Установки для використання надлишкового тиску енергоносія
Якщо технологічний процес протікає при надлишковому тиску, то відпрацьовані гази можуть бути використані для вироблення енергії в газових безкомпресорних турбоустановках (ГУБТ). Характерним є ГУБТ доменної печі (рис.).
Тиск під колошником доменної печі 0,28-0,35 МПа. При такому тиску можлива потужність ГУБТ на доменному газі за піччю 2700-3200 м3 може складати 12-16 тис. кВт.
|
Рис. Установка ГУБТ: 1-повітродувка; 2-доменна піч; 3-сухий пиловловлювач; 4-скрубер; 5-труби розпилювачі; 6-водовіддільник; 7-електрофільтр; 8-автоматичний дросельний пристрій; 9-підігрівник газу, що змішує; 10-ГУБТ; 11-генератор; 12-повітря на горіння в підігрівник, що змішує; 13-магістраль доменного газу. |
Доменний газ після газоочищення зі вмістом вологи 14-16 г/м3 сухого газу і пилу 2-7 мг/м3 подається в підігрівник, що змішує, у якому підігрівається до 100-180 С за рахунок часткового спалювання з повітрям. Витрата доменного газу на підігрівник 5000-7000 м3/год. Повітря для спалювання подається від доменної повітродувки при 0,26-0,33 МПа.
Після підігрівника, що змішує, доменний газ подається в газову турбіну установки з який з тиском 0,015 МПа надходить у газову мережу заводу. Питома потужність ГТУ 2,5-2,6 МВт на 100 тис. м3 газу.
Характеристики ГУБТ
Характеристика |
Потужність, МВт |
||
6 |
8 |
12 |
|
Витрата доменного газу (0,101 МПа, 273 К), тис. м3 |
240 |
260 |
360 |
Початкові параметри |
|
|
|
тиск, МПа |
0,16 |
0,2 |
0,23 |
температура, 0С |
110 |
110 |
110 |
Тиск за турбіною, МПа |
0,015 |
0,015 |
0,015 |
Внутрішній відносний ККД, % |
85 |
85 |
85 |
Номінальна потужність цих турбін забезпечується при вологості доменного газу, рівної вологості при стані насичення при 40 С і питомої теплоємності доменного газу 310 Дж/(кгК). Допускається тривала робота турбіни при температурі газу перед турбіною 110-170 0С, тиску доменного газу перед турбіною 0,28 МПа, за турбіною 0,02 МПа.
Для надійної роботи турбін необхідне глибоке очищення доменного газу від пилу, оскільки її проточна частина швидко заноситься відкладеннями пилу, її потужність падає і необхідна зупинка для очищення. Відкладення залежать від вологовмісту газу, що визначається температурою газу після мокрої газоочистки і підігрівників, що змішують. Вологовміст знижується при підвищенні температури, однак при цьому збільшується витрата палива. Оптимальний підігрів доменного газу 100 С.
ГУБТ потужністю 8 і 12 МВт працюють на Череповецком і Криворізькому металургійних заводах. Вартість електроенергії нижче чим на ТЕЦ.
Установка для використання фізичного тепла шлаків
Показана на рис. Гарячий шлак з електропечі 1 по грануляційному жолобу 2 разом з водою, подається в шлакоприймач 4. Охолоджений шлак гідроелеватором 9 направляється у відвал. Нагріта до 80 С вода перетікає у відстійник 5, а відтіля в акумулятор гарячої води 6 із встановленим усередині теплообмінниками 8, через які циркулює теплофікаційна вода, що нагрівається до 60 С. Охолоджена вода циркуляційним насосом 7 подається в грануляційний жолоб по трубі 3. Ця установка має низький ступінь апаратурного оформлення тепломасообмінних процесів: теплообмін між шлаком і грануляційною водою відбувається в жолобі і гідроелеваторі відстійника. Значна частина нагрітої води губиться при гідротранспортуванні шлаку, а великі шматки не встигають охолонути і надходять у відвал розпеченими усередині. Змійовики для нагрівання мережної води зовні покриваються шаром шлакових відкладень, що приводить до погіршення тепломассообміну. Грануляційна вода за рахунок вилуговування компонентів шлаку здобувають агресивні корозійні властивості.
|
Рис. Установка використання фізичного тепла шлаку. |
Крім корозії має місце ерозійний знос і забивання теплообмінників частками шлаку. Узимку утруднене транспортування шлаку. Проблема не вирішена.