии в газовых бескомпрессорных турбоустановках. Мощность этих установок 6… 12 МВт при внутреннем относительном КПД 85%.

Тепловые ВЭР в основном сконцентрированы в энергоемких процессах металлургии, химии, нефтепереработки, в газовой промышленности, в про­мышленности стройматериалов. В зависимости от температурного уровня различают ВЭР высокопотенциальные (570… 1500 К) и низкопотенци­альные (360… 500 К).

Высокопотенциальные ВЭР — это уходящие газы металлургических пе­чей, шлаки металлургических производств, уходящие газы газотурбинных установок компрессорных станций магистральных газопроводов, отходя­щие газы туннельных и вращающихся печей, вагранок, используемых в тех­нологии производства строительных материалов. Высокопотенциальные ВЭР используют на нагрев воздуха, поступающего для горения топлива, для получения горячей воды и пара в котлах-утилизаторах.

Низкопотенциальные ВЭР —это отработавший производственный пар паровых машин (молотов, прессов), нагретая вода после технологического оборудования, производственный конденсат, газы температурой до 500 К после технологических агрегатов, воздух, удаляемый из промышленных зданий, где имеют место значительные теплопоступления от технологиче­ского оборудования, а также промышленные стоки (сточные воды).

Отработавший производственный пар используют на технологические нужды, для теплоснабжения, выработки электроэнергии, а также комби­нированно для теплоснабжения, выработки электроэнергии и получения холода.

Использование отработавшего пара для технологических целей весьма разнообразно и решается в каждом конкретном случае индивидуально с учетом особенностей и режимов работы технологического оборудования.

В паровых системах теплоснабжения (рис. 16.2) отработавший пар после технологической установки очищают от механических примесей, агрессив­ных веществ, масел в фильтре и транспортируют к тепловому потребителю. При несоответствии режимов поступления теплоты от технологической установки с режимами теплопотребления в схему включают тепловой аккумулятор, в котором за счет избытка поступающей теплоты нагревается теплоаккумулирующее тело.

В водяных системах теплоснабжения отработавший пар используют для нагрева сетевой воды в контактных или поверхностных подогревателях.

В связи с возрастающим потреблением искусственного холода одним из перспективных путей является комплексное использование отработавше­го пара для теплохладоснабжения. Пар после технологического агрегата транспортируется через фильтр по паропроводу. В летний период пар направляется в абсорбционную холодильную машину, обеспечивающую холодом потребителя. Зимой пар поступает в теплообменник и нагревает сетевую воду для теплоснабжения потребителя. Такая схема позволяет использовать отработавший пар круглогодично.

Нагретая вода после технологического оборудования и производствен­ный конденсат используются для отопления, горячего водоснабжения, технологических нужд (рис. 16.3). Нагретую воду или производственный конденсат по трубопроводу транспортируют в сборную емкость, отку­да подают в теплообменник для подогрева водопроводной воды. После теплообменника греющий теплоноситель возвращают к технологическому оборудованию (нагретая вода) или к источнику теплоты (промышленный конденсат). Воду из водопровода насосом подают в теплообменник. После

	Г>
	$ | "" 1 1 1

Бак-аккумулятор

Сборная емкость

—§-4^1- I ▼ ▼ | Те\

Теплообменник I Е

■ s

………………………………………………………. j i *

К технологическому оборудованию

Рис. 16.3. Схема отбора тепловой энергии от технологического оборудования для

Горячего водоснабжения

Теплообменника горячая вода по трубопроводу поступает в бак-аккумуля­тор, а оттуда на водоразборную арматуру.

По аналогичным схемам может быть организовано использование теп­лоты нагретой воды и промышленного конденсата для отопления и техно­логических нужд.

Тепловая энергия газов температурой до 500 К от технологических агрегатов может быть использована для нужд отопления, горячего водо­снабжения и технологии. В установках, работающих на природном газе, в продуктах горения которого отсутствуют сернистые соединения и твердые частицы, утилизация теплоты может быть реализована в контактных теп­лообменниках. Эти теплообменники более дешевые и менее металлоемкие по сравнению с поверхностными теплообменниками. Они дают возмож­ность осуществить охлаждение газов до температуры ниже точки росы. При этом обеспечивается утилизация не только физической теплоты газов, но и теплоты парообразования содержащихся в них водяных паров.

От технологического оборудования

———- ►

%

Технологическая установка

Фильтр-влагоотделитель

Рис. 16.2. Схема использования отработавшего пара для теплоснабжения

Потребитель

-г*

В промышленных зданиях с большими теплопоступлениями от техноло­гического оборудования целесообразно организовать утилизацию теплоты удаляемого воздуха. Эту теплоту можно использовать для подогрева при­точного воздуха в системах зданий, где теплопоступлений нет. Разность
температур между удаляемым и приточным воздухом невелика, вследствие чего площадь поверхности и металлоемкость теплообменников-утилизато­ров получаются большими. Вместе с тем, утилизационные устройства оку­паются за 2… 3 года. Для утилизации теплоты могут быть использованы рекуперативные пластинчатые теплообменники, регенеративные вращаю­щиеся теплообменники, теплопередающие трубы, а также устройства с промежуточным теплоносителем. Теплопередающие трубы изготавливают в различном конструктивном исполнении. Их размещают в кондиционерах, приточно-вытяжных агрегатах, воздуховодах.

Утилизационное устройство с промежуточным теплоносителем состоит из теплообменников, автоматического регулятора, системы трубопроводов, циркуляционного насоса, перепускной линии. В холодный период года в теплообменнике, размещенном в потоке удаляемого из помещения теплого воздуха, промежуточный теплоноситель подогревается. По трубопроводам циркуляционным насосом промежуточный теплоноситель транспортиру­ется в теплообменник, где нагревает приточный воздух. Режимы рабо­ты устройства регулируют перепуском части теплоносителя с помощью автоматического регулятора. В этом устройстве теплообменники могут быть размещены как в непосредственной близости, так и на значительном расстоянии друг от друга, что упрощает конфигурацию воздуховодов. В качестве промежуточного теплоносителя могут быть использованы водные растворы солей натрия, магния, кальция или вода.

Сточные воды промышленных предприятий наряду с низкой температу­рой характеризуются высокой коррозионной активностью, что затрудняет их использование. Вместе с тем перспективным является использование этого теплоносителя для обогрева грунта и воздуха в парниках. Для систем отопления парников используют асбоцементные или пластмассовые трубы, не подвергающиеся коррозии.

Из числа других источников наиболее мощной является солнечная энергия. Энергия солнечного света, падающего на земную поверхность в течение одного дня, может удовлетворить годовую потребность человече­ства в энергии. Пути преобразования солнечной энергии разнообразны.