Чейлытко ВЭР

13

-теплообмінне обладнання, яке передає тепло всіх видів теплових ВЕР гарячій воді;

-опалювально-вентиляційні агрегати і абсорбційні холодильні машини;

-агрегати для підвищення параметрів теплоносія (наприклад, тепловий насос або термохімічний трансформатор теплоти).

На рисунку 1.2 наведена схема використання силових ВЕР на підприємствах суднобудівної галузі. На схемі силові вторинні енергоресурси виділені в дві групи - електроенергію при випробуваннях виробів та електроенергію при випробуваннях суднових електростанцій, що зумовлено різним підходом, вимог та термінів проведення випробувань.

При будівництві та ремонті замовлень проходять випробування тисячі генераторів і первинних двигунів, потужності яких становлять від десятків кВт до десятків МВт. У період режимно-налагоджувальних випробувань і здавальних робіт перевірці, регулюванню і налагодженню, піддаються генератори електростанцій, які забезпечують в експлуатаційних умовах електроенергією всі технологічні споживачі і схеми управління замовленням.

Традиційний метод випробування вищевказаного обладнання - застосування навантажувальних пристроїв - отримав широке розповсюдження завдяки своїй простоті і наявності типової технологічної оснастки.

Проте суттєвим недоліком навантажувальних пристроїв є те, що вироблена випробувальним обладнанням енергія не використовується, а втрачається з холодною водою або повітрям і забруднює навколишнє середовище (окислами металів, тепловим забрудненням). Тому останнім часом все більше увага приділяється розробці таких методів і засобів, за допомогою яких можна більш ефективно здійснювати випробування. Перевага такої технології полягає в тому, що вироблена електроенергія може бути передана в розподільну мережу підприємства для поповнення прибуткової частини електричного балансу.

14

Зниження виходу силових ВЕР може бути забезпечено за рахунок скорочення обсягів і термінів випробувань або перенесення частини програми випробування суднових електростанцій з швартовних на ходові або на період виготовлення виробів.

Для забезпечення випробувань виробів та суднових електростанцій на розподільчих мережах підприємства необхідні розробка та впровадження узгоджуючих і тиристорних навантажувальних пристроїв, які дозволяють організувати електропостачання підприємства або передачу електроенергії в енергомережу за рахунок використання силових вторинних енергоресурсів.

15

2 ТЕМПЕРАТУРНИЙ РІВЕНЬ І ЗАГАЛЬНА ОЦІНКА КОЕФІЦІЄНТА ВИКОРИСТАННЯ ТЕПЛОТИ В ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИХ ВИРОБНИЧИХ ПРОЦЕСАХ

Будь який вогнетехнічний процес протікає на певному температурному рівні. Прагнення до прискорення процесу призводить до необхідності збільшення щільності теплового потоку, до збільшення різниці температур між джерелом теплоти і робочою теплотою. Під температурним рівнем процесу розуміють середню температуру продуктів згоряння в робочій камері установки.

У загальному випадку цю температуру можна виразити залежністю,

де ТП.С - середня температура продуктів згоряння в робочій камері установки, К;

ТГОР - теоретична температура горіння палива, К;

ТОТХ - температура відхідних з робочої камери установки продуктів згоряння, К;

ТП - температура технологічного процесу, К;

β - коефіцієнт сумішоутворення, що залежить від виду палива і паливоспалювальних пристроїв, коливається в межах 0,68 ... 0,96;

16

З урахуванням тепловідведення з хімічним недопалюванням палива q3 і розплавленою золою q6 (qпот=q3+q4+q6), а також з урахуванням втрат на дисоціацію, отримаємо:

VП.С - обсяг продуктів згоряння при коефіцієнті витрати повітря біля пальника, м3/м3 (кг/кг);

CП.С - теплоємність продуктів згоряння, кДж/м3 (кДж/кг);

Рисунок 2.1 - Схема використання силових ВЕР на підприємствах суднобудівельної галузі

де QФ.Т - фізична теплота палива, кДж/м3 (кДж/кг);

QФ.ВЗ - фізична теплота повітря, кДж/м3 (кДж/кг).

При постійному коефіцієнті сумішоутворення для даного палива з заданим QНР і незмінному, максимально можливому, підігріві компонентів горіння (QФ = const) збільшення можна досягти, лише збільшивши ТОТХ . Таким чином, чим вище температурний рівень, на якому протікає технологічний процес, тим більшим тепловідведенням в навколишнє середовище він супроводжується і тим менше використання підведеної теплоти до робочої камери технологічного агрегату.

Ефективність теплоспоживання в робочій камері

де QКАМ - теплота, що витрачається в робочій камері, кВт;

QПОЛ - теплота, що корисно використовується для забезпечення технологічного процесу, кВт;

QТ - теплота, що витрачається на покриття тепловідведення в навколишнє середовище, кВт;

QЭНД - теплота, що витрачається на ендотермічні реакції , кВт;

QП - теплота, підведена до робочої камери з урахуванням екзотермічних реакцій (QЭКЗ ), кВт.

18

Вище вказувалося, що підвищення T П.С (2.1) обумовлює збільшення температурного потенціалу відхідних продуктів згоряння, що залишають установку. Використання цієї теплоти в інших установках або їх елементах є не тільки можливим, а й технічно цілком виправданим. Така ступінчаста послідовність використання теплоти первинного теплоносія обумовлює максимальну термодинамічну ефективність, так як вона супроводжується мінімальним тепловідведенням в навколишнє середовище.

Підвищення к. в. т. енергоспоживаючими установками в промисловості скорочує одночасно і втрати в інших ланках енергетичного господарства - при видобутку, транспорті та перетворенні первинних енергоресурсів.

20

1.Теплотехнічні - використання і споживання безпосередньо одержуваних як ВЕР пари і гарячої води або при виробленні їх за рахунок утилізації горючих і теплових ВЕР в утилізаційних котельнях. До цього напрямку відноситься також генерування холоду за рахунок використання ВЕР.

2.Електроенергетичне - при генеруванні електроенергії в утилізаційних установках (утилізаційних електростанціях) за рахунок ВЕР.

3.Комбіноване - з виробленням в утилізаційних теплоелектроцентралях теплоти та електроенергії по теплофікаційному графіку.

ВЕР можна використовувати як паливо або безпосередньо (без зміни виду енергоносія), або за рахунок вироблення теплоти, електроенергії, холоду і механічної роботи в утилізаційних установках.

Для забезпечення теплової і сумарної економічної ефективності використання ВЕР вельми важливе значення має правильний вибір раціонального напрямку їх застосування.

Слід зазначити економічно виправдану тенденцію до максимального скорочення виходу ВЕР шляхом кращого використання первинних енергоресурсів палива в самому технологічному агрегаті і встановлення раціональних режимів його роботи.

Встановлення раціональних напрямів використання ВЕР вимагає в ряді випадків комплексного розгляду технології виробничого процесу та утилізації ВЕР . Це призводить до розробки енерготехнологічних установок , модернізують технологічний процес (наприклад, циклонні енерготехнологічні установки та ін.).

Основним обладнанням для використання теплових ВЕР, а також надлишкового тиску є: котли-утилізатори (КУ), системи випарного охолодження (с.в.о.), охолоджувачі конверторних газів сталеплавильного

21

виробництва (ОКГ), установки сухого гасіння коксу (УСГК), газові утилізаційні безкомпресорні турбіни (ГУБТ), абсорбційні холодильні машини.

Котли-утилізатори - застосовуються для використання фізичної теплоти відхідних гарячих газів. У ряді випадків вони забезпечують не тільки підвищення ефективності використання палива, але в поєднанні з технологічними печами сприяють підвищенню їх продуктивності, поліпшенню технологічного процесу (мартенівські печі, печі кольорової металургії та ін.).

Системи випарного охолодження застосовуються для охолодження гарячих поверхонь мартенівських, доменних і нагрівальних печей. Вони підвищують надійність і тривалість безперервної роботи печей.

Установки для утилізації теплоти відхідних газів при конверторному виробництві сталі набувають важливе практичне значення у зв'язку з усе більшим поширенням цього способу виробництва.

Установки сухого гасіння коксу можуть бути використані для вироблення пари та отримання цінних хімічних продуктів. Сухе гасіння коксу підвищує його якість і знижує втрати. Економічний ефект в доменному виробництві завдяки поліпшенню якості коксу в два рази перевищує ефект, отриманий на коксохімічному виробництві.

В газових утилізаційних безкомпресорних турбінах використовують надлишковий тиск доменних газів для виробництва електроенергії або для приводу компресорів. Застосування цих турбін на великих доменних печах дає економію умовного палива близько 15 тис. т на рік на кожну піч.

Абсорбційні холодильні машини можуть використовувати низькотемпературну (до 100 °С і нижче) теплоту промислових стічних вод, води охолодження обладнання, охолодження продуктових потоків, тобто теплоту, яка в інших установках не може бути використана. Кількість такої

Рисунок 3.1 – Принципова схема використання енергетичних ресурсів і розподілу енергетичних направлень при утилізації ВЕР

22