Энергетическое обеспечение производства
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
логические переделы производства металлов. Именно здесь имеются основные резервы экономии топлива и электроэнергии, так как высокотемпературные процессы имеют относительно низкую эффективность использования теплоты. В целом коэффициент использования топлива по различным технологическим переделам в металлургии составляет 10-40%. Это объясняется тем, что значительная часть вносимой в процессе энергии уходит из агрегатов с газами, шлаками, обрабатываемыми материалами и т.д., которые затем могут быть использованы в виде вторичных энергоресурсов (ВЭР). Например, в мартеновском процессе с уходящими газами теряется до 46,0% всего тепла (в то время как с жидкой сталью уносится 18,0%, а со шлаком 5,3%).
6.2 Роль вторичных энергоресурсов
Вторичные энергетические ресурсы в металлургии могут располагать физической энергией (тепловые ВЭР) химической энергией (топливныеВЭР) и потенциальной энергией (ВЭР избыточного давления).
Нужно подчеркнуть, что значительный выход ВЭР в ряде теплотехнических процессов не является их достоинством. Рационально построенная энергетика технологического процесса должна обеспечивать максимально использование теплоты с минимальными потерями (отходами), что в конечном итоге, должно создавать безотходную технологию. Поэтому проблему ВЭР следует рассматривать с двух точек зрения: развития и совершенствования производства в целях снижения их выхода и, если они образуются, их полного и рационального использования.
Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) условно можно разделит на две группы: высокопотенциальные ВЭР и низкопотенциальные ВЭР. К первым обычно относят нагретые до высоких температур отходящие газы металлургических агрегатов, отходящие газы, содержащие горючие составляющие (например, СО) и т.п. Практика использования этих ВЭР широка.
Низкопотенциальные ресурсы (например, отходящие газы с температурой 3000 С и менее) не только не используются, но и рассеиваются в окружающую среду. По мере совершенствования методов использования высокопотенциальных ВЭР, доля энергии, теряемой с низкопотенциальными ВЭР возрастает. Как использовать эти ресурсы? Несколько путей решения этой проблемы уже решены на практике.
. Выработка электроэнергии на базе специальных турбин, работающих на легко вскипающих рабочих телах.
. Использование низко потенциальных ВЭР для обогрева грунта (обогреваемые теплицы).
. Использование перепада давления при дросселировании газа на газораспределительных станциях и газораспределительных пунктах металлургических заводов.
. Использование углекислоты, извлекаемой из отходящих газов для получения сухого льда (который затем можно использовать для быстрой заморозки, хранения, сушки продуктов питания и т.п.)
К сожалению, на некоторых предприятиях вторичные энергоресурсы до сих пор считаются бросовыми и, например, в себестоимости утилизационного пара не учитывается стоимость теплоты отходящих газов. На самом же деле затраты живого и овеществленного труда на производство основной продукции есть одновременно и затраты на образование побочной продукции и отходов. Отходы не имеют потребительской стоимости до тех пор, пока не появятся технические возможности их рационального использования. Теплота отходящих газов позволяет получить дополнительную продукцию (пар определенных параметров), имеющую свою потребительскую стоимость. Эта теплота может быть квалифицирована как топливная составляющая в себестоимость утилизационного пара и выступать в форме платы за вторичные энергетические ресурсы. В этом случае себестоимость утилизационного пара в два-три раза ниже себестоимости пара, получаемого от промышленных котельных.
Особую проблему составляет использование низкопотенциальных ВЭР. Их непосредственное применение, как правило, технически сложно. Однако следует помнить, что выход низкопотенциальных ВЭР составляет более половины всех вторичных энергетических ресурсов. Поэтому их эффективная утилизация является одной из важнейших и перспективных задач на ближайшие годы, так как стоимость единицы теплоты при использовании ВЭР в десятки раз ниже стоимости единицы теплоты, получаемой от других источников, с учетом эксплуатационных расходов на доставку и переработку топлива.
6.3 Утилизация теплоты продуктов сгорания
В металлургическом производстве с целью утилизации тепла отходящих газов применяют рекуператоры, регенераторы, котлы-утилизаторы. В этих устройствах использование тепла газов идет в двух направлениях.
. Тепло отходящих газов расходуется на подогрев воздуха и газообразного топлива, затрачиваемых на отопление печи и, следовательно, снова возвращается в печь. В данном случае утилизация тепла газов непосредственно влияет на работу печи, повышая температуру в печи и увеличивая экономию топлива. Такое использование тепла наблюдается при применении рекуператоров и регенераторов.
. Тепло газов в печь не возвращается, а используется на обогрев котлов-утилизаторов, в которых вырабатывается пар, характеризуемый высоким давлением и температурой. В этом случае установка котла-утилизатора за агрегатом прямо не влияет на его работу, но дает вполне определенный и значительный эффект по заводу в целом.
С теплотехнической точки зрения утилизация тепла отходящих газов приводит к следующему.
а) Экономия топлива. В топливных печах (в отличие от электрических) тепло получается в результате сжигания топли?/p>