7 Өнеркәсіптік және жоғары ыстықтық жылутәсілдемелік өндірісте қайратты пайдалану
7.1 Жылутәсілдемелік құбылыстар мен қондырғыларды жіктеу
Жылутәсілдеме (теплотехнология) – бастапқы шикізатты, жадығаттарды, шалафабрикаттарды олардың заттарының жылулық күйін өзгерту негізінде түрлендіру әдістерінің жиынтығы. Мысал ретінде мыс өндірудің жылутәсілдемелік сүлбесі 7.1 – суретте келтірілген.
Жылутәсілдемелік құбылыс – жылутәсілдеменің түзгісі (элементі). Жылутәсілдемелік құбылыстың сүлбесі – жылутәсілдемелік құбылыстың қарапайым (элементар) құбылыстарының тізбекті жиынтығының көрнекі сызбағы. 7.2–суретте сондай сүлбелердің мысалдары келтірілген.
Жұмыстық ыстықтықтар 400-20000С аралығында болса, жылутәсілдемелік құбылыстар жоғары ыстықтықты деп аталады.
Жоғары ыстықтықты жылутәсілдемелік құбылыстарды (ЖТҚ) физикалық және химиялық деп бөлуге болады. Физикалық ЖТҚ-ға жататындар: бастапқы жадығаттарға жылулық әрекет еткенде орын алатын фазалық өтулер, жентектелу (бірігу), агрегаттық күйдің өзгеруі (балқу, булану), еру, араласу және т.т.
Химиялық ЖТҚ-ға жататындар: ыстықтық ыдырау, тотығу, тотықсыздану және т.б. Физикалық және химиялық түрленулер ЖТҚ-да жалпы жағдайда жылуды жұтып немесе бөліп өтеді.
ЖТ-ік қондырғыларда келесі қайрат көздерін пайдаланады:
– ауалық тотықтырғышы (АТ) бар отын;
– оттекпен байытылған ауа (ОБА) бар отын;
– тәсілдемелік оттек бар отын;
– отынның жану өнімдері (ЖӨ) көршілес қондырғылардан;
– электр қайраты.
Егер ЖТҚ сырттан әкелінген жылусыз жүрсе (отын, электр шығысы нөл) оны автогендік, ал қондырғыны автотермиялық дейді.
Жылутәсілдемелік құбылыстардың әртүрлі болуына байланысты оларды жүзеге асырытын қондырғылар түрі де көп:
– күйдіру пештері (кірпішті, қыштарды және т.б. күйдіру үшін);
– балқыту пештері (металдарды балқыту үшін);
– қыздыру пештері және т.б.
7.1 – сурет. Мыс өндірудің жылутәсілдемелік сүлбесі
7.2 – сурет. Жылутәсілдемелік құбылыстар сүлбелерінің мысалдары: БЖ – бастапқы жадығаттар; ТӨ – тәсілдемелік өнім; I – цементтік клинкерге күйдіру; II – мыстық шоғырманы (концентрат) штейнге балқыту
Жоғары ыстықтықты жылутәсілдемелік қондырғылардың (ЖЫЖҚ) жалпыланған құрылымдық сүлбесі 7.3 – суретте келтірілген.
7.4–суретте ЖЫЖҚ-ның қарапайым жылулық сүлбесі берілген. Бұндай жылулық сүлбесі бар ЖЫЖҚ-ның ПӘЕ-і ең төмен болады. Қондырғыдан шыққан газдардың ыстықтығы жоғары: өңделетін жадығаттың максимал ыстықтығына тең. Түтін газдарының жылуын пайдалану үшін басқа қосымша жылутехникалық және жылутәсілдемелік түзгілер (элементтер) болуы мүмкін (7.5–сурет).
Қ(А) АЖӨ |
Қ(А) НЖӨ |
Қ(А) ТӨБ |
Қ(А) ТРС |
7.3 – сурет. Жоғары ыстықтықты жылутәсілдемелік қондығылардың жалпыланған құрылымдық сүлбесі: Қ (А) – құты (аймақ); АЖӨ – алдын-ала жылулық өңдеу; НЖӨ – негізгі жылулық өндеу; ТӨБ – тәсілдемелік өндеуді бітіру; ТРС – тәсілдемелік регламентік салқындату
Құтылар (аймақтар) |
||
АЖӨ |
НЖӨ |
ТӨБ |
|
|
|
7.4–сурет. Жоғары ыстықтықты жылутәсілдемелік қондығылардың қарапайым жылулық сүлбесі: ТГ – түтін газдары; БТ – бастапқы (салқын) тотықтырғыш (жалпы жағдайда – ауа, оттекпен байытылған ауа, оттек); О – отын, БЖ, ТӨ – сәйкесті бастапқы жадығат және тәсілдемелік өнім
ТҚ |
Құтылар (аймақтар) |
|||
АЖӨ |
НЖӨ |
ТӨБ |
||
|
|
|||
7.5–сурет ЖЫЖҚ құрудың мысалы: ТҚ – тотықтырғышты түтін газдарымен қыздыру; БТ – бастапқы (салқын) тотықтырғыш; ҚТ – қыздырылған тотықтырғыш; қалған белгілеулерді 7.4 – суреттен қараңыз; ШГ – шығар газдар
Келтірілген мысалда бір құтылы, бір аймақты қондырғыда түтін газдарының жылуын пайдалану үшін бастапқы салқын тотықтырғышты түтін газдарымен қыздыру ұйымдастырылған (бұл тәсіл мартен пешінде қолданылады).