Реферат: Общая характеристика вторичных энергоресурсов ВЭР и их классификация

--PAGE_BREAK--11
9.     Список используемой литературы:
11

               
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 из вне энергия необходима лишь для запуска и резервирования, то есть  безаварийной остановки технологического процесса. Так в настоящее время 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).
ТепловыеВЭР – 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.

    продолжение
--PAGE_BREAK--Общая характеристика ВЭР промышленных предприятий.


Первичные энергетические ресурсы
ВЭР
Разновидности энергоресурсов
Характеристика, качественные параметры
Твёрдое жидкое, газообразное топливо или электроэнергия для обслуживания технологических высоко температурных процессов (промышленные печи) и охлаждающая ввода.
Газ и жидкое топливо         для обслуживания технологических силовых процессов (с двигателями внутреннего сгорания воздуходувных, компрес-сорных и других агрегатов) и охлаждающая вода.

 

Горючее и технологическое сырьё (в предприятиях металлурги-ческой, деревообраба-тывающей, текстильной, пищевой и других отраслях промышленности).

Пар для обслуживания технологических силовых (в молотовых, прессовых и штамповочных агрегатах) и нагревательных процессов.
Горячая вода для бытового теплопотребления

Электроэнергия, обслуживающая силовые, термические и осветите-льные процессы.



1.      Отходящие горючие газы коксовых и доменных печей:

а) коксовый газ – продукт выжига кокса в коксовых печах.
б) доменный газ – побочный продукт доменного производства, получается в результате неполного сгорания кокса.
в) ферросплавный газ – выплавка ферросплавов в электропечах.
       
    

2.      Отходящие горючие газы предприятий нефтяной промышленности.

3.      Отходящие горячие газы промышленных печей.

4.      Нагретая охлаждённая вода и пар испарительного охлаждения промышленных печей.

5.      Тепло, выделяемое расплавленными метл-лами, коксом и шлаками промышленных печей.

1.      Горячие газы, отходящие из двигателей внутреннего сгорания.

2.     Нагретая охлаждающая  вода, отходящая из двигателей внутреннего сгорания.
Горючие твёрдые и жидкие отходы производства.
1.       Отработавший производственный пар.

2.       Вторичный производственный пар.

3.       Конденсат пара, используемого для нагревательных целей (горячая сливная вода).

4.       Внутренние тепловыделения в производственных помещениях.

Сливная загрязнённая вода.

Внутренние тепловыде-ления в производственных помещениях.

Сливная нагретая вода производственных агрегатов.


а) Теплота сгорания:                

   <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_115806116-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">= 1760 ÷ 1800 кДж/м3

Состав газа: СО2=2÷4%; СО= 6 ÷ 8 %; Н2 = 55÷ 62%;

СН4 = 24 ÷ 28%;    этилен,

пропилен и др. = 2 ÷ 3 %;

N2 = 3 ÷ 2 %; О2 = 0,4 ÷ 08 %, плотность 0,4 – 0,55 кг/м3. Взрывоопасен.

б) <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_115806116-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">= 3350 ÷ 4610 кДж/м3

 Состав газа:

СО2=10÷12,5%;

СО=28,5÷30,5%; Н2=1,5÷3,8%;

N2 = 58 ÷ 59,5 %;

О2 = 0,1 ÷ 0,2%, плотность 1,28÷1,3 кг/м3, теоретическая температура горения 1430 – 1500 °С, для сжигания 1МДж газа требуется теоретически необходимое количество кислорода 0,19м3.

в) <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_115806116-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">= 11300 кДж/м3

Состав:

СО = 85 %;   Н2 = 4 %;  

N2 = 5,6 %;    О2 = 1 %; 

СО2=3%;   сероводород=0,4%.

Высокотоксичный, взрывоопасный газ.

<img width=«23» height=«24» src=«ref-1_115806116-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">=10000 ÷ 15000 ккал/м3
tо.г<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_115806976-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029"> 500 ÷ 1000 °С.
tо.в <img width=«13» height=«16» src=«ref-1_115807169-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030"> 95 °С.

Pи.о = 1,6 ÷ 4 атмосфер.
tотх > 1000 °С.
tо.г = 350 ÷ 600 °С
tо.в < 100 °С.
     <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_115806116-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">=10000  ккал/кг.
         Ро.п = 1,3 ÷ 1,5 атм.
     Рв.п =1 атм.
        

 t < 100 °С.
             
 t < 100 °С.
           t < 50 °С.
           t < 100 °С.
            t < 100 °С.


<img width=«105» height=«27» src=«ref-1_115807579-608.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">

Показатель используется, если нет ограничений по конечному температурному потенциалу, например при охлаждении нагревательных печей.

Коэффициент утилизации– отношение количества теплоты, воспринятой котлом-утилизатором, к теплу топлива, сожженного в печи. Например, для мартеновской печи:

<img width=«24» height=«24» src=«ref-1_115808187-336.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">= 0,143 (<img width=«65» height=«27» src=«ref-1_115808523-492.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">)·1,16

α
– удельная выработка пара котлом утилизатором на 1 т выплавленной стали, [МВт/т],

q
– удельный расход условного топлива на 1 т выплавленной стали,    [т у.т./т].

Коэффициент можно применять для сопоставления использования ВЭР однотипных по конструкции и технологии агрегатов. Сложные и разнообразные  процессы (например, цветной металлургии) нельзя характеризовать таким показателем.

Показатель использования ВЭР– отношение фактической выработки тепла на базе ВЭР к возможной:

<img width=«93» height=«27» src=«ref-1_115809015-587.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">

При планировании топливопотребления применяют коэффициент утилизации – отношение фактической (планируемой) экономии топлива Ву за счёт ВЭР к возможной (или экономически целесообразной) Вв:

<img width=«89» height=«27» src=«ref-1_115809602-561.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">

Коэффициент выработки энергии на единицу перерабатываемого материала:            <img width=«116» height=«27» src=«ref-1_115810163-890.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">,

N– производительность агрегата, т/год.


    продолжение
--PAGE_BREAK--