Энергетика теплотехнологии как основа энергосбережения и реализации новых теплотехнологических процессов, модернизации действующих установок и систем




 

 

Энергосбережение, то есть сбережение теплоты и топлива, различных видов энергоносителей – один из важнейших факторов, стимулирующих дальнейший общий прогресс промышленного производства. Радикальное решение проблемы экономии и подъема эффективности использования топливно - энергетических ресурсов в промышленности возможно только на основе прогрессивных энерго- и ресурсосберегающих, экологически совершенных технологий и оборудования. Энергосбережение приобретает особо важное значение для отраслей промышленного производства, основанных на теплотехнологии, таких как производство теплоэнергии, чугуна и стали, строительных материалов и нефтепродуктов, цветных металлов, многих продуктов химии, целлюлозно-бумажной, легкой, машиностроительной и других энергоемких отраслей промышленности. Эти производства характеризуются большой энергоемкостью и часто низким уровнем полезного использования топлива, теплоты и других энергоносителей.

К числу конкретных мероприятий, способствующих решению стоящих задач, можно отнести: комплексное использование природных и материальных ресурсов с максимальным устранением потерь и нерациональных расходов; широкое вовлечение в хозяйственный оборот вторичных материальных и энергетических ресурсов; внедрение энергосберегающей и экологически чистой и совершенной техники и технологии; замена малоэффективного оборудования прогрессивным и высокопроизводительным.

Масштабы возможной экономии топлива в ТУ можно проиллюстрировать на примере промышленных печей с топливным источником энергии. Если представить возможность подъема среднего КПД промышленных печей, например только в 1,5 раза, тогда народное хозяйство получило бы экономию топлива в 20-25 раз превышающую плановую годовую экономию на тепловых электростанциях страны.

Снижение удельного расхода топлива в теплотехнологии – это не только важнейшее экономическое мероприятие для топливно-энергетического комплекса, но и путь снижения капиталоемкости теплотехнического оборудования (подогревателей компонентов горения, устройств внешнего теплоиспользования, систем очистки, переработки, транспорта топлива, его продуктов сгорания и др.), капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

Снижение расхода топлива является также предпосылкой существенной нейтрализации вредного воздействия технологии на окружающую среду.

Возможны различные подходы при решении поставленных задач. Весьма актуальным является подход, по которому изыскиваются наилучшие (оптимальные) пути на базе комплексного и одновременного учета всей совокупности взаимосвязанных проблем. Основой такого комплексного подхода в настоящее время является безотходная технология. Она открывает наибольшие возможности энергосбережения в теплотехнологии. В ее основу положен ряд принципов:

- технология обеспечивает комплексное и полное товарное извлечение всех компонентов сырья, полупродуктов, материалов (технология должна быть материалосберегающей);

- технология характеризуется наиболее низким уровнем теоретически необходимого общего энергопотребления, т.е. технология должна быть энергосберегающей;

- технология предусматривает наиболее низкий уровень расхода воды, т.е. должна быть маловодной;

- технология обеспечивает охрану окружающей среды, т.е. должна быть экологически совершенной.

- технология должна создавать благоприятные производственные условия, т.е. должна быть безопасной и легко управляемой.

Безопасная технология, как идеальная технологическая система, основанная на прогрессивных технологических процессах выступает сегодня как маяк всестороннего (технологического, энергетического, технического, экономического и экологического) прогресса всей совокупности производственных систем.

Реализация новых теплотехнологических процессов возможна только на базе энергосберегающих тепловых схем технологического процесса и на базе энергосберегающего оборудования. Направления, методы и способы поиска, практической реализации энергосберегающих тепловых схем и энергосберегающего оборудования формируется в рамках энергетики теплотехнологиии. Энергетика теплотехнологических процессов признана обеспечить для действующей и новой технологии разработку, исследование, отбор и внедрение:

-рациональных и новых источников энергии, формируемых на основе сравнительной технологической, теплотехнологической, экономической и экологической их оценки;

- эффективных способов и оборудования генерации теплоты, обеспечивающих глубокое рациональное согласование технологических условий с энергетическими и экологическими условиями.

- энергосберегающих тепловых схем, формирующих основу высокого энергетического совершенства высокотемпературных установок на базе глубоких разработок широкого набора вариантов организации теплоиспользования, освоения эффективных методов и технических средств

-прогрессивных теплотехнических принципов реализации технологических процессов, открывающих возможность повышения на один-три порядка интенсивность теплообмена, в теплотехнологических процессах.

- совершенных схем конструктивного оформления элементов и компоновок теплотехнологических установок.

-оптимальных тепловых режимов эксплуатации и мероприятий глубокой энергетической модернизации высокотемпературных установок.

Таким образом, энергетика теплотехнологии, стимулируя разработку энергосберегающих технологий, обеспечивая формирование энергосберегающих тепловых схем и создания энергосберегающего оборудования, выступает как важнейшая составляющая научно-практической основы технической реализации новых теплотехнологических процессов и глубокой энергетической модернизации действующих теплотехнологических установок и систем. Поэтому энергетику теплотехнологии следует рассматривать как инструмент энергосберегающей политики в теплотехнологии.

Формирование и развитие энергетики теплотехнологии как новой области промышленной энергетики и как новой дисциплины, превращение ее в эффективный инструмент энергосберегающей политики требует организации подготовки соответствующих инженерных кадров, способных решать перечисленные задачи на основе комплексного подхода.

Вследствие этого инженеры энергетики должны отличаться:

- широкой межотраслевой подготовкой, позволяющей работать в различных отраслях промышленности.

-подготовленностью к разработке энергосберегающих тепловых схем и созданию энергосберегающего оборудования;

-способностью добиваться не только высокого КПД, но и эффективного использования топливно-энергетических ресурсов.

- комплексным подходом к решению задач на основе принципов безотходной технологии.

Наиболее общее представление о ВТУ дает ее структурная схема, в которой содержатся основные элементы установки и отражены существующие связи между ними.

Главным и обязательным элементом любой ВТУ является теплотехнологический реактор ТР, в объеме которого реализуются все ступени технологического процесса. В реактор подается технологическое сырье или полупродукты, в необходимых случаях вводится также восстановитель или окислитель или защитная газовая атмосфера контролируемого состава. В реактор не подводятся компоненты горения (топливо и окислитель топочного процесса) и эл. энергия, используемые для генерации теплоты, обеспечивающей необходимое изменение теплового состояния исходных технологических материалов.

Полученные в реакторе продукты теплотехнологического процесса в общем случае включают целевой и побочные продукты технологического процесса, технологические отходы, продукты побочного процесса. Продукты и отходы технологического и топочного процессов покидают ТР либо разделенными потоками, либо перемешиваются, образуя отходящие газы ВТП, шлаковые отходы ВТП; унос ВТП, состоящий из уноса технологических материалов в реакторе и выход из него продуктов и отходов процесса.

В тех случаях, когда глубокое охлаждение, горение топлива, продуктов и отходов ТП в переделах ТР невозможно или экономически нецелесообразно, предусматривается их дальнейшая переработка в устройствах дополнительного теплоиспользования.

На практике применяют два типа таких устройств: регистративный подогреватель компонентов горения за счет теплоты отходящих газов (РПКГ)ог и устройство внешнего использования теплоты отходящих газов (УВТ)ог. В (РПКГ)ог теплота отходящих газов передается компонентам горения (топливу и окислителю) и с ними возвращается (регенерируется) в ТР. В (УВТ)ог теплота утилизируется в ТП, температурный уровень которого ниже ВТП, реализуемого в ТР. На практике широко применяется и обратная последовательность их включения; возможно также схемы параллельного включения (РПКГ)ог и (УВТ)ог .

За редким исключением отходящие газы ВТУ содержат значительное количество примесей, выброс которых в окружающую среду недопустим. Поэтому в структурную схему ВТУ должна быть включена система аппаратов газоочистки ГО. На схемах аппараты газоочистки расположены после (РПКГ)ог и (УВТ)ог как это имеет место в современных ВТУ. Такое включение ГО обеспечивает повышенную эксплуатационную стойкость этих аппаратов и эффективное улавливание в них примесей, однако при этом поверхности теплообмена (РПКГ)ог и (УВТ)ог не защищены от воздействия на них примесей отходящих газов.

Отходящие газы, охлажденные в (РПКГ)ог и (УВТ)ог очищенные от примесей в аппаратах ГО, выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу ДТ. Самотяга ДТ и давление дымососа Д обеспечивают преодоление аэродинамического сопротивления элементов структурной схемы, расположенных после ТР. Если в последнем поддерживается высокое давление, то дымосос в схеме ВТУ обычно не предусматривается.

Компоненты горения, основное и дополнительное сырье перед вводом их соответственно в (РПКГ)ог ,ТР, и (УВТ)ог обычно проходят целенаправленную подготовку, которая осуществляется в специальных устройствах подготовки компонентов горения УПКГ и исходных материалов УПИМ. К числу процессов подготовки топлива и окислителя относятся смешение различных топлив, смешение атмосферного воздуха и технического О2, сортировка кускового топлива 2-го размола и обогащение, термическая подготовка топливо и окислителя осуществляется в так называемых автономных подогревателях.

Предусматриваются также целенаправленная подготовка используемойв ВТУ электроэнергии. Для этого в структурной схеме имеется преобразователь ПЭЭ. Во многих случаях перечисленные процессы подготовки компонентов горения и технологического сырья выносятся из структурной схемы ВТУ, т.е. осуществляется в рамках теплотехнологической системы для комплекса.

Элементы ВТУ связаны между собой коммуникациями воздухо – газопроводами, мазутопроводами, дымовыми боровами, транспортерами сырья, твердого топлива и продуктов ТП, водопроводами, паропроводами и т.п.

Все разнообразие конструктивных схем теплотехнологических реакторов формируется из различного многообразия элементов и деталей.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-11-18 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: