13. Вторинні енергоресурси (вер) та енерготехнологічне комбінування

13.1. Загальні відомості

Споживання паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) пов’язане з темпами розвитку всіх галузей народного господарства, особливо з розвитком промисловості без якої неможливий технічний прогрес країни. Підвищення ефективності її роботи та якості промислової продукції обумовлює необхідність підвищення якості використання всіх енергоносіїв. Збільшення об’ємів добування всіх видів палива (вугілля, нафта, газ) і виробництва електроенергії базується на подальшому розробленні паливно-енергетичних родовищ, запаси яких є в достатній кількості в Україні.

В паливно-енергетичному господарстві будь-якої країни особливе місце належить електроенергетиці, темпи зростання якої випереджають темпи зростання загального обєму промислової продукції. Промисловість завжди була і залишається основним споживачем електроенергії і теплоти. Тому в розвитку електроенергетики теплоенергетика відіграє головну роль. В області теплоенергетики особливого значення набуває теплофікація – комбіноване виробництво теплоти і теплоенергії на теплоенергетичних централях (ТЕЦ). Значне місце в енергетичному балансі займає гідроенергетика. Гідроелектростанції порівняно з тепловими мають вищі показники, тому на основі порівняно дешевої гідроелектроенергії повинні створюватись великі підприємства. Особливе місце належить атомним електростанціям, які можуть ліквідувати дефіцит в ПЕР. Україна володіє запасами уранових руд.

Важливим резервом в економії паливно-енергетичних ресурсів всіх галузей народного господарства є вдосконалення нових високоефективних і енергоекономічних прогресивних технологій. За рахунок цих заходів, а також вдосконалення енергозберігаючих і безвідходних технологій та модернізації уже діючого обладнання, можна досягнути значної економії ПЕР.

Великого значення в підвищенні сумарного коефіцієнта корисного використання енергетичних ресурсів в промисловій енергетиці має вдосконалення у виробництві вторинних енергоресурсів (ВЕР).

13.2. Класифікація вторинних ресурсів

Під вторинними енергоресурсами розуміють енергетичний потенціал (хімічно звязана теплота, фізична теплота, енергія надлишкового тиску) продукції, відходів, другорядних і проміжних продуктів, які утворюються в технологічних установках, який не використовується безпосередньо в установці, однак може бути частково або повністю використаний для енергозабезпечення інших установок (агрегатів).

Зауважимо, що енергетичні відходи, які використовуються в самому агрегаті що є джерелом ВЕР (регенерація теплоти), до ВЕР не відносяться.

Під агрегатами – джерелами ВЕР розуміють агрегати (печі, реактори, холодильники та інші), в яких утворюється ВЕР. Використання ВЕР для задоволення потреб споживачів в паливі, теплоті, електричній і механічній енергії та інших агрегатах і процесах називають утилізацією ВЕР. Задоволення потреб споживачів в паливі і енергії ВЕР може здійснюватись в двох напрямках: або безпосередньо без зміни виду енергоносія, або за рахунок виробництва теплоти, холоду, електроенергії і механічної роботи в утилізаційних установках (рис. 13.1).

Потенціальні запаси вторинних енергоресурсів в окремих галузях народного господарства досить великі, тому їх раціональне використання є одним із значниих резервів палива, які сприяють зменшенню паливно-енергомісткості промислової продукції.

Вторинні енергоресурси по своїх технічних характеристиках і цінності можуть бути розділені на такі групи:

1. Горючі ВЕР – горючі гази плавильних печей (доменні та шахтні печі, конвертори тощо), горючі відходи процесів хімічної технології і термохімічного перероблення вуглецевої або вуглецево-водневої сировини, непридатні для подальшого технологічного перероблення відходи деревообробки (стружка, ошурки, щепи, тріски тощо), луг целюлозно-паперового виробництва.

2. Теплові ВЕР – фізична теплота відхідних газів технологічних агрегатів, фізична теплота основної і другорядної продукції, теплота робочих тіл, систем вимушеного охолодження технологічних агрегатів, теплота гарячої води і пари, відпрацьованих в технологічних та силових установках.

3. ВЕР надлишкового тиску – потенціальна енергія газів та рідин, що відводяться з технологічних агрегатів з надлишковим тиском, який необхідно зменшити перед наступною ступенню використання цих газів чи рідин або при викиданні їх в атмосферу. До них відносяться стиснені гази доменних печей; відпрацьована в паросилових установках пара; відхідні гази каталітичного крекінгу і термоконтактного коксування.

Розрізняють наступні напрямки використання ВЕР:

1. Теплотехнічне використання, в якому використання і споживання ВЕР здійснюється безпосередньо при їх одержанні у вигляді пари і гарячої води або при виробленні їх за рахунок утилізації горючих і теплових ВЕР в утилізаційних установках. Сюди відноситься також регенерація холоду за рахунок використання ВЕР.

2. Електроенергетичне використання ВЕР, яке здійснюється при генерації електроенергії в утилізаційних установках (утилізаційні електростанції) за рахунок ВЕР.

3. Комбіноване використання ВЕР, яке повязане з виробництвом в утилізаційних ТЕЦ теплоти і електроенергії за теплофікаційним циклом.

Вибір раціонального застосування ВЕР має важливе значення для забезпечення потреб в теплоті і економного її використання.

Оскільки горючі ВЕР практично повністю використовуються у виробництві (90-95 %), то рівень використання теплових ВЕР на сьогоднішній день досить низький (13,5 %), тому питанню використання теплових ВЕР необхідно приділяти особливу увагу. В структурі теплових ВЕР основне значення має фізична теплота відхідних газів промислових печей (75 %).

Рис. 13.1. Напрямки використання вторинних енергоресурсів