Общая характеристика вторинних енергоресурсів (ПЕВ) та його классификация

Коммунально-строительный технікум Якутського державного інженерно технічного института.

Общая характеристика вторинних енергоресурсів (ПЕВ) та його классификация.

Выполнили: студенти 3-го курсу грн. ТиТО-2000 Сорокін Андрій і Сорокін Роман.

Проверил: викладач за курсом «Теплотехнічне устаткування» Аганина М.И.

г. Якутськ 2002 г.

| |Стор.| |Запровадження: |2 | |Класифікація вторинних енергетичних ресурсів (ПЕВ) |3 | |промисловості: | | |Загальна характеристика ПЕВ промислових підприємств: |4 | |ПЕВ електростанцій: |6 | |Використання ПЕВ у промисловості: |7 | |Показники використання ПЕВ: |8 | |Розрахунок ПЕВ економічну ефективність: |9 | |Укладання: |11 | |Список використовуваної літератури: |11 |.

Прогресивне напрям та розвитку промисловості - створення безвідхідних виробництв, за технологією яких використовують все елементи виробничого процесу, і навіть енергія реакції технологічних процесів щоб одержати корисною продукції. Одержуваний з поза енергія необхідні лише для запуску і резервування, тобто безаварійної зупинки технологічного процесу. Так було в час використовуються технологічні процеси виробництва аміаку, метанолу, вищих спиртів і деяких інших хімічних продуктів, засновані на принципі энерготехнологического комбінування з максимальним використанням виділеної енергії що за різних реакциях.

Нині й у найближчій перспективі ще існуватимуть технологічні процеси з матеріальними і енергетичними відходами. На технологічний процес витрачається певна кількість палива, електричної й теплової енергії. З іншого боку, самі технологічні процеси протікають із різних енергетичних ресурсів — теплоносіїв, горючих продуктів, газів і рідин з надмірною тиском. Проте чи все кількість цієї енергії використовують у технологічному процесі чи агрегаті; такі невикористовувані у процесі (агрегаті) енергетичні відходи називають вторинними енергетичними ресурсами (ВЭР).

Кількість які виникають вторинних енергетичних ресурсів досить велике. Тому корисне їх використання — одне з найважливіших напрямів економії енергетичних ресурсів. Утилізація цих ресурсів пов’язані з певними витратами, зокрема і капітальними, тому виникає необхідність економічної оцінки доцільності такий утилизации.

Під ПЕВ розуміють енергетичний потенціал продукції, відходів, побічних і проміжних продуктів, які виникають при технологічними процесами, в агрегатах і установках, який використовують у самому агрегаті, а може бути частково чи цілком використовуватися для енергозбереження інших агрегатів (процесів). Термін «енергетичний потенціал» тут слід розуміти у сенсі, воно означає наявність певного запасу енергії - хімічно пов’язаного тепла, фізичного тепла, потенційної енергії надлишкового тиску й напору, кінетичній енергії та інших. Хімічно пов’язане тепло продуктів топливоперерабатывающих установок (нафтопереробних, газогенераторних, коксовальных, вуглезбагачувальних та інших.) до ПЕВ не относятся.

Класифікація вторинних енергетичних ресурсів промышленности.

ПЕВ промисловості діляться втричі основні группы:

— горючие,.

— тепловые,.

— надлишкового давления.

Горючі (паливні) ПЕВ — хімічна енергія відходів технологічних процесів хімічної промисловості та термохимической переробки, що якраз: — побічні горючі гази плавильних печей (доменний газ, колошниковый, шахтних печей і вагранок, конверторний і т.д.),.

— горючі відходи процесів хімічної промисловості та термохимической переробки вуглецевого сировини (синтез, відходи електродного виробництва, горючі гази і при отриманні вихідного сировини для пластмас, каучуку і т.д.),.

— твёрдые і рідкі паливні відходи, не використовувані (не придатні) задля її подальшого технологічної переработки,.

— відходи деревообробки, щелока целлюлознопаперового производства.

Горючі ПЕВ використовують у основному як паливо і трохи (5%) на не паливні потреби (переважно у ролі сырья).

Теплові ПЕВ — це тепло відведених газів під час спалювання палива, тепло води чи повітря, використаних для охолодження технологічних агрегатів і установок, теплоотходов виробництва, наприклад, гарячих металургійних шлаков.

Однією з дуже перспективних напрямів використання тепла слабко нагрітих вод є застосування про теплових насосів, які працюють у до того ж принципу, як і компрессорный агрегат в домашньому холодильнику. Тепловий насос відбирає тепло від сбросной води та акумулює теплову енергію за нормальної температури близько 90 відсотків °З, інакше кажучи, цю енергію стає придатної від використання в системах опалення й вентиляции.

Слід зазначити, що поки ще дуже багато теплової енергії втрачається за так званому «скиданні» промислових стічних вод мовби, мають температуру 40 — 60 °З повагою та більш, при відведення димових газів з температурою 200 — 300 °З, соціальній та вентиляційних системах промислових і громадських організацій будинків, тваринницьких комплексів (температура удаляемого з цих приміщень повітря щонайменше 20 год 25 °С).

Особливо значні обсяги теплових вторинних ресурсів у чорної металургії, у газовій, нафтопереробної та нафтохімічної промышленности.

ПЕВ надлишкового тиску (напору) — це потенційна енергія газів, рідин і сипучих тіл, які покидають технологічні агрегати з надмірною тиском (напором), що слід знижувати перед наступної щаблем використання тих рідин, газів, сипучих тіл або за викиді в атмосферу, водоёмы, ёмкости та інші приёмники. Сюди належить надлишкова кінетична энергия.

Побічні енергетичні ресурси надлишкового тиску перетворюються на механічну енергію, яка чи використовується для приводу механізмів і машин чи перетворюється на електричну энергию.

Прикладом застосування цих ресурсів може бути використання надлишкового тиску доменного газу утилізаційних біс компресорних турбінах розробки електричної энергии.

Загальна характеристика ПЕВ промислових предприятий.

|Первинні |ПЕВ | |енергетичні ресурси | | | |Різновиду |Характеристика, | | |енергоресурсів |якісних параметрів | |Твердий рідке, |Що Відходять горючі гази | | |газоподібне паливо |коксових і доменних | | |чи електроенергія для |печей: | | |обслуговування |а) коксовий газ — |а) Теплота згоряння: | |технологічних високо |продукт випалу коксу в | | |температурних процессов|коксовых печах. |[pic]= 1760 год 1800 | |(промислові печі) і | |кДж/м3 | |що охолоджує введення. | |Склад газу: СО2=2ч4%; | | | |ЗІ= 6 год 8%; Н2 = 55ч | | | |62%; | | | |СН4 = 24 год 28%; | | | |етилен, | | |б) доменний газ — |пропілен та інших. = 2 год 3%| | |побічний продукт |; | | |доменного производства,|N2 = 3 год 2%; О2 = 0,4 год| | |виходить в результате|08%, щільність 0,4 — | | |неповного згоряння |0,55 кг/м3. | | |коксу. |Вибухонебезпечне. | | | |б) [pic]= 3350 год 4610 | | | |кДж/м3 | | | |Склад газу: | | | |СО2=10ч12,5%; | | | |СО=28,5ч30,5%; | | | |Н2=1,5ч3,8%; | | | |N2 = 58 год 59,5%; | | | |О2 = 0,1 год 0,2%, | | |в) феросплавний газ — |щільність 1,28ч1,3 | | |виплавка феросплавів в|кг/м3, теоретична | | |електропечах. |температура горіння 1430| | | |- 1500 °З, для спалювання | | | |1МДж газу потрібно | | | |теоретично необхідне| | | |кількість кисню | | | |0,19 м³. | | |Що Відходять горючі гази |в) [pic]= 11 300 кДж/м3 | | |підприємств нафтової |Склад: | | |промисловості. |ЗІ = 85%; Н2 = 4%; | | |Що Відходять гарячі гази | | | |промислових печей. |N2 = 5,6%; О2 = 1%;| | |Нагріта охлаждённая | | | |вода і пар |СО2=3%; | | |випарного |сероводород=0,4%. | | |охолодження промышленных|Высокотоксичный, | | |печей. |вибухонебезпечний газ. | | |Тепло, що виділяється |[pic]=10 000 год 15 000 | | |розплавленими |ккал/м3 | | |метл-лами, коксом і | | | |шлаками промислових | | | |печей. |tо.г [pic] 500 год 1000 | | |Гарячі гази, отходящие|°С. | |Газ і рідке паливо |з двигунів | | |обслуговування |внутрішнього згоряння. |tо.в [pic] 95 °З. | |технологічних силовых|Нагретая що охолоджує |Pи.о = 1,6 год 4 атмосфер.| |процесів (з |вода, що відходить з | | |двигунами внутреннего|двигателей внутрішнього | | |згоряння воздуходувных,|сгорания. | | |компрес-сорных та інших| | | |агрегатів) і |Горючі твёрдые і |tотх > 1000 °З. | |що охолоджує вода. |рідкі відходи | | | |виробництва. | | |Пальне і | | | |технологічне сировину | |tо.г = 350 год 600 °З | |(в підприємствах | | | |металлурги-ческой, | | | |деревообраба-тывающей, |Отработавший | | |текстильної, харчової та |виробничий пар. |tо.в < 100 °З. | |інших галузях |Вторинний | | |промисловості). |виробничий пар. | | |Пара обслуговування |Конденсат пара, | | |технологічних силовых|используемого для | | |(в молотовых, прессовых|нагревательных цілей |[pic]=10 000 ккал/кг. | |і штампувальних |(гаряча сливная вода).| | |агрегатах) і | | | |нагрівальних |Внутрішні | | |процесів. |тепловыделения в | | | |виробничих | | | |приміщеннях. |Ро.п = 1,3 год 1,5 атм. | | |Сливная загрязнённая | | | |вода. |Рв.п =1 атм. | | |Внутрішні | | | |тепловыде-ления в | | | |виробничих |t < 100 °З. | |Гаряча вода для |приміщеннях. | | |побутового |Сливная нагріта вода | | |теплоспоживання |виробничих | | |Електроенергія, |агрегатів. |t < 100 °З. | |обслуговує силові, | | | |термічні і | | | |осветите-льные | |t < 50 °З. | |процеси. | | | | | |t < 100 °З. | | | | | | | | | | | |t < 100 °З. | | | | | | | | | | | | |.

ПЕВ электростанций.

ПЕВ є на електричних станціях і є теплові відходи чи втрату тепла, одержувані у процесі енерговиробництва. На гідроелектростанціях такими тепловими відходами є лише тепловыделения в гидрогенераторах станциях.

ПЕВ електростанцій зі своєї величині значно менше, ніж у промислових підприємствах, і безупинно зменшуються з підвищенням економічності энергопроизводства.

Характеристика вторинних енергетичних енергоресурсів электростанций.

|ВЭР |Якісні | | |параметри | | |енергоресурсів | |Теплові електростанції: | | |Нагріта що охолоджує вода конденсаційних |tв? 25 год 30 °З | |пристроїв турбін: | | |Що Відходять димові гази котлоагрегатів: |tо.г? 100 °З | |Що Відходять гази і нагріта що охолоджує вода |tо.г? 100 °З | |газотурбінних електростанцій: |tв? 25 год 30 °З | |Нагріта що охолоджує воду з системи охолодження |tв? 25 год 30 °З | |електричних генераторів: | | |Гідроелектростанції: | | |Нагріта що охолоджує воду з системи замкнутого |tв? 25 год 30 °З | |охолодження електричних генераторів: | | |Нагрітий повітря із системи разомкнутого воздушного|tв? 60 год 65 °З | |охолодження електричних генераторів: | |.

Використання вторинних енергетичних ресурсів у промышленности.

Такі енергетичні ресурси можна використовуватиме задоволення потреб у паливі та енергії або безпосередньо (без зміни виду енергоносія), або шляхом вироблення тепла, електроенергії, холоду та механічної енергії в утилізаційних установках. Більшість горючих ПЕВ вживаються у вигляді палива, проте з них вимагають спеціальних утилізаційних установок. Безпосередньо застосовуються й деякі теплові ПЕВ (наприклад, гаряча вода систем охолодження для отопления).

Розрізняють такі основних напрямів використання споживачами ПЕВ: паливний — у яких як паливо; теплове — у ролі тепла чи вироблення тепла в утилізаційних установках; силове — використання електричної чи механічної енергії, вироблюваної з ПЕВ в утилізаційних установках; комбіноване — теплова і електрична (механічна) енергія, одночасно вироблювані з ПЕВ в утилізаційних установках;

Джерела та шляхи використання ПЕВ у чорній металлургии.

Горючі газы-отходы основного виробництва: Доменний і коксовий гази практично використовуються повністю. Використання феросплавного газу можливо для технологічних (підігрів матеріалів, часткове попереднє відновлення сировини) і теплофікаційних цілей, спалюванням в котельної. Конвертерний газ частково використав охолоджувачах, але повне використання не вирішено. При спалюванні їх у печах після газоочистки втрачається до 900 кг у.т./т конвертерной стали.

Теплота продуктів згоряння печей: У мартенівських печей теплота продуктів згоряння дорівнює 12,5 ГДж/т стали, у нагрівальних печей 0,8 ГДж/т прокату. Використання цієї теплоти можливе котлах-утилизаторах за умови оснащення їх виброочисткой, дробеочисткой, оскільки запылённость газів сягає 5 гр/м· м3. Можливо використання цієї теплоти для нагріву шахти в шахтних подогревателях. Нагрівання шихти зникаючими газами заощаджує 12% палива, підвищує продуктивність печі на 15%, порівняно швидко окупає капітальні затраты.

Теплота матеріалів: Втрати становлять: 1 ГДж/т рідкого чавуну, 1,2ГДж/т рідкої стали, 0,8 ГДж/т рідкого шлаку, 12 ГДж/т коксу, 0,6 ГДж/т агломерату. Вирішено лише використання теплоти коксу. У установках сухого гасіння отримують 0,3 — 0,4 т пара/т коксу. Використання теплоти чавуну, стали, шлаку не налагоджене. Використання теплоти агломерату повторним використанням охолоджуючого повітря для нагріву шихти на 25ч30% знижує зміст вуглецю в шихті, що вигідно для основного технологічного процесу. Використання теплоти шлаку можливо, за створення нових типів грануляторов.

Теплота охолоджувальної води: У установках випарного охолодження вихід пара 0,1 т/т чавуну і 0,2 т/т мартенівської стали. Усі технологічні питання випарного охолодження печей вирішені і потрібно максимально широке впровадження способу у виробництві. Необхідно поліпшити технічні рішення з уніфікації охлаждаемых елементів, підвищенню тиску пара, поліпшити контролю над щільністю схем охолодження, вдосконалити автоматику утилізують установок. Необхідно поширення досвіду чорної металургії в хімічної промисловості, машинобудування т. д.

Джерела та шляхи використання ПЕВ кольоровому металлургии.

Великі резерви з використання ПЕВ є і підприємствах кольорової металургії. Технічно можливе й економічно доцільне застосування вторинних енергетичних ресурсів у цій галузі оцінюються приблизно 18 млн. Гкал в год.

Ефективним кольоровому металургії є використання тепла що йдуть димових газів для підігріву повітря, що надходить печі для спалювання палива. Це заощаджує паливо, покращує процес його горіння та, крім того, підвищує продуктивність печі. Проте якщо з димовими газами несеться ще значну кількість теплової енергії, яка можна використовувати в казанахутилизаторах розробки пара.

Показники використання ВЭР.

Для оцінки виходу і видів використання ПЕВ застосовуються такі показники: 1) Вихід ПЕВ (Qвых) — кількість ПЕВ, які виникають у процесі виробництва у цьому технологічному агрегаті за одиницю времени.

2) Вироблення енергії рахунок ПЕВ (Q) — кількість енергії, одержуване під час використання ПЕВ в утилізаційної установці. Вироблення енергії відрізняється від її виходу величину втрат тепла в утилізаційної установці. Розрізняють можливу, економічно доцільну, плановану і фактичну вироблення энергии.

3) Використання ПЕВ — кількість використовуваної в споживачів енергії, вироблюваної рахунок ПЕВ в утилізаційних установках.

4) Економія палива (У) з допомогою ПЕВ — кількість первинного палива, яке економиться у результаті застосування ВЭР.

Ступінь використання ПЕВ — показник що становить ставлення фактичної (планованої) вироблення до виходу ВЭР,.

[pic] Показник використовується, якщо ні обмежень за кінцевому температурному потенціалу, наприклад при охолодженні нагрівальних печей.

Коефіцієнт утилізації - співвідношення кількості теплоти, сприйнятої котлом-утилизатором, до тепла палива, спаленого в печі. Наприклад, для мартенівської печи:

[pic]= 0,143 ([pic])· 1,16.

? — питома вироблення пара казаном утилизатором на 1 т виплавленої стали, [МВт/т], q — питома витрата умовного палива на 1 т виплавленої стали, [т у.т./т].

Коефіцієнт можна застосовувати щодо зіставлення використання ПЕВ однотипних за конструкцією і технології агрегатів. Складні й різноманітні процеси (наприклад, кольорової металургії) не можна характеризувати таким показателем.

Показник використання ПЕВ — ставлення фактичної вироблення тепла на базі ПЕВ до возможной:

[pic].

При плануванні топливопотребления застосовують коефіцієнт утилізації - ставлення фактичної (планованої) економії палива Ву рахунок ПЕВ до можливої (чи економічно доцільною) Вв:

[pic] Коефіцієнт вироблення енергії на одиницю перероблюваної материала:

[pic],.

N — продуктивність агрегату, т/год.

Розрахунок ПЕВ економічну эффективность.

Вихідною інформацією для розрахунку виходу й можливої використання ПЕВ служать: теплові та матеріальні баланси основного технологічного устаткування; обсяг випуску продукції аналізованому періоді; отчётный енергетичного балансу підприємства; техніко-економічні характеристики технологічних агрегатів, енергетичних і утилізаційних установок; плани для впровадження нової технологій і нового устаткування перспективу.

Через війну аналізу всіх таких матеріалів встановлюють види ПЕВ та його потенціал; виявляють агрегати, ПЕВ яких можуть бути включені в енергетичного балансу підприємства чи використані поза цього підприємства; визначають в кожному агрегату вихід ПЕВ; розраховують величину можливої, економічно доцільною і планованої вироблення енергії з кожного виду ПЕВ; визначають величини фактичної вироблення і фактичного використання ПЕВ, і навіть можливого і планованого використання всіх видів ВЭР.

Вихід ПЕВ залежить від факторів, і режиму роботи технологічної установки (агрегату). У випадку добовий (і сезонний) вихід ПЕВ характеризується значної нерівномірністю. Тому розрізняють показники питомої і загального виходу ПЕВ — максимальний, середній і мінімальний (гарантований), як і добовому, і сезонному розрізі. У кожному разі утилізації ПЕВ ефективність їх використання визначається достигаемой економією первинного палива й забезпечувана рахунок цього економією витрат за видобуток, транспортування і розподілу палива (енергії). Тому важливе умова економічну ефективність ПЕВ — правильне визначення виду та кількості палива, яке економиться за її утилизации.

Економія паливо залежить від напрямку використання ПЕВ і схем паливоі енергопостачання підприємства. При тепловому напрямок використання ПЕВ економія палива визначається шляхом зіставлення кількості тепла, одержану використання ПЕВ, з технічно-економічними показниками вироблення тієї самої кількості і тієї ж параметрів тепла в основних енергетичних установках. При силовому напрямок використання ПЕВ вироблення електроенергії (чи механічної енергії) зіставляється із витратами палива розвиток електроенергії (чи механічної енергії) в основних энергоустановках.

При визначенні економічну ефективність використання ПЕВ зіставляють варіанти енергопостачання, які задовольняють потреби даного виробництва в усіх проявах енергії з урахуванням використання ПЕВ, задовольняють самі потреби і обліку використання ПЕВ. Основними показниками порівнянності цих варіантів служать: створення оптимальних (кожного з варіантів) умов його реалізації; забезпечення однаковою надёжности енергозбереження; досягнення необхідних санітарно-гігієнічних умов та безпеки праці; найменше забруднення навколишнього среды.

Одна з основних напрямів підвищення ефективності виробництва та використання енергетичних ресурсів у промисловості - збільшення одиничної потужності агрегатів, концентрація виробництва і створення укрупнённых комбінованих технологічних процесів. Особливо це ефективно для технологічних процесів з великим виходом теплових ПЕВ, тобто. підприємствам хімічної, нафтопереробної, целюлозно-паперової і металургійної промышленности.

Створення великих комбінованих виробництв дозволяє вживати ПЕВ одних процесів потреб інших, які входять у загальний комбінований комплекс.

Заключение

.

У міру збільшення витрат за видобуток палива й виробництва енергії виростає потреба на більш повному використанні їхніх при перетворення як горючих газів, тепла нагрітого повітря та води. Хоча утилізація ПЕВ нерідко пов’язані з додатковими капітальними вкладеннями та збільшенням чисельності обслуговуючого персоналу, досвід передових підприємств підтверджує, що використання ПЕВ економічно дуже вигідно. На нафтопереробних і нафтохімічних заводах капітальні вкладення утилізаційні установки окупаються загалом за 0,8 — 1,5 года.

Отже, підвищення рівня утилізації вторинних енергетичних ресурсів забезпечує як значну економію палива, капітальних вкладень та профілактики забруднення довкілля, а й суттєве зниження продукції нафтопереробних і нафтохімічних предприятий.

Список використовуваної литературы:

Петкин А.М. «Економія енергоресурсів: резерви і психологічні чинники ефективності», 1982 г.

1. Михаилов В. В. «Раціонально використовувати енергетичні ресурсы»,.

1980 г.

2. Гольстрем В. А., Кузнєцов Ю.Л. «Довідник по економії топливноенергетичних ресурсів» — До.: Техніка 1985 р., 383с.