Возможности использования вторичных энергетических ресурсов

В настоящее время  применяются следующие основные конструктивные типы котлов-утилизаторов:

1) газотрубные котлы-утилизаторы,  используемые в установках малой  мощности с низким давлением  пара р0 ≤ 15 ата и для начальной  температуры отходящих газов  tо.г.н ≤ 700 ÷ 800°С;

2) змеевиковые котлы-утилизаторы  с многократной принудительной циркуляцией для начальных параметров пара р0 ≥ 18 ата, t0 ≥ 375° С;

3) водотрубные котлы-утилизаторы  с естественной циркуляцией, работающие  на газах с высокой начальной  температурой порядка 1000° С  и выше.

В котлах-утилизаторах первых двух типов, устанавливаемых за мартеновскими, металлонагревательными, ватержакетными, нефтеперегонными и другими промышленными печами, используется в основном конвективная теплоотдача газов.

К недостаткам газотрубных  котлов-утилизаторов относятся ограниченная предельная паропроизводительность – не свыше 7,5 т/ч и пригодность для производства пара давлением не выше 15 ата.

Для нормальной работы змеевиковых  котлов-утилизаторов с многократной принудительной циркуляцией необходимо наличие отходящих газов малой  запыленности и умеренной температуры. Это устраняет возможность зашлакования трубных пучков змеевикового котла.

Преимущества таких  котлов, сравнительно с котлами-утилизаторами  других типов, сводятся к следующему:

а) уменьшаются затраты  металла на котел;

б) имеются практически неограниченная мощность (пропуск газов) и возможность выработки пара повышенных ;

 

в) уменьшаются требования к качеству питательной воды;

 

г) достигается большая  компактность;

 

д) имеется возможность  применять блочные установки.

 

Поэтому змеевиковые котлы, индивидуальные или блочные с многократной принудительной циркуляцией, являются основным современным типом котлов-утилизаторов, изготовляемых отечественной промышленностью.

 

Схема блочной (централизованной) установки змеевиковых котлов-утилизаторов с многократной принудительной циркуляцией изображена на рис. 3-3. Здесь 1 и 2 – испарительные змеевики или собственно котлы-утилизаторы; 3 – общий барабан; 4 – циркуляционные насосы; 5 — групповой пароперегреватель; 6 – питательные насосы; 7 – деаэратор; 8 – расширитель непрерывной продувки; 9 – теплообменник; 10 – трубопровод химически очищенной воды.

 

^ Рис. 3-3.Схема блочной  централизованной) установки котлов-утилизаторов  с многократной принудительной  циркуляцией

Котлы-утилизаторы, устанавливаемые за печами, не требуют непрерывного обслуживания и при наличии автоблокировки нуждаются только в периодическом осмотре.

 

Централизованное использование  тепла, получаемого от отдельных  групп испарительных змеевиков, делает экономичной установку их даже у самых небольших печей. При этом испарительные змеевики в случае необходимости можно размещать в газоходах печей, не загромождая производственных площадей цехов.

 

Недостатками блочной  установки котлов-утилизаторов являются:

 

а) сложность устройства водяных экономайзеров, что затрудняет снижение температуры отходящих газов при давлениях пара порядка 18 ата и выше;

б) потребность в центральном (групповом) пароперегревателе, обогреваемом топливом (например, доменным газом).

При давлении пара котлов-утилизаторов не выше 10 ата достигаемое снижение температуры отходящих газов может быть экономично достигнуто и без водяных экономайзеров. Расход топлива на центральный пароперегреватель блочной установки незначителен по сравнению с общей экономией топлива, даваемой блочной установкой.

Для водотрубных котлов-утилизаторов, работающих на газах высокой температуры, характерным является использование  радиационной теплопередачи. Для котлов этой группы часто оказываются необходимыми специальные, расположенные первыми  по ходу газов, радиационные испарительные поверхности нагрева, охлаждающие печные газы до температуры, обеспечивающей грануляцию содержащегося в них расплавленного уноса.

Водотрубные котлы с естественной циркуляцией, работающие на отходящих  газах, применяются в ряде предприятий химической и цементной промышленности, а также в цветной металлургии.

Если необходим нагрев воздуха  для печи до высокой температуры, то конвективная часть котла может  отпасть, и он превратится в чисто  экранный котел (котел-шлакогранулятор).

Такие котлы целесообразно применять  в ряде предприятий химической промышленности, например, для предприятий с сернокислым  производством, в которых производственный процесс требует промежуточного охлаждения сернистых газов с 1100 до 400° С. В таких предприятиях котлы-утилизаторы могут заменять собой промежуточные поверхностные воздушные или водяные охладители.

До сих пор применяемые способы  использования физического тепла  отходящих горячих газов промышленных печей в основном не затрагивают  устройства и режимов работы самих печей, а только дополняют их теми или другими теплоиспользующими устройствами.

В то же время начинает применяться  также комбинированное использование  тепла отходящих газов в производственных нагревателях и энергетических теплоиспользующих установках, которое обеспечивает более рациональное энерготехнологическое использование тепла этих газов.

 

 

Применение подобных встроенных газотурбинных  установок (ВГТУ), вырабатывающих электроэнергию, представляется, бесспорно, целесообразным тогда, когда избыточное давление энергоносителя (газа), используемое в этих турбинах, необходимо по технологическим условиям, например в доменных печах повышенного давления.

В каждом частном случае необходим  технико-экономически обоснованный выбор  наиболее рационального варианта использования физического тепла отходящих газов промышленных печей.

Общеизвестно, что теплоэнергетика, являясь одной из важных отраслей народного хозяйства, связана с  использованием огромного объема топлива. Для выработки тепла и электроэнергии на котельных установках теплоэлектростанций ( ТЭС, ТЭЦ), а также в топочно-нагревательных печах технологических процессов сжигаются различные виды топливных ресурсов. В связи с этим экономичное расходование топливно-энергетических ресурсов имеет первостепенное значение. Организационно-технические мероприятия по улучшению энергопользования на промышленных предприятиях и в целом народном хозяйстве должны быть направлены на разработку и практическое внедрения всесторонне взвешенной, глубоко аргументированной концепции государственной политики по отношению к рациональному использованию вторичных энергоресурсов. Этот вопрос диктует сама жизнь, так как сейчас как никогда, остро возникла необходимость привлечения вторичных ресурсов в обеспечении потребности теплоэнергией. Передовой отечественный и зарубежный опыт позволяет судить о технической возможности и экономико-экологической целесообразности дальнейшей рационализации теплоэнергетического хозяйства, включая, в том числе вторичных энергетических ресурсов. 

 

Раздел №2

 

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.

Методика построения сетевых графиков и расчет временных параметров сетевого графика

Модели сетевого планирования и  управления предназначены для составления  плана выполнения некоторого комплекса  взаимосвязанных работ (операций) в  как можно более краткий срок. Этот план задается специфическим образом  – в виде сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком, а четкое определение всех временных взаимосвязей предстоящих работ является отличительной особенностью сетевых моделей.

Система методов сетевого планирования и управления (СПУ) позволяет:

1. формировать календарный план реализации некоторого комплекса работ;
2. выявлять и мобилизовывать резервы времени, трудовые, материальные и денежные ресурсы;
3. осуществлять управление комплексом работ по принципу «ведущего звена» с прогнозированием и предупреждением возможных срывов в ходе работ;
4. повышать эффективность управления в целом при четком распределении ответственности между руководителями разных уровней и исполнителями работ.

Диапазон применения СПУ весьма широк: от задач, касающихся деятельности отдельных лиц, до проектов, в которых участвуют сотни организаций и десятки тысяч людей.

Анализ сетевой модели, представленной в графической или табличной (матричной) форме, позволяет:

5. во-первых, более четко выявить взаимосвязи этапов реализации проекта;
6. во-вторых, определить наиболее оптимальный порядок выполнения этих этапов в целях, например, сокращения сроков выполнения всего комплекса работ.

Сетевой график представляет собой  схему, отражающую технологическую  последовательность и взаимосвязь  работ от их начала до момента завершения.

Сетевой график состоит из множества  событий, обозначенных кружочками, и  множества работ, изображенных стрелками, над которыми проставляется ее продолжительность или затрачиваемые ресурсы. Он наглядно показывает логическую последовательность и взаимосвязь всех действий и процессов, которые должны быть осуществлены для достижения поставленной цели. Число событий и работ на сетевом графике зависит от сложности объекта и от требуемой степени детализации разрабатываемого плана.

Работой называется процесс или действие, приводящее к достижению определенного результата. Она характеризуется продолжительностью во времени и связана с расходованием ресурсов. Каждая работа имеет номер и название, которое раскрывает ее содержание. Работа, отражающая только зависимость одного мероприятия от другого, называется фиктивной работой. Такая работа имеет нулевую продолжительность (или нулевой расход ресурсов) и обозначается пунктирной стрелкой. В случае отсутствия процесса, требующего затрат времени и ресурсов, фиктивная работа показывает, что в данном случае событие одно не может свершиться пока не будет закончено другое.

Событие – результат выполнения одной или нескольких работ, позволяющий начинать следующую работу. Каждое событие имеет номер и название, которое формулируется в прошедшем времени. Следовательно, событие, в отличие от работы, не является процессом и не сопровождается никакими затратами времени или ресурсов.

На сетевом графике работы кодируются номерами двух событий – предшествующего и последующего (например, 1-2). Событие начала планируемого процесса, у которого нет предшествующих событий, называется исходным событием: ему присваивается номер 1. Событие, которое не имеет последующих событий и заканчивает процесс, называется завершающим событием; ему присваивается последний номер в сети.

На сетевом графике каждое событие  является начальным или конечным результатом выполнения одной или  нескольких работ. Из этого вытекают основные свойства сетевого графика:

а) ни одно событие не может совершиться до тех пор, пока не будут выполнены все входящие в него работы;

б) ни одна работа, выходящая из данного события, не может начаться до тех пор, пока данное событие не совершится.

Построение сетевых графиков осуществляется по следующим правилам:

7. график строится таким образом, что каждое последующее событие изображается несколько правее предыдущего;
8. у каждой работы номер предшествующего события должен быть меньше номера последующего события;
9. в сети не должно быть событий, не имеющих предшествующих событий, кроме исходного события;
10. сетевые модели необходимо строить слева на право от начала к окончанию, то есть каждое последующее событие изображается несколько правее предыдущего;
11. при построении сетевого графика нежелательно пересечения стрелок
12. стрелка «работа» всегда должна быть направлена из события с меньшим номером к событию с большим номером
13. номер последующего события присваивается после присвоения номера предыдущему событию
14. в сети не должно быть "тупиков", то есть событий, не имеющих событий, кроме завершающего события;
15. в сети не должно быть "замкнутых контуров"; чтобы работы не возвращались к тому событию, из которого они вышли.
16. в сети не должно быть "параллельных работ", имеющих одинаковые предшествующие и последующие события; Такие работы невозможно различить на графике. В этом случае при построении сетевого графика вводится дополнительное событие или "фиктивная "работа, которая не требует затрат времени на ее выполнение и обозначается пунктирной стрелкой.