Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси icon

Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси




НазваРозділ 13. Вторинні енергетичні ресурси
Дата25.06.2012
Розмір74.4 Kb.
ТипДокументи


Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси

Класифікація та напрями використання




Ефективність використання




Контрольні запитання

13.1. Класифікація та напрями використання



Вторинні енергетичні ресурси (ВЕР) являють собою енергетичний потенціал продукції, побічних і проміжних продуктів, що утворюються в технологічних агрегатах (установках) і втрачаються в самому агрегаті, але можуть частково або цілком використовуватись для енергопостачання. Раціональне використання ВЕР – один з найбільших резервів зниження паливо - та енергоємності промислової продукції.

Вторинні енергетичні ресурси можна використати безпосередньо без зміни виду енергоносія (для задоволення потреби в тепловій енергії і паливі) або зі зміною виду енергоносія виробленням теплової та електричної енергії, холоду або механічною роботою в утилізаційних установках.

Багато галузей народного господарства мають у своєму розпорядженні великий резерв паливних і теплових ВЕР, що посідають значне місце в їх паливно-енергетичному балансі. Найбільші теплові ВЕР зосереджені на підприємствах чорної і кольорової металургії, хімічної, нафтопереробної і нафтохімічної промисловості, промисловості будівельних матеріалів, газової і важкого машинобудування, де широко використовують теплоту високого, середнього і низького потенціалів. 90 % теплоти високого потенціалу (більше 623 К) витрачають: близько 33 % – на плавку, 40 % – на нагрівання і близько 20 % – на випал руд і мінеральної сировини. Велику частину теплоти високого потенціалу одержують за рахунок спалювання різних видів палива безпосередньо в технологічних установках.

Теплоту середнього (373...622 К) і низького (323...423 К) потенціалів застосовують для теплопостачання споживачів, що потребують підвищених значень температури і тиску. Понад 90 % її корисного споживання витрачають у промисловості (45 %) та житлово-комунальному секторі (48,5 %). Основними енергоносіями, що забезпечують енергією середньо- і низькотемпературні процеси, є водяна пара і гаряча вода.


Підприємства важкого, енергетичного і транспортного машинобудування України мають у своєму розпорядженні величезний потенціал ВЕР у вигляді фізичної теплоти димових газів мартенівських, нагрівальних і термічних печей, вагранок, теплоти випарного охолодження печей, теплоти відпрацьованої пари пресів і молотів. Мають вторинні відновлювані енергоресурси і підприємства інших галузей господарства.

Одне з найважливіших завдань удосконалення будь-якої галузі – виявлення резервів економічного та екологічного використання ВЕР для цілей виробництва і забезпечення потреб побутового споживання.

Поряд із збільшенням економії паливно-енергетичних ресурсів утилізація ВЕР дозволяє знизити негативний екологічний вплив енергопостачання й енергоспоживання на навколишнє середовище.

Джерелом виникнення ВЕР є технологічне обладнання та процеси (зона А, рис. 13.1), у яких одну частину підведеної енергії вигідно використовують, а другу частину умовно поділяють на три потоки: перший (основний) потік – ВЕР; другий – потік енергії, що використовують для забезпечення внутрішньоциклових процесів (регенерації, підігріву робочого тіла тощо); третій – неминучі втрати енергії в навколишнє середовище відповідно до другого закону термодинаміки.

Характерною ознакою зони А є те, що використання всіх енергоресур­сів відбувається в межах самого технологічного агрегату (котла, турбіни, теплообмінника). Якщо розглядати ефективність роботи агрегату тільки в зоні А, то ВЕР у цьому разі належать до втрат і значно впливають на значення ККД установки. Тому важливим завданням для підвищення її ефективності є використання ВЕР в максимально великому обсязі.

Для зони Б (рис.13.1) характерним є два шляхи використання ВЕР: пер­ший – безпосередньо у нових процесах, не пов’язаних з технологічною роботою агрегатів, де виникають ВЕР (зона А); другий – використання спеціальних утилізаційних установок (УУ), де ВЕР виконують функції головного джерела підведеної енергії, завдяки чому виробляють кінцевий продукт. Тому загальний потік ВЕР, який переходить із зони А в зону Б, поділяється на два потоки. Перший потік ВЕР можна використовувати безпосередньо в стандартних технологічних агрегатах; другий – направляють до УУ, де вже трансформованим його використовують за призначенням.

В однакових первинних умовах ефективність використання першого потоку вища. Використання УУ, у якій виникають свої втрати енергії, пов’язані з відведенням теплової енергії в навколишнє середовище та наявністю необоротності термодинамічних процесів, знижує ефективність другого потоку.

Процес використання ВЕР (першим або другим способом) у зоні Б – це утилізація, економічна доцільність якої визначається економічними розрахунками. Основним критерієм доцільності використання першого або другого потоків ВЕР є перевищення доходів над витратами для їх одержання.

Вторинні енергетичні ресурси за їх характеристиками поділяють на паливні, теплові та підвищеного тиску.

Паливні ВЕР мають хімічно зв’язану енергію. Їх можна використати як паливо, щоб забезпечити протікання процесів в інших технологічних агрегатах. До них належать горючі гази плавильних печей (доменний, конвертерний, колошниковий), горючі відходи процесів хімічної і термохімічної переробки вуглецевої або вуглецевоводневої сировини (дерев’яна щепа, кора, тирса, стружка) та лужні розчини целюлозно-паперового виробництва.

^ Теплові ВЕР – це фізична теплота димових газів, основної, побічної та проміжної продукції і відходів різних виробництв.

До таких ВЕР належать водяна пара і гаряча вода, тверді, рідкі та газоподібні продукти, які побіжно виникають у технологічних установках.

^ ВЕР підвищеного тиску – потенційна енергія газів, що виходять
з технологічних агрегатів з надлишковим тиском, який треба знижувати перед подальшим використанням або викидом їх в атмосферу. До них належать станційні колошникові гази доменних печей, відпрацьована
в силових установках водяна пара, гази каталітичного крекінгу та термоконтактного коксування.

^ ВЕР низькопотенційної теплоти (ВЕР НПТ). До низькопотенційних теплових відходів належить фізична теплота:

  • димових газів технологічних і енергетичних установок із температурою нижче 400 °С;

  • води, що охолоджує елементи конструкцій технологічного устаткування;

  • вентиляційних викидів;

  • водяної пари вторинного скипання тощо.

ВЕР НПТ складають близько половини від сумарного виходу усіх видів ВЕР. Актуальність ефективного використання цього виду ВЕР пов’язана з потребою удосконалення технологічних процесів і скороченням втрат теплоти високого потенціалу. Утилізація ВЕР НПТ також сприяє охороні навколишнього середовища від теплового забруднення.

Носіями НПТ є корозійно-активні, забруднені, запилені рідини і гази. Для вирішення завдання ефективного використання НПТ потрібне спеціальне утилізаційне устаткування (теплові насоси, контактні теплообмінники, регенератори тощо).




Рис. 13.1 - . Принципова схема використання ВЕР





Залежно від виду і параметрів вторинні енергоресурси використовують в одному з таких напрямів:

  • паливні – як котельно-пічне паливо;

  • теплові – в утилізаційних установках або безпосередньо споживачем, щоб забезпечити потреби в тепловій енергії (можливе також одержання штучного холоду за рахунок ВЕР в абсорбційних холодильних установках);

  • електроенергетичні – перетворення енергоносія для одержання електричної енергії в газових або парових конденсаційних турбоагрегатах;

  • комбіновані – для виробництва в УУ (утилізаційних ТЕЦ) за допомогою теплофікаційного циклу електричної і теплової енергії;

  • низькопотенційні – у системах опалення, кондиціювання повітря та охолодження продукції в теплонасосних та холодильних (абсорб­ційних) установках.
^

13.2. Ефективність використання



Паливні ВЕР необхідно використовувати як паливо повністю (100 %). Об’єм використання вторинних енергетичних ресурсів, що утилізуються з перетворенням енергоносія, визначається можливим виробленням електроенергії в УУ.

Можливу кількість утилізованої теплоти для виробництва водяної пари або гарячої води в УУ за рахунок теплових ВЕР визначають за формулою

Qт = G(h1h2)(1 – ),

а для виробництва холоду так:

Qx = Qт ,

де G – витрата енергоносія ВЕР в УУ; h1 і h2 – ентальпія енергоносія відповідно на вході і виході з УУ;  – коефіцієнт, що враховує невідповідність режиму і кількості годин роботи УУ та агрегату – джерела ВЕР;  – коефіцієнт втрат теплоти УУ в зовнішнє середовище;  – холодильний коефіцієнт.

Можливу кількість електроенергії в утилізаційній турбіні за рахунок ВЕР у вигляді надлишкового тиску визначають за формулою

W = Glвімг,

де G – витрата енергоносія (рідини або газу, які мають надлишковий тиск);  – кількість годин роботи агрегату – джерела ВЕР в розглядуваний період; l – робота ізоентропійного розширення енергоносія; ві – внутрішній відносний ККД турбіни; м – механічний ККД турбіни; г – ККД електрогенератора.

Економічна ефективність використання ВЕР визначається значенням зведених витрат на систему енергопостачання, енергетичну установку або агрегат:

В = С + ЕнК,

де В – зведені витрати, грн/рік; С – річні експлуатаційні витрати (собівартість), грн/рік; Ен – нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень, який для енергетичної галузі дорівнює 0,12 рік–1; К – капіталовкладення, грн.

Економічно найефективнішим є варіант, який характеризується мінімумом зведених витрат Вmin. Зведені витрати для варіантів енергопостачання з утилізацією ВЕР можна визначити за співвідношенням


Вут = Сут + ЕнКут,

а для енергопостачання без утилізації ВЕР за рівнянням


Вб.ут = Сб.ут + ЕнКб.ут.

Економічний ефект від використання ВЕР визначається різницею в річних зведених витратах за порівнюваними варіантами:


В = Вб.ут min – Вут min = Сб.ут – Сут – Енб.ут – Кут).

Використання ВЕР економічно доцільне для позитивного значення різниці (В  0).

Контрольні запитання


  1. Класифікація вторинних енергетичних ресурсів.

  2. Характеристика основних видів ВЕР.

  3. Напрями використання ВЕР.

  4. Енергетична та економічна ефективність використання ВЕР.







Схожі:

Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconВул. Головна, 249-а, м. Чернівці 58018 тел. (0372) 55-09-42, факс 58-19-33, 58-19-00 e-mail: oblstat@cv ukrtel net Прес-випуск
Паливно-енергетичні ресурси є вагомим фактором стабільної роботи економіки області
Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconМетодичні вказівки
Теплогазопостачання та вентиляція . Розділ І. Опалення. Розділ ІІ. Вентиляція (для студентів 4 курсу денної та заочної форм...
Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconЗміст розділ загальні положення 2 розділ 2 виробничі та трудові відносини 3 розділ 3 відпустки 7 розділ 4 забезпечення продуктивної зайнятості 9 розділ 5 оплата праці 11 розділ 6 охорона праці 15
Додаток 2 Положення про порядок обрання та прийняття на роботу науково-педагогічних працівників Доннту
Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconЧастина ІІІ. Паливно- енергетичні ресурси. Паливо
Основою функціонування енергетики як паливно-енергетичного комплек­су є забезпеченість ресурсами в конкретних умовах навколишнього...
Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconІ. А. Кравець, д-р техн наук Вплив забруднень на енергетичні властивості вуглеводневих палив
Визначено інтенсивність зміни поверхні контакту твердої дисперсної фази при продукуванні механічних забруднень у паливах в експлуатаційних...
Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconРозділ VI. Елементи фізики твердого тіла енергетичні зони в кристалах. Розподіл електронів по енергетичних зонах
Так, при зближенні ізольованих атомів І утворення з них кристалу, що складається з n атомів, кожний окремий атом взаємодіє з своїми...
Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconКонкурс проводиться згідно з такими номінаціями: паливно-енергетичні ресурси, теплова енергетика, атомна енергетика, нетрадиційні відновлювальні джерела енергії,
Об'єднання громадян «Рада старійших енергетиків України» (ог рсеу), Науково-технічна спілка енергетиків та електротехніків України...
Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconКнижкові виставки, тематичні перегляди на допомогу навчальному процесу Спілкування: наука та мистецтво Як керувати проектами
Віртуальна виставка на сайті Наукової бібліотеки нук, "розділ Електронні ресурси"
Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconЕлектромеханічні та енергетичні системи, методи моделювання та оптимізації
Електромеханічні та енергетичні системи, методи моделювання та оптимізації. Збірник наукових праць Х міжнародної науково-технічної...
Розділ 13. Вторинні енергетичні ресурси iconЗапитання для заліку
Електоральні ресурси. Матеріальні та нематеріальні ресурси виборчої кампанії. Адекватність ресурсів поставленим цілям
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи