Содержание.

Введение           2

Классификация вторичных энергетических

ресурсов промышленности        3

Общая характеристика ВЭР промышленных предприятий   5

ВЭР электростанций         7

Использование вторичных энергетических

ресурсов в  промышленности.        8

Показатели  использования ВЭР       10

Расчёт ВЭР  на экономическую эффективность     12

Заключение        14

Список использованной литературы      15

 

Введение.

 

     Прогрессивное направление и развитие промышленности – создание безотходных производств, по технологии которых используются все элементы производственного процесса, а также энергия реакции технологических процессов для получения полезной продукции. Получаемая извне энергия необходима лишь для запуска и резервирования, то есть  безаварийной остановки технологического процесса. Так в сегодня используются технологические процессы производства аммиака, метанола, высших спиртов и некоторых других химических продуктов, основанные на принципе энерготехнологического комбинирования с максимальным использованием выделяемой энергии при различных реакциях.

     В настоящее время и в ближайшей  перспективе ещё будут существовать технологические процессы с материальными  и энергетическими отходами. На технологический  процесс расходуется определённое количество топлива, электрической и тепловой энергии. Кроме того, сами технологические процессы протекают с выделением различных энергетических ресурсов – теплоносителей, горючих продуктов, газов и жидкостей с избыточным давлением. Однако не всё количество этой энергии используется в технологическом процессе или агрегате; такие неиспользуемые в процессе (агрегате) энергетические отходы называют вторичными энергетическими ресурсами (ВЭР).

     Количество  образующихся вторичных энергетических ресурсов достаточно велико. Поэтому  полезное их использование – одно из важнейших направлений экономии энергетических ресурсов. Утилизация этих ресурсов связана с определёнными затратами, в том числе и капитальными, поэтому возникает необходимость экономической оценки целесообразности такой утилизации.

     Под ВЭР понимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся при технологических процессах, в агрегатах и установках, который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использоваться для энергосбережения других агрегатов (процессов). Термин “энергетический потенциал” здесь следует понимать в широком смысле, он означает наличие определённого запаса энергии – химически связанного тепла, физического тепла, потенциальной энергии избыточного давления и напора, кинетической энергии и др. Химически связанное тепло продуктов топливоперерабатывающих установок (нефтеперерабатывающих, газогенераторных, коксовальных, углеобогатительных и др.) к ВЭР не относятся. 
 
 

Классификация вторичных энергетических ресурсов промышленности.

 

     ВЭР промышленности делятся на три основные группы:

                     – горючие,

– тепловые,

– избыточного давления. 

     Горючие (топливные) ВЭР – химическая энергия отходов технологических процессов химической и термохимической переработки сырья, а именно это: – побочные горючие газы плавильных печей (доменный газ, колошниковый, шахтных печей и вагранок, конверторный и т.д.),

                          – горючие  отходы процессов химической  и термохимической переработки  углеродистого сырья (синтез, отходы  электродного производства, горючие газы при получении исходного сырья для пластмасс, каучука и т.д.),

                          – твёрдые  и жидкие топливные отходы, не  используемые (не пригодные) для  дальнейшего технологической переработки, 

                          –   отходы  деревообработки, щелока целлюлозно-бумажного производства.

     Горючие ВЭР используются в основном как  топливо и немного (5%) на не топливные  нужды (преимущественно в качестве сырья). 

     Тепловые ВЭР – это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепло воды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоотходов производства, например, горячих металлургических шлаков.

     Одним из весьма перспективных направлений  использования тепла слабо нагретых вод является применение так называемых тепловых насосов, работающих по тому же принципу, что и компрессорный агрегат в домашнем холодильнике. Тепловой насос отбирает тепло от сбросной воды и аккумулирует тепловую энергию при температуре около 90 °С, иными словами, эта энергия становится пригодной для использования в системах отопления и вентиляции.

     Следует отметить, что пока ещё большое  количество тепловой энергии теряется при так называемом “сбросе” промышленных сточных вод, имеющих температуру 40 – 60 °С и более, при отводе дымовых  газов с температурой 200 – 300 °С, а  также в вентиляционных системах промышленных и общественных зданий, животноводческих комплексов (температура удаляемого из этих помещений воздуха не менее 20 ÷ 25 °С).

     Особенно  значительны объемы тепловых вторичных  ресурсов в чёрной металлургии, в  газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. 

     ВЭР избыточного давления (напора) – это потенциальная энергия газов, жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы, ёмкости и другие приёмники. Сюда же относится избыточная кинетическая энергия.

     Вторичные энергетические ресурсы избыточного  давления преобразуются в механическую энергию, которая или непосредственно используется для привода механизмов и машин или преобразуется в электрическую энергию.

     Примером  применения этих ресурсов может служить  использование избыточного давления доменного газа в утилизационных бес компрессорных турбинах для выработки электрической энергии.

 

Общая характеристика ВЭР промышленных предприятий.

 

 
ВЭР электростанций. 

    ВЭР имеются также на электрических станциях и представляют собой тепловые отходы или потери тепла, получаемые в процессе энергопроизводства. На гидроэлектростанциях такими тепловыми отходами являются только тепловыделения в гидрогенераторах станциях.

    ВЭР электростанций по своей величине значительно меньше, чем в промышленных предприятиях, и непрерывно уменьшаются по мере повышения экономичности энергопроизводства.

Характеристика  вторичных энергетических энергоресурсов электростанций.

 

Использование вторичных энергетических ресурсов в промышленности. 

    Подобные  энергетические ресурсы можно использовать для удовлетворения потребностей в топливе и энергии либо непосредственно (без изменения вида энергоносителя), либо путём выработки тепла, электроэнергии, холода и механической энергии в утилизационных установках. Большинство горючих ВЭР употребляются непосредственно в виде топлива, однако некоторые из них требуют специальных утилизационных установок. Непосредственно применяются также некоторые тепловые ВЭР (например, горячая вода систем охлаждения для отопления).

    Различают следующие основные направления  использования потребителями ВЭР: топливное – непосредственно в качестве топлива;

                       тепловое – непосредственно в качестве тепла или выработки тепла в утилизационных установках;

                     силовое – использование электрической или механической энергии, вырабатываемой из ВЭР в утилизационных установках;

                     комбинированное – тепловая и электрическая (механическая) энергия, одновременно вырабатываемые из ВЭР в утилизационных установках;

Источники и пути использования  ВЭР в черной металлургии.

    Горючие газы–отходы основного производства: Доменный и коксовый газы практически используются полностью. Использование ферросплавного газа возможно для технологических (подогрев материалов, частичное предварительное восстановление сырья) и теплофикационных целей, сжиганием в котельной. Конвертерный газ частично используют в охладителях, но полное использование его ещё не решено. При сжигании его в печах после газоочистки теряется до 900 кг у.т./т конвертерной стали.

    Теплота продуктов сгорания печей: У мартеновских печей теплота продуктов сгорания равна 12,5 ГДж/т стали, у нагревательных печей 0,8 ГДж/т проката. Использование этой теплоты возможно в котлах-утилизаторах при условии оснащения их виброочисткой, дробеочисткой, так как запылённость газов достигает 5 гр/м·м³. Возможно использование этой теплоты для нагрева шахты в шахтных подогревателях. Нагрев шихты уходящими газами экономит 12% топлива, повышает производительность печи на 15%, сравнительно быстро окупает капитальные затраты.

    Теплота материалов: Потери составляют: 1 ГДж/т  жидкого чугуна, 1,2ГДж/т жидкой стали, 0,8 ГДж/т жидкого шлака, 12 ГДж/т кокса, 0,6 ГДж/т агломерата. Решено только использование теплоты кокса. В установках сухого тушения получают 0,3 – 0,4 т пара/т кокса. Использование теплоты чугуна, стали, шлака не налажено. Использование теплоты агломерата повторным использованием охлаждающего воздуха для нагрева шихты на  25÷30 % снижает содержание углерода в шихте, что выгодно для основного технологического  процесса. Использование теплоты шлака возможно при создании новых типов грануляторов.

    Теплота охлаждающей воды: В установках испарительного охлаждения выход пара 0,1 т/т чугуна и 0,2 т/т мартеновской стали. Все технологические вопросы испарительного охлаждения печей решены и требуется максимально широкое внедрения способа в производство. Необходимо улучшить технические решения по унификации охлаждаемых элементов, повышению давления пара, улучшить контроль за плотностью схем охлаждения, усовершенствовать автоматику утилизирующих установок. Необходимо распространение опыта чёрной металлургии в химическую промышленность, машиностроение и т. д.