Экологические преимущества

Потенциал утилизации энергии продувочной воды представлен в табл. 3.17:

Утилизация тепла продувочной воды, МДж/ч33

Таблица 3.17: Потенциал утилизации энергии продувочной воды

[29, Maes, 2005]

Охлаждение продувочной воды облегчает также соблюдение требований природоохранного законодательства, которое может накладывать определенные ограничения на температуру сбрасываемых вод.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Известные воздействия отсутствуют.

Производственная информация

См. примеры в приложении 7.10.1.

Применимость

См. «Экономические аспекты».

Экономические аспекты

Энергосбережение, достигаемое при помощи данного метода, как правило, обеспечивает окупаемость инвестиций в течение нескольких лет.

Мотивы внедрения

Снижение затрат.

Примеры

См. примеры в разделе 7.10.1.

Справочная информация

[29, Maes, 2005], [16, CIPEC, 2002] [123, US_DOE] CEN EN 12952-15:2003 and CEN EN 12953-11:2003

3.3. Утилизация тепла и охлаждение

[16, CIPEC, 2002, 26, Neisecke, 2003, 34, ADENE, 2005, 97, Kreith, 1997]

Тепло естественным образом передается от тела с более высокой температурой (источника тепла) к телу с более низкой температурой (теплоприемнику) (см. обсуждение второго закона термодинамики в разделе 1.2.2.2). Потоки тепла, отходящего от какого-либо процесса или

33 Расчеты выполнялись для котла с массовым расходом производимого пара 10 т/ч, средней температуры питательной воды 20°C и КПД утилизации тепла продувочных вод 88%.

179

системы, могут, по аналогии с выбросами или сбросами вещества в окружающую среду, рассматриваться как относящиеся к одному из двух типов:

1.Неорганизованные «сбросы» тепла, например, излучение через отверстия печей, потери тепла от нагретых поверхностей с недостаточной теплоизоляцией или вообще без таковой, рассеивание тепла при работе подшипников.

2.Конкретные потоки тепла, соответствующие организованным сбросам и, как правило, связанные с тем или иным материальным потоком, например:

•горячие дымовые газы;

•выхлопные газы;

•хладагенты из систем охлаждения (например, газы, охлаждающая вода, термомасло);

•горячая или охлажденная продукция или отходы;

•сбрасываемые горячие или холодные сточные воды;

•теплота перегрева и конденсации, отводимая от систем охлаждения.

Соответствующие потери тепла часто характеризуются как «отходящее» или «сбросное» тепло, хотя более точным был бы термин «избыточное тепло» («теплоизбытки»), поскольку теплота, связанная с конкретными потоками, может использоваться для нужд другого процесса или системы. Для удобства читателя в этом разделе используется термин «отходящее/избыточное тепло».

Исходя из содержания эксергии («качества» тепла; см. раздел 1.2.2.2), можно условно разделить тепловые потоки на два уровня:

1.Тепло горячих потоков, например, горячих дымовых газов.

2.Тепло относительно холодных потоков (например, с температурой менее 80 °C). Утилизация этого тепла представляет собой более сложную задачу и может потребовать повышения его эксергии.

В простых случаях утилизация тепла может достигаться непосредственным применением методов, описанных ниже. В условиях более сложных установок с несколькими источниками и/или стоками тепла деятельность по утилизации тепла следует начинать на уровне предприятия или процесса, например, используя такие инструменты, как пинч-анализ, организуя передачу тепла между процессами и применяя методы интеграции процессов (см. разделы 2.3, 2.4 и 2.12).

Технологии утилизации тепла

Наиболее часто применяются следующие принципиальные подходы к утилизации тепла:

•непосредственное использование тепла: теплообменники, позволяющие использовать избыточное тепло (например, тепло горячих дымовых газов, см. раздел 3.2.5) для нужд другого процесса или системы;

•тепловые насосы, позволяющие повысить качество энергии относительно холодных потоков, в результате чего эта энергия может использоваться для совершения большего количества полезной работы, чем при исходной температуре этих потоков (т.е. затраты некоторого количества высококачественной энергии позволяют повысить качество отходящего/избыточного тепла);

•подходы, включающие несколько методов или ступеней, например, выпаривание, а также последовательное сочетание отдельных методов утилизации тепла, названных выше (см., например, раздел 3.11.3.6).

Возможности утилизации тепла, отходящего от технологических процессов, должны изучаться после оптимизации соответствующих процессов. Оптимизация после внедрения методов утилизации тепла способна оказать негативное влияние на системы утилизации, а мощность установленного оборудования может оказаться избыточной, что негативно повлияет на экономическую эффективность.

180