Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Марта 2012 в 16:10, реферат
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.
Стр.
1. Введение:
2
2. Классификация вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) промышленности:
3
3. Общая характеристика ВЭР промышленных предприятий:
4
4. ВЭР электростанций:
6
5. Использование ВЭР в промышленности:
7
6. Показатели использования ВЭР:
8
7. Расчёт ВЭР на экономическую эффективность:
9
8. Заключение:
11
9. Список используемой литературы:
Стр. | |
1. Введение: | 2 |
2. Классификация вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) промышленности: | 3 |
3. Общая характеристика ВЭР промышленных предприятий: | 4 |
4. ВЭР электростанций: | 6 |
5. Использование ВЭР в промышленности: | 7 |
6. Показатели использования ВЭР: | 8 |
7. Расчёт ВЭР на экономическую эффективность: | 9 |
8. Заключение: | 11 |
9. Список используемой литературы: | 12 |
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.
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.
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: = 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) = 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) = 11300 кДж/м3 Состав: СО = 85 %; Н2 = 4 %; N2 = 5,6 %; О2 = 1 %; СО2=3%; сероводород=0,4%. Высокотоксичный, взрывоопасный газ. =10000 ÷ 15000 ккал/м3
tо.г 500 ÷ 1000 °С.
tо.в 95 °С. Pи.о = 1,6 ÷ 4 атмосфер.
tотх > 1000 °С.
tо.г = 350 ÷ 600 °С
tо.в < 100 °С.
=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.
|
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.
ВЭР | Качественные параметры энергоресурсов |
1. Тепловые электростанции: Нагретая охлаждающая вода конденсационных устройств турбин: Отходящие дымовые газы котлоагрегатов: Отходящие газы и нагретая охлаждающая вода газотурбинных электростанций: Нагретая охлаждающая вода из системы охлаждения электрических генераторов: |
tв ≤ 25 ÷ 30 °C
tо.г ≥ 100 °C tо.г ≥ 100 °C tв ≥ 25 ÷ 30 °C tв ≥ 25 ÷ 30 °C
|
2. Гидроэлектростанции: Нагретая охлаждающая вода из системы замкнутого охлаждения электрических генераторов: Нагретый воздух из системы разомкнутого воздушного охлаждения электрических генераторов: |
tв ≥ 25 ÷ 30 °C
tв ≤ 60 ÷ 65 °C
|
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;
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.