Вторичные энергоресурсы

Поэтому пар, получаемый из установок испарительного охлаждения, представляющий собой значительный вторичный энергоресурс, должен наиболее рационально и возможно полно использоваться для энергетических целей. При этом для более низких давлений пара, получаемого в испарительных установках, выбор наиболее рационального варианта его использования аналогичен таковому для отработавшего производственного пара.

 Таблица  3-1 Тепло, отводимое системами охлаждения из различных печей

Наименование печей	Элементы охлаждения	Количество отводимого тепла в процентах от затрачиваемого топлива
Доменная   Мартеновская     Шахтная ватержакетная Методическая	Дутьевые фурмы, холодильники горновой зоны Кессоны (фурмы), рамы и  заслонки завалочных окон, подпятовые балки Кессоны горновой зоны   Глиссажные п опорные  трубы	2—3     20—25 10—20   15—25

При более же высоком  давлении (р_н.о ≥ 13 ÷ 19 ата) пар, получаемый из современных испарительных установок, может быть целесообразно использован, аналогично пару, получаемому из котлов-утилизаторов, как для раздельного, так и, в особенности, для комбинированного энергопроизводства в специальных генераторных агрегатах теплофикационного типа.

Рис 3-12. Схема  испарительного охлаждения элементов печи высококипящей жидкостью

Вторым вариантом решения  задачи дальнейшего развития испарительного охлаждения является применение промежуточных высококипящих неводяных органических теплоносителей, например дифиниловых смесей. В этом случае представляется возможным сохранить неизменным конструктивное выполнение охлаждаемых элементов низкого давления, применяя для них принудительное движение специального теплоносителя. За счет тепла этого теплоносителя в поверхностном испарителе будет вырабатываться насыщенный водяной пар повышенного или высокого давления, который может затем перегреваться отходящими газами совместно с паром соответствующего котла-утилизатора.

Схема испарительного охлаждения элементов печи высококипящей жидкостью показана на рис. 3-12, на котором 1 – охлаждаемый элемент печи, 2 – парожидкостная эмульсия ВОТ, 3 – опускная труба, 4 – сепаратор, 5 – змеевики-испарители.

Как показывает рис. 3-12, при давлении высококипящей жидкости, охлаждающей элементы печи, равном атмосферному, возможно получение в змеевиках-испарителях сепаратора насыщенного водяного пара давлением р₀ = 30 ата (при температуре t₀ = 232° С).

3.6. Использование нагретой производственной и сливной бытовой воды.

В системах охлаждения металлургических печей еще и в настоящее  время продолжают широко применяться системы водяного охлаждения, постепенно заменяемые системами испарительного охлаждения. Конечная температура охлаждающей воды не превышает 80—90° С (в разомкнутых системах охлаждения). Кроме того, охлаждающая вода применяется для ряда производственных процессов, протекающих при низких температурах.

Наиболее значительные тепловые отходы в нагретой охлаждающей  воде дают металлургические печи, количество отводимого тепла из которых составляет до 20—25% от затрачиваемого тепла топлива, а также производственные агрегаты некоторых предприятий химической промышленности. Этот вторичный энергоресурс до настоящего времени используется крайне незначительно, ввиду низкой конечной температуры охлаждающей воды и сезонного характера тепловых нагрузок.

Возможные варианты энергетического  использования нагретой охлаждающей воды:

1) в системе водоприготовления  на местной ТЭЦ или котельной;

2) в системах теплоснабжения  самих предприятий, заводского  поселка и сельскохозяйственных потребителей;

3) в специальной силовой  установке для выработки электроэнергии.

В системе водоприготовления  местных теплоснабжающих установок (ТЭЦ, котельные) можно использовать только небольшое и переменное количество горячей производственной воды в течение года.

Более эффективным представляется использование нагретой производственной воды для теплоснабжения предприятия, рабочего поселка и сельскохозяйственных потребителей. При этом наиболее целесообразно покрытие такой охлаждающей водой в первую очередь производственных тепловых нагрузок, годовая продолжительность которых соизмерима с продолжительностью работы промышленных печей и других охлаждаемых водой производственных агрегатов (не менее 7500—8000 ч/год).

Рис. 3-13. Схемы использования  тепла производственной воды, охлаждающей  мартеновские печи

Для покрытия длительных производственных тепловых нагрузок в ряде случаев может оказаться рациональным также повышение температуры нагретой охлаждающей воды при помощи котлов-утилизаторов или тепловых насосов

По данной схеме (рис. 3-13) использование тепла воды, охлаждающей промышленные печи, производится частично непосредственно по выходе из печи, частично (в случае надобности) после ее подогрева другим источником тепла, например паром котлов-утилизаторов, установленных за печами. Охлаждающая вода (при температуре не свыше 80—90° С) по выходе из печи 1 направляется частично в теплопотребляющие аппараты 2, частично в пароводяные сетевые подогреватели 3 и 4 для последующего использования этой воды в отопительно-вентиляционных приемниках 5. Основные 3 и пиковые 4 подогреватели питаются паром из котлов-утилизаторов или отборным паром из турбин местной ТЭЦ. Для добавочного подогрева производственной воды паром из котлов-утилизаторов достаточно установить только подогреватель 3. Из теплопотребляющих аппаратов вода подается в сборные баки 6, откуда насосами 7 возвращается в систему охлаждения печи. Неиспользованное количество нагретой охлаждающей воды подается в соответствующую охлаждающую установку 8 — брызгальный бассейн или башенные охладители, откуда насосом 9 возвращается в систему охлаждения сталеплавильной печи.

Данная схема применима  также и для использования  тепла нагретой производственной воды, выходящей из систем охлаждения других промышленных печей.

При отсутствии паровых  котлов-утилизаторов добавочный подогрев производственной охлаждающей воды в ряде случаев может производиться с помощью тепловых насосов, если такая дополнительно нагретая вода расходуется на производственные или сельскохозяйственные нагрузки с большой годовой продолжительностью.

Использование тепла  охлаждающей производственной воды для тех или других тепловых целей  возможно, кроме рассмотренных выше вариантов, также и для выработки электроэнергии в специальной силовой установке с турбиной типа МК.

3.7 Использование тепла прочих вторичных энергоресурсов.

Физическое тепло технологической  продукции в особенности значительно  по своей величине в предприятиях черной металлургии при получении соответствующего продукта (чугуна, стальных слитков и заготовок, кокса и др.) путем высокотемпературных огнетехнических процессов.

Использование физического тепла слитков. Производится частично при последующей обработке металла и зависит от организации металлургического производственного цикла, являясь наиболее эффективным при непрерывной организации последнего, в частности, в сталеплавильных и прокатных цехах.

Тушение кокса, выдаваемого  из печей при температуре порядка 1000° С, может осуществляться водой (водяное, или мокрое тушение кокса) или инертными газами, циркулирующими в замкнутой системе между гасительными устройствами и паровыми котлами-утилизаторами, использующими тепло таких газов.

При мокром тушении кокса, наиболее распространенном до настоящего времени, полностью теряется физическое тепло выдаваемого кокса. При сухом тушении кокса используется не менее 60%  этого тепла в котлах-утилизаторах.

Использование физического  тепла сухого тушения кокса в  паровых котлах-утилизаторах дает экономию тепла, поступающего в коксовые печи (уголь и обогревающий доменный газ), не менее 2,5%.

Выработка пара в котлах-утилизаторах, установленных, в системах СТК, в  практической работе ряда действующих установок составляет в среднем 0,35—0,5 т пара на 1 т выдаваемого кокса.

Широкое распространение  систем сухого тушения и полноценное  использование физического тепла кокса затрудняются периодичностью действия современных коксовых печей и малой их производительностью.

Использование физического тепла получаемого продукта производства частично имеет место также в ряде других отраслей промышленности. В частности, в цементном производстве тепло получаемого конечного продукта клинкера посредством обжига в печи при температуре 1600° С используется для подогрева воздуха до 200—350° С в специальном холодильнике в виде вращающегося цилиндра. Затем этот воздух поступает в основную обжиговую печь для более экономичного сжигания топлива (рис. 13-14).

В ряде отраслей промышленности (химической, пищевой и др.) все шире используют тепло получаемого продукта в виде вторичного пара выпарных установок. Для этого применяют насос (термокомпрессор), сжимающий вторичный пар, который затем отдает тепло самой выпарной установке (рис. 3-15).

Рис. 3-14. Схема  установки для охлаждения клинкера и нагрева воздуха: 1 — вентилятор, 2 — холодильник клинкера, 3 — обжиговая печь, 4 — тяговое устройство.

Рис. 3-15. Схема  выпарной установки с тепловым насосом

На рис. 3-15 показана однокорпусная  выпарная установка 1 с термокомпрессором 2 и подогревателем выпариваемого раствора (охладителем конденсата вторичного пара) 3; 4 — вторичный пар, 5 — конденсат вторичного пара.

Использование физического  тепла отвальных металлургических шлаков с температурой выше 1000°С может иметь большое значение в предприятиях цветной металлургии.  Использование такого тепла является еще не решенной технической проблемой.

Предлагаемые схемы  базируются на водяной грануляции расплавленных  шлаков с использованием получаемого при этом теплоносителя (горячей воды или пара низкого давления) для выработки электроэнергии или для целей теплоснабжения потребителей.

Намечаются три принципиальных схемы использования тепла шлаков, основанные на:

а) мокрой грануляции (водой);

б) сухой грануляции (воздухом);

в) контактной грануляции (на подвижных охлаждающих поверхностях).

Все предложения по утилизационным установкам без грануляции оказались  нерациональными из-за низкой теплопроводности застывшего шлака, так как в них предлагается использование основного количества тепла шлаков при твердой фазе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  использованной литературы:

1.  «Энергоснабжение»
2. Энергосиловое оборудование промышленных предприятий: Быстрицкий Г. Ф.  – М.: Издательский центр «Академия», 2003 – 304 с.
3. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника, Бакластов А. М., Бродянский В. М., Голубев В. П. и др.; – М.: Энергоиздат, 1983. – 522с.