- •Глава 8. Показатели энергетической эффективности
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Показатели и потенциальные возможности отраслевого энергосбережения
- •8.3. Вторичные энергоресурсы
- •8.3.1. Краткая характеристика вэр
- •8.3.2. Определение объемов выхода и использования вэр
- •Итоги деятельности металлургического завода
- •8.3.3. Определение экономии топлива за счет использования вэр
- •8.4. Роль новых технологий в снижении энергоемкости промышленности [8.43]
- •8.5. Список литературы к главе 8
8.3. Вторичные энергоресурсы
8.3.1. Краткая характеристика вэр
Удельные показатели выхода ВЭР приведены в табл. 8.19.
Таблица 8.19
Показатели выхода тепловых ВЭР для некоторых энергоемких технологий
|
Продукт, агрегат – источник ВЭР или технологический процесс |
ВЭР и их краткая характеристика |
Удельный выход ВЭР на 1 т продукта (сырья), Гкал/ед. прод. |
Возможная удельная выработка тепла за счет ВЭР на 1 т продукта (сырья), Гкал/ед. прод. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Производство стали | |||
|
Сталь Мартеновская печь (в том числе двухванная) |
Уходящие газы = 650—700 ºС = 1450 ºС (для двухванной печи), запыленность 1,5—8,0 г/м3 Охлаждение конструкций = 150 ºС (водяное охлаждение) пара = 190—250 ºС, р = 3,5—8 ата |
0,5—0,7 |
0,24 |
|
| |||
|
Продолжение табл. 8.19 | |||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Электросталеплавильная печь (средняя емкость 50 т) |
Уходящие газы = 1000 ºС = 1300 ºС |
0,1—0,2 |
0,13 |
|
Прокатное производство | |||
|
Заготовки Нагревательная печь (методическая, кольцевая с шагающим подом и др.) |
Уходящие газы = 1250—1350 ºС (сортовые стандарты) = 1500 ºС (трубосварочные станы) |
0,25—0,35 |
0,1 |
|
Охлаждение конструкций воды = 50 ºС р = 6—45 ата, = 250 ºС |
0,6—0,11 |
0,06—0,09 | |
|
Первичная переработка нефти | |||
|
Сырая нефть ЭЛОУ-АТ-6 ЭЛОУ-АВТ-6 Установки деперефинации |
Дымовые газы = 350—450 ºС = 400—450 ºС
= 470 ºС |
0,06 0,105
0,065 |
0,02—0,03 0,05—0,06
0,035 |
|
Каталитический риформинг | |||
|
Установки: ЛГ-35-8/300Б Л-35-11/300-95 Л-35-11/600 Л-35-11/600-68 Л-35-11/1000 |
Дымовые газы = 460—500 ºС = 500—520 ºС = 400—450 ºС = 600—500 ºС = 400—500 ºС |
0,35 0,29 0,26 0,315 0,21 |
0,12 0,19 0,1—0,2 0,21 0,13 |
|
Гидроочистка | |||
|
Установки: Л-24-6 Л-24-7 |
Дымовые газы = 300 ºС = 330—420 ºС |
0,102 0,035—0,04 |
0,03—0,04 0,012 |
|
Промышленность стройматериалов | |||
|
Стекло Горшковая печь |
Уходящие газы = 400—600 ºС (после теплообменника) = 1300 ºС (после регенератора) |
1,7—2,7 |
1,0 ккал/т стекло-массы |
|
Ванная регенеративная печь |
|
0,35—0,54 ккал/т |
200—350 ккал/кг стекломассы |
|
Минеральная вата Вагранка для плавки минерального сырья |
Уходящие газы = 500—800 ºС |
|
0,334 |
|
Известь Печь обжига извести
|
Уходящие газы = 100—400 ºС |
0,116 |
0,081 |
|
| |||
|
Окончание табл. 8.19 | |||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Пищевая промышленность | |||
|
Масло растительное Сушка семян Прессование Экстракция, рафинация |
Тепло бинарной смеси, масла, конденсат, парогазовая смесь = 40—130 ºС |
0,86 |
0,4 |
|
Маргарин, майонез Подогрев молока, воды |
Конденсат, вторичный пар = 90—120 ºС |
0,93 |
0,35 |
|
Саломас Гидрогенезация жиров |
Тепло продукта, конденсат = 70—100 ºС |
1,03 |
0,4 |
|
Глицерин Дистилляция жирных кислот |
Паровоздушная смесь, конденсат, = 110 ºС |
3,09 |
1,3 |
|
Мыло Разогрев жиров, сушка мыла |
Парогазовая смесь, конденсат = 90 ºС |
0,73 |
0,3 |
|
Машиностроение | |||
|
Сталь Мартеновская печь (емкость 18—90 т садки) |
Уходящие газы = 500—800 ºС запыленность 10—15 г/м3 |
0,4—0,5 (после рекуператора) |
0,37 |
|
|
Охлаждение конструкции = 40 ºС = 190—250 ºС р = 3,5—1,8 ата |
— |
0,29 |
|
Нагрев заготовок Нагревательная печь производительностью 300—20000 кг/ч |
Уходящие газы = 600—1300 ºС (после печи) = 300—700 ºС (после рекуператора) |
— |
0,3—0,7 0,2—0,5 |
В табл. 8.20 приведены данные о видах ВЭР в черной металлургии.
Таблица 8.20
Структурная схема выработки и использования ВЭР
на предприятии черной металлургии
|
Вид производства, агрегаты |
Виды ВЭР |
Процесс, вид побочного продукта |
Установка ВЭР, виды энергоносителей |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Доменное производство |
Горючие |
Доменный газ |
Топливо |
|
Тепловые |
Охлаждение |
СИО (пар) | |
|
Избыточного давления |
Энергия газа |
ГУБТ (электроэнергия) | |
|
Мартеновские печи |
Тепловые |
Отходящие газы |
Котлы-утилизаторы (пар) |
|
Охлаждение |
СИО (пар) | ||
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 8.20 | |||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Кислородные конверторы |
Тепловые |
Отходящие газы |
Охладители конверторных газов (пар) |
|
Горючие |
Конверторный газ |
Топливо | |
|
Нагревательные печи прокатного производства |
Тепловые |
Отходящие газы |
Котлы-утилизаторы (пар) |
|
Охлаждение |
СИО (пар) | ||
|
Коксовые батареи |
Горючие |
Коксовый газ |
Топливо |
|
Тепловые |
Отходящие газы |
УСТК (пар и электроэнергия) | |
|
Обжиговые печи |
Тепловые |
Отходящие газы |
Котлы-утилизаторы (пар) |
Доменные газы, имеющие теплоту сгорания около 4000 кДж/м3, относятся к горючим ВЭР, но поскольку они обладают давлением выше атмосферного (до 0,3 МПа), то могут быть использованы как ВЭР с избыточным давлением в газовой бескомпрессорной утилизационной турбине для выработки дополнительной электроэнергии или привода воздуходувок. При водяном охлаждении доменных печей и металлоконструкций можно получить значительное количество низкопотенциальной теплоты (с температурой 15—20 оС). Метод испарительного охлаждения при сокращении расхода воды и электроэнергии на ее перекачку позволяет выработать пар низкого давления (до 0,8 МПа), используемый для нужд теплоснабжения.
Температура уходящих газов воздухонагревателей доменных печей колеблется в пределах 150—600оС, температура уходящих газов кауперов достигает 250—500оС. Их теплота может быть использована для выработки пара, горячей воды или для подогрева доменного газа.Перспективно использование теплоты шлаков, которые в цветной металлургии выходят с температурой до 1300 оС и уносят до 15—70 % общей теплоты. В черной металлургии значительные отходы теплоты образуются в агломерационном и ферросплавном производствах (средняя температура шлаков колеблется в пределах 500—550 оС).
На предприятиях машиностроения в настоящее время тепловыми отходами являются физическая теплота уходящих газов, теплота охлаждения нагревательных и термических печей и вагранок, теплота отработанного пара кузнечно-прессового оборудования.
В промышленности строительных материалов тепловые ВЭР образуются при обжиге цементного клинкера и керамических изделий, производстве стекла, кирпича, извести, огнеупоров, выплавке теплоизоляционных материалов. К ним относится физическая теплота уходящих газов различных печей (туннельных, шахтных, вращающихся и т. д.).
Крупными потребителями пара различных параметров, электроэнергии, горячей и теплой воды, а также холода являются почти все отрасли пищевой промышленности, поэтому и тепловые ВЭР предприятий пищевой промышленности также весьма разнообразны. Это, прежде всего, теплота отходящих горячих газов и жидкостей; жидких и твердых отходов производства; отработанного пара силовых установок и вторичного пара, который получается при выпаривании растворов, ректификации и высушивании; тепловых установок; теплота, содержащаяся в продуктах производства.
Вторичные энергоресурсы имеются также на тепло- и гидроэлектростанциях. На гидроэлектростанциях отходы теплоты образуются в результате тепловыделения в электрогенераторах. Для тепловых электростанций наиболее существенный источник ВЭР — низкопотенциальная теплота нагретой охлаждающей воды конденсационных устройств, с которой может теряться до 50 % теплоты топлива, расходуемого на электростанции. Источником ВЭР считаются также дымовые газы котельных установок на паротурбинных станциях или отходящие продукты сгорания газотурбинных установок.
Для охлаждающих установок источником тепловых ВЭР может служить нагретая охлаждающая вода из воздухоохладителей и регенеративных теплообменных аппаратов. Источником ВЭР может быть нагретая охлаждающая вода из системы охлаждения генераторов электростанций. Значительные тепловые отходы имеются и на АЭС: теплота конденсата, теплота охлаждающих систем и др.
Таким образом, основными источниками образования ВЭР в различных отраслях промышленности выступают технологические аппараты, как правило, недостаточно совершенные с энергетической точки зрения, поскольку современная технология допускает работу технологических установок с низким коэффициентом использования топлива.