Использования энергетических ресурсов Вторичные энергоресурсы

Энергосбережение в энергетике и теплотехнология

Расчет тепловой схемы

 Расчет каупера

 На сжигание поступает доменный газ с расходом В. При сжигании образуются продукты сгорания с температурой t1. Температура t1 задается из условия стойкости свода каупера и не должна превышать 1500 °С.

  , (38)

где - теоретический расход воздуха; - объем продуктов сгорания в каупере; - теплоемкости воздуха и продуктов сгорания; - низшая теплота сгорания доменного газа; - температура сжатого воздуха после компрессора; - температура доменного газа; - предельно допустимая температура продуктов сгорания; - искомый избыток воздуха, обеспечивающий допустимую температуру. Объем продуктов сгорания связан с коэффициентом избытка воздуха соотношением . Преобразуя уравнение (38), получим:

 . (39)

 За счет теплоты продуктов сгорания в каупере осуществляется подогрев воздуха, идущего в доменную печь. При этом расход подогреваемого воздуха составляет G1. На горение подается воздуха с расходом G2. Расход воздуха на горение и расход продуктов сгорания связаны с расходом доменного газа соотношениям

G2=ВV0a; .

Тепловой баланс подогрева дутья в каупере имеет вид

 . (40)

где - температуры воздуха до и после каупера. Заданной технологией величиной является расход воздуха, который требуется подогреть в каупере. Температура воздуха на входе в каупер - это температура воздуха на выходе из промежуточного рекуперативного воздухоподогревателя.

  2. Баланс рекуперативного воздухоподогревателя

Он имеет следующий вид:

  , (41)

где - температура воздуха после компрессора; - температура продуктов сгорания перед газовой турбиной.

За последние годы энергоемкость внутреннего валового продукта в Российской Федерации увеличилась на 15-16%, электроемкость - на 30-32%. Учитывая это, к 2010 году при ожидаемом увеличении объема произведенного ВВП на 87%, планируется обеспечить рост внутреннего потребления топливно-энергетических ресурсов всего на 10%. Такой огромный разрыв в темпах роста ВВП и потреблении ТЭР предлагается покрыть снижением энергоемкости ВВП к 2010 на 70% за счет решения следующих основных экономических и организационных задач:
" повышения технического уровня промышленности (проведения эффективного технического перевооружения и реконструкции действующих предприятий и строительство новых на базе современных технологий);
" снижения расхода энергии на технологические нужды и уменьшения потерь при транспорте электрической и тепловой энергии;
" повышения экономичности действующего оборудования.
Наибольшее количество энергии, расходуемой электроприводами в промышленности, приходится на насосные, компрессорные и вентиляторные установки, основной функцией которых является поддержание заданного давления (разрежения), причем расход переносимой среды, как правило, может существенно изменяться в зависимости от конкретных условий. Необходимо предусматривать средства регулирования, обеспечивающие нормальную работу системы при различных расходах. Наиболее современным способом регулирования является регулирование с помощью преобразователей частоты.
Преобразователи частоты могут применяться на всех стадиях - от нефтедобычи до нефтепереработки и выполнять следующие задачи.

Баланс ГТУ Компрессор сжимает атмосферный воздух, повышая его давление от Р0 до Рк. Р0 = 0,1 МПа; Рк = 0,5 МПа, т.е. степень сжатия компрессора равна π = 5.

Энерготехнологическое комбинирование при получении водорода Основным технологическим звеном энерготехнологической установки получения водорода является печь-реактор [8], где происходит паровая конверсия метана . (51).

Тепловой баланс топки , (52).

Охлаждение конструктивных элементов высокотемпературных установок В высокотемпературных установках многие конструктивные элементы находятся в зонах высоких температур, и надежная их работа обеспечивается системами принудительного охлаждения.

Испарительное охлаждение Сущность испарительного охлаждения (рис. 34) заключается в охлаждении конструктивных элементов печей химически очищенной водой, причем отводимая от конструктивных элементов теплота затрачивается на испарение воды.


В качестве нагреваемого раствором теплоносителя, как правило, используют воду, при этом в теплообменном аппарате достигаются коэффициенты теплопередачи порядка 1000…3000 Вт/м2.К , что позволяет уменьшить площадь поверхности теплообмена. Прямой контакт нагреваемого теплоносителя со сбросным раствором недопустим. Поэтому для утилизации теплоты данного вида ВЭР можно использовать только рекуперативные теплообменники.
Расчет тепловой схемы