Введение
В настоящее время в использовании вторичных энергетических ресурсов имеются значительные резервы.
Задача максимального использования ВЭР имеет не только экономическое, но и социальное значение, поскольку снижение расходов топлива, обеспечиваемое использованием ВЭР, уменьшает вредные выбросы и снижает загрязнение окружающей среды.
ВЭР нельзя рассматривать как даровые дополнительные источники энергии. Они являются результатом энергетического несовершенства технологических производств, поэтому необходимо стремиться к снижению их выхода за счет более полного использования топлива в самом технологическом агрегате. В этом состоит основная задача повышения эффективности теплотехнических производств, наиболее полного использования ВЭР, как неизбежного спутника этих процессов.
Пределом идеальной организации производств является создание безотходная по материалам и энергии технологии.
Классификация вторичных энергоресурсов
Предприятие черной металлургии потребляет большое количество топлива, тепловой и электрической энергии. Наряду с этими технологиями металлургического производства характеризуется значительным выходом вторичных энергетических ресурсов (ВЭР).
По виду энергии ВЭР делятся на горючие (топливные), тепловые и избыточного давления.
Горючие ВЭР - побочные газообразные продукты технологических процессов, которые могут быть использованы в качестве энергетического или технологического топлива.
Тепловые ВЭР - физическая теплота основных и побочных продуктов, отходящих газов технологических агрегатов, а так же систем охлаждения их элементов.
ВЭР избыточного давления - потенциальная энергия газов, выходящих из технологических агрегатов с избыточным давлением, которое может быть использовано других видов энергии.
|
|
Виды ВЭР и способы их использования
| Виды ВЭР | Носители ВЭР | Энергетический потенциал | Способ использования |
| Горючие | Газообразные отходы | Низкая теплота сгорания | Сжигание в топливо использующих установках |
| Тепловые | отходящие газы, готовая продукция и отходы производства, теплоносители охлаждения отработанный и попутный пар | энтальпия тоже | выработка в теплоутилизиционных установках водяного пара, горячей воды покрытие тепло потребности, выработка электроэнергии в конденсоционном или теплофикационном турбоагрегате |
| избыточное давление | газы с избыточным давлением | работа изоэнтропного расширения | выработка электроэнергии в газовом утилизационном турбоагрегате |
Выход ВЭР - количество ВЭР, образующиеся в технологическом агрегате.
Выход ВЭР для горючих: q гор = m Qр;
для тепловых: qт =mі;
для ВЭР избыточного давления: qи= ml;
где q - выход соответствующих ВЭР, m - удельное или часовое количество энергоносителя, Qр - низшая теплота сгорания, і -
энтальпия энергоносителя, l - работа изоэнтропийного расширения газов.
Характеристика горючих ВЭР черной металлургии:
Доменный газ образуется при выплавке чугуна в доменных печах. Его выход и химический состав зависят от свойств шихты и топлива, режима работы печи, способов интенсификации процесса. Доля негорючих компонентов азота и углекислого газа в доменном газе составляет 70%. При сжигании доменного газа максимальная температура продуктов сгорания равна 1487 С. На выходе из печи газ загрязнен колошниковой пылью. Использовать доменный газ в качестве топлива можно только после его очистки.
|
|
Ферросплавный газ - образуется при выплавке ферросплавов в рудовосстановительных печах. Суммарное содержание сероводорода и оксида серы (4) в пересчете на оксид серы (4) не должно превышать 1 г\м3.
Конвертерный газ - образуется при выплавке стали в кислородных конвертерах. Газ в основном состоит из оксида углерода. В качестве топливных ВЭР конвертерный газ используется при отводе без дожигания.
Ценное технологическое и энергетическое топливо.
Коксовый газ - образуется при коксовании угольной шихты. В черной металлургии в качестве топлива используется после извлечения химических продуктов. Компоненты коксового газа: водород, кислород, метан, азот, углекислый и угарный газы.
Характеристика тепловых ВЭР.
Физическая теплота готового продукта из шлаков.
Из печей и агрегатов металлургического производства готовый продукт и шлак выходят с высокой температурой. В некоторых случаях эта теплота ВЭР. Теплота жидкого чугуна используется в последующих переделах (мартеновские печи, кислородные конвертеры).
Теплота жидкой стали используется в прокатном производстве за счет горячего посада слитков. Физическая теплота вторичных газов.
Использование физической теплоты коксового газа возможна после сухой очистки. Наибольшую температуру имеют конверторные газы.
Отходящие газы мартеновских печей состоят из продуктов сгорания топлива и газообразных компонентов химических реакций, протекающих в технологическом процессе. К тепловым ВЭР относятся энергоносители в виде водяного пара, горячей воды и вентиляционных выбросов.