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 25ч30 % 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.

№3.

Утилизационные установки разделяются на соответствующие группы по принципу их действия, по видам вырабатываемых энергоносителей, по видам используемых ВЭР, а также по их роли в основном технологическом процессе.

Утилизационные установки успешно применяются в тех случаях, когда они оказывают положительное воздействие на протекание основного технологического процесса, способствуют увеличению производительности или длительности рабочей кампании технологической установки, а также когда протекание технологического процесса вообще невозможно при отсутствии утилизационной установки. Значительно труднее они внедряются в тех процессах, где работа основного технологического агрегата зависит от надежности работы утилизационных установок. [2]

Утилизационная установка ( котел-утилизатор) чаще всего является основным элементом газоотводящего тракта соответствующего технологического агрегата.

Утилизационные установки с тепловыми трубами используются для возврата при повторном использовании тепловой энергии отработавших газов двигателей или отходящих газов промышленных процессов и систем вентиляции и конденсирования воздуха. Тепловые трубы, используемые в установках утилизации тепла, обычно имеют наружное оребрение. Тепло передается от отработавших газов в зону испарения тепловой трубы через наружные ребра этой зоны. [4]

Отечественные вакуумные утилизационные установки серии Д выпускаются пяти типов ( табл. 37) производительностью от 2 5 до 28 т / сут и изготовляются в виде агрегата, состоящего из опреснителя, вспомогательного оборудования и приборов. [5]

Для утилизационных установок, вырабатывающих промежуточный энергоноситель, невозможна обычная для энергетических агрегатов связь с потребителем, при которой потребитель в соответствии с имеющимся графиком может получить нужное ему количество энергии. Потребители тепла, использующие пар от утилизаторов, не могут влиять на его производство, так как количество вырабатываемого в утилизационной установке пара зависит только от производительности и режима работы технологических агрегатов-источников ВЭР. При неизменном технологическом режиме выработка пара в утилизационной установке остается постоянной в течение всего времени непрерывной работы технологического агрегата. При периодическом режиме работы технологического агрегата выработка энергии в утилизационной установке также периодически меняется. Независимость выработки тепла в утилизационных установках от его потребности создает значительные трудности в его рациональном использовании, особенно на тех предприятиях, где теплопо-требление характеризуется значительной неравномерностью в суточном и годовом графиках тепловой нагрузки. [6]

Работа утилизационных установок целиком зависит от работы соответствующих технологических агрегатов, поэтому производительность первых может вынужденно снижаться или прерываться. Сведение баланса соответствующего энергоресурса по заводу должно при этом осуществляться какими-то резервными источниками или за счет запаса мощностей других заводских энергетических установок. В обоих случаях требуются определенные капитальные и текущие затраты, которые надо учитывать. Рекомендуется также учитывать фактор времени. [7]

Монтаж недорогих и несложных утилизационных установок для использования тепла отходящих газов позволяет перевести компрессорные станции на отопление от утилизаторов, дать тепло для нужд быта и тепловых хозяйств. При этом меньше одной трети тепла, полученного при сжигании этого газа, использовано полезно. Остальная часть тепла ушла ( приблизительно в равных долях) с охлаждающей водой и с выхлопными газами. [8]