4.2 Основные показатели использования вторичных энергоресурсов

При разработке предложений и проектов по утилизации энергетических отходов необходимо знать выход ВЭР. Различают удельный и общий выход ВЭР.

Удельный выход ВЭР рассчитывают или в единицу времени (1ч) работы агрегата - источника ВЭР, или в показателях на единицу продукции.

Удельный выход горючих ВЭР определяется по формуле

       q^Г=mQ_n                                                                                                                                                             (4.1)

где m - удельное количество энергоносителя в виде твердых, жидких или газообразных продуктов, кг(м³)/ед. продукции или кг(м³)/ч.                                                      

Удельный выход тепловых ВЭР определяется по соотношению

           q^T=mh=m(c_p1t₁-c_p2t₂)                                                                                 (4.2)

где t₁ - температура энергоносителя на выходе из агрегата -источника ВЭР, °С; с_р1 - теплоемкость энергоносителя при температуре t₁ (кДж/кг или кДж/м³); t₂ - температура энергоносителя, поступающего на следующую стадию технологического процесса после утилизационной установки, или температура окружающей среды, с_р2 -теплоемкость энергоносителя при температуре t₂.

Удельный выход ВЭР избыточного давления рассчитывается по формуле

          q^И=mL                                                                                                      (4.3)

где L - работа изоэнтропийного расширения энергоносителя, кДж/кг.

Общий выход ВЭР за рассматриваемый период времени (сутки, месяц, квартал, год) определяют исходя из удельного или часового

           Q_B=q_yбП                                                                                                    (4.4а)

или

           Q_П=q_ЧТ                                                                                                    (4.4б)

где q_уд - удельный выход ВЭР, кДж/ед. продукции; П - выпуск основной продукции или расход сырья, топлива, к которым отнесен q_УД за рассматриваемый период, ед. продукции;q₄ — часовой выход ВЭР, кДж/ч; Т — время работы агрегата — источника ВЭР за рассматриваемый период, ч.

Только часть энергии из общего выхода ВЭР может быть использована как полезная. Поэтому для оценки реального потенциала, пригодного к использованию, рассчитывают возможную выработку энергии за счет ВЭР. Возможная выработка теплоты в утилизационной установке за счет ВЭР для нагрева энергоносителей пара или горячей воды за рассматриваемый период времени

          Q_T=mП(h₁-h₂)B(1-X)                                                                                         

                                                                                       (4.5)

где h_i - энтальпия энергоносителя на выходе из технологического агрегата — источника ВЭР, кДж/кг(м ); h₂ - энтальпия энергоносителя при температуре t₂ на выходе из утилизационной установки, кДж/кг(м³); B - коэффициент, учитывающий несоответствие режима и числа часов работы утилизационной установки и агрегата - источника ВЭР (Bизменяется в пределах от 0,7 до 1,0); X - коэффициент потерь энергии в окружающую среду утилизационной установкой и на тракте между агрегатом -источником ВЭР и утилизационной установкой (X принимает значения от 0,02 до 0,05).

Возможную выработку теплоты в утилизационной установке можно также определить по формуле

            Q_Т=Q_BF_y                                                                                                    (4.6)

где F_y - КПД утилизационной установки.

Теплота, выработанная в утилизационной установке, может использоваться не полностью, что характеризуется коэффициентом использования выработанной теплоты

            S=Q_И/Q_T                                                                                                                                                       (4.7)

где Q_И — использованная теплота ( может изменяться от 0,5 до 0,9).

Возможная выработка электроэнергии в утилизационной турбине за счет избыточного давления определяется выражением

           W=ПmLF_OTF_MF_Г                                                                                           (4.8)

где F_ОТ - относительный внутренний КПД турбины; F_М  - механический КПД турбины; F_г - КПД электрогенератора.

При использовании горючих ВЭР достигается экономия замещаемого топлива

           B=0,0342Q_ИF_ВЭР.F₃, т.у.т.                                                                            (4.9)

где Q_И — использованные горючие ВЭР за рассматриваемый период, ГДж;

0,0342 - численное значение коэффициента для перевода 1 ГДж в тонну условного топлива;

F_вэр и F₃ - КПД утилизационной установки, работающей на горючих ВЭР, и установки, работающей на замещаемом топливе (F₃ принимает значения от 0,8 до 0,92).

При использовании тепловых ВЭР экономия топлива равна

           B=0,0342b₃Q_И                                                                                                                                          (4.10)

где b₃=0,0342/F_з ~ удельный расход условного топлива, т/кДж, на выработку теплоты в замещаемой котельной установке.

При выработке на утилизационной установке электроэнергии или механической работы экономия топлива В определяется выражением

                B=b₃Q_И                                                                                                                                                  (4.11)

На основе результатов расчета экономии топлива за счет использования ВЭР определяется степень утилизации вторичных энергоресурсов на предприятии.