Використання теплоти димових газів

ВИКОРИСТАННЯ ВТОРИННИХ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ

Лекція 6.

На промислових підприємствах після технологічних процесів залишається значна кількість вторинних енергоресурсів (ВЕР).

Потрібно завжди намагатися використовувати вторинні енергоресурси якщо біля джерела виробництва вторинних енергоресурсів є споживач вторинних енергоресурсів, а також якщо використання вторинних енергоресурсів доцільно з техніко-економічних міркувань.

Вторинні енергоресурси поділяють на:

1) високотемпературні 500 °С і більше

2) середньо температурні 100-500 °С

3) низькотемпературні до 100 °С

Використання вторинних енергоресурсів (ВЕР) поліпшує тепловий баланс підприємства та збільшує ККД технологічної установки.

При використанні ВЕР потрібно влаштувати техніко-економічний розрахунок. Установки використання ВЕР не повинні бути складними, та повинні мати невеликий строк окупності. Неможливо на 100% використати ВЕР, бо графіки тепловиробництва та теплоспоживання не можуть повністю співпадати. Потрібно намагатись використовувати ВЕР найближче до точки їх вирівнювання.

Димовими газами можна підігрівати дуттьове повітря печі, живильну воду котла та сировину для печі. Для підігрівання живильної води використовують економайзери, які розміщуються у димоходах.

Розрахунок економайзера здійснюється з метою визначення кількості трубок, кількості рядів з умови що швидкість димових газів повинна бути від 6 до 9 м/с.

Температура води на вході в економайзер повинна бути на 20 °С вище за температуру точки роси, а на виході з економайзера на 20 °С нижче за температуру скипання при відповідному тиску.

Кількість теплоти, яка поглинається в економайзері визначають за формулою.

Q=V(i''- i'+Δi)	100-q5	, (6.1)

де V – витрата димових газів

i'', i' – ентальпія димових газів на вході та на виході з економайзера

Δi – збільшення ентальпії при проходженні економайзера

q₅ – втрати теплоти.

Температуру води на виході з економайзера визначають за формулою:

tвих= tвх+	Q	, (6.2)
c·G

де с – теплоємність води; G – витрата води; t_вх – температура води на вході в економайзер

Для використання теплоти димових газів існують котли утилізатори які виробляють пару. Ентальпію пари на виході з котла визначають за формулою:

iвих= iвх+	Q	, (6.3)
Dп

де D_п – витрата пари на виході з котла утилізатора; i_вх – ентальпія води на вході в котел.

Використання теплоти димових газів після киснево-конверторних печей, димові гази які містять значну кількість СО

Рис. 6.1. Схема використання теплоти димових газів після

киснево-конверторних печей.

1. Киснево-конверторна піч

2. Шахта для спалювання димових газів

3. Пальник

4. Пароперегрівач

5. Перший ступінь підігрівача

6. Другий ступінь підігріву

7. Паровий акумулятор

8. Турбіна для виробництва енергії

9. Конденсатор

10. Насос

Використання теплоти продуктів технічного виробництва

Рис. 6.2. Схема використання теплоти продукції ливарного виробництва

Використання теплоти м’ятої пари

М’ята пара утворюється після технологічного споживача, та має достатньо високий тиск та температуру. Якщо її витрата більше ніж 60 т/год та тиск більше 4 МПа то доцільно її використовувати для виробництва ел. енергії.

Якщо м’ята пара після споживача має тиск Р₂ а в цеху існує споживач, який використовує пару з тиском Р₃>Р₂ то для підвищення тиску м’ятої пари використовують струменевий термокомпресор.

Рис. 6.3. Схема використання струменневого термокомпресора.

Рис. 6.4. Струменневий термокомпресор.

1. гостра пара з тиском Р₁
2. м’ята пара з тиском Р₂
3. сопло
4. прийомна камера
5. камера змішування
6. дифузор
7. пара х тиском Р₃

Використання струменевого термокомпресора дозволяє збільшити тиск пари та зменшити затрати на паропровід (зменшити діаметр або не прокладати додатковий паропровід з тиском Р₃.

Використання цих схем доцільно для незабрудненої м’ятої пари. Якщо пара забруднена потрібно встановлювати очищувач, що потребує додаткових коштів.

Використання теплоти конденсату

Рис. 6.5. Схема використання теплоти конденсату для нагрівання води для системи гарячого водопостачання.

Кількість теплоти яку містить конденсат визначають за формулою:

, (6.4)

де Q_пр – кількість теплоти, яка проходить з прольотною парою;

Q_в – кількість теплоти, яка міститься в конденсаті, який знаходиться у вигляді води;

Q_вп – кількість теплоти пари вторинного скипання.

Кількість теплоти, яка міститься в прольотній парі визначають за формулою:

Q_пр=D_пр*r, (6.5)

де D_пр – витрата прольотної пари;

r – теплота пароутворення.

Витрату прольотної пари визначають за формулою:

D_пр=Х_пр*G_к, (6.6)

де Х_пр – частка пари, яка проходить через конденсатовідводник (залежить від конструкції і температури). G_к – витрата конденсату.

Кількість теплоти, яка міститься в конденсаті, який знаходиться у вигляді води визначають за формулою:

Q_в=c*t_к*G_к, (6.7)

де t_к – температура конденсату; с – теплоємність води.

Кількість теплоти, яка міститься в парі вторинного скипання визначають за формулою:

Q_вп=D_вп*r_к, (6.8)

де Dвп – витрата пари вторинного скипання;

r_к – теплота пароутворення при тиску на кінці ділянки.

Витрату пари вторинного скипання визначають за формулою:

D_вп=X*G_к, (6.9)

де Х – частка конденсату, яка пер. в пару вторинного скипання. Вона залежить від тиску в кінці ділянки і густини.

Таким чином кількість теплоти яку містить конденсат визначають за формулою:

Q_к=G_к*(r*Х_пр+c*t_к+Х*r_к), (6.10)

Економія палива за рахунок використання теплоти ВЕР визначається за формулою:

, (6.11)

де Q_к – кількість теплоти яку ми отримуємо за рахунок використання ВЕР;

h - ККД котельні яку ми використовуємо;

Q_р^н – нижча теплота згоряння палива.

Дата добавления: 2014-12-25