Использование ВЭР в народном хозяйстве и сельскохозяйственном производстве

Понятие вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) и их классификация

Лекция 9. Вторичные энергетические ресурсы. Ядерная энергетика.

1.Понятие вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) и их классификация

2.Использование ВЭР в народном хозяйстве и сельскохозяйственном производстве.

3.Типы утилизаторов энергии и их использование в народном хозяйстве и сельскохозяйственном производстве.

4.Ядерная энергетика и перспективы ее использования.

Под вторичными энергоресурсами понимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся технологических агрегатах (установках, процессах), который не применя­ется в самом агрегате - источнике, но может быть частично или полностью направлен для энергоснабжения других потребителей. Все вторичные энергоресурсы принято делить на следующие три группы:

- горючие (топливные) - это горючие газы, твердые и жидкие топливные отходы, образующиеся при переработке технологического сырья; например, твердые и жидкие отходы в химиче­ской и нефтеперерабатывающей промышленности, щепа, стружка, опилки в деревообрабатывающем производстве, растительные остатки сельскохозяйственного производ­ства и лесного хозяйства, горючие бытовые отходы и др.

-тепловые - физическая теплота отходящих газов, технологических агрегатов, продукции побочных и промежуточных продуктов и отходов основного производства. К тепловым ВЭР относят теплоту вентиляцион­ных выбросов или дымов, выхлопных газов двигателей, тепло­та охлаждаемого молока или других видов продукции.

-избыточного давления газов и жидкостей - это потенциальная энергия покидающих установку газов, воды, пара с повышенным да­влением, которая может быть еще использована перед вы­бросом в атмосферу. Примером использования такого вида ВЭР является турбонадув в дизельных двигателях, где для работы турбокомпрессора используется энергия выхлоп­ных газов.

В последнее время интерес к ис­пользованию ВЭР неуклонно растет, поскольку возможно­сти снижения удельных расходов энергоресурсов на вы­пуск конечного продукта на современном этапе промы­шленного и сельскохозяйственного производства в значи­тельной мере исчерпаны. В этой связи для нашей респу­блики использование ВЭР — одна из важнейших народно­хозяйственных задач. Грамотное решение проблемы утилизации ВЭР позво­лило бы снизить уже в ближайшем десятилетии потребле­ние традиционных ТЭР на 20—30 % [12, 21 ].

Для характеристики использования ВЭР применяют сле­дующие показатели:

выход, определяемый как масса (энергия) ВЭР, кото­рая образуется в данной установке за определенный период времени (час, сутки, год);

фактическое использование — это масса (энергия) ВЭР агрегата или установки, употребленные в других уста­новках и системах;

резерв применения — это количество энергии, которое может быть дополнительно вовлечено в производство за счет их использования;

экономия топлива за счет ВЭР — количество топлива, которое можно сэкономить за счет использования ВЭР. Она может быть возможная и фактическая;

коэффициент утилизации — отношение фактической экономии топлива и энергии за счет ВЭР к возможной.

Энергосберегающие технологии на основе использования ВЭР

К горючим ВЭР агропромышленного производства отно­сятся сельско- и лесохозяйственные отходы: солома зерновых культур, стебли подсолнуха, стебли и стержни початков куку­рузы, отходы льноперерабатывающей промышленности, дре­весные отходы лесных хозяйств и фруктовых садов, опилки и стружки деревоперерабатывающих цехов и др. Теплотворная способность перечисленных продуктов при влажности 18 % составляет от 10 до 20 МДж/кг и выше. Количество летатель­ных и других горючих отходов так велико, что значительную часть их используют непосредственно в виде топлива. На ряде льнозаводов в Республике Беларусь также используют отходы (льнокостру) для сжигания в котельных с целью получения тепловой энергии, как уже отмечалось, одним из важнейших природных ресурсов Республики Беларусь является лес. Интенсивное развитие деревообрабатываю­щей и бумажной промышленности позволяет говорить о значильных резервах экономии топлива за счет сжигания от­ходов этих производств в специальных котельных. Имеется опыт получения качественного топлива (этанол, метанол и др.) из растительных отходов путем биохимиче­ской переработки, а также получения горючих газов путем газификации. Растительные отходы (солому, кукурузные початки, льнокостру, рапсовую солому и др.) можно обрабатывать совместно с навозными стоками в анаэробных усло­виях и получать энергоноситель — биогаз.

Тепловые ВЭР отличаются разнообразием видов и параметров. Их энергетический потенциал определяется физической теплотой различных продуктов, отходов производства и отработанных теплоносителей. К ним относятся: уходящие газы от котлов, печей, сушилок и другого технологического оборудования; вода, нагретая при охлаждении тех­нологического оборудования; воздух, выбрасываемый из систем вентиляции; канализационные стоки; охлаждаемые продукты и др. Наиболее распространенными приемами утилизации тепловых ВЭР являются:

рециркуляция— многократное частичное или полное возвращение потока газов, жидкости или твердых веществ в технологический процесс;

рекуперация — возвращение части энергии для повтор­ного использования в том же технологическом процессе.

Использование энергии отработанного пара на предпри­ятиях пищевой промышленности (молочные и спиртовые заводы, сахарное производство и др.) позволяет сэкономить большое количество энергии на сушку получаемой продук­ции и отопление помещений.

Установка современного котельного оборудования для ото­пления небольших производственных, административных и жилых помещений позволяет использовать теплоту отработав­ших в топке котла газов, для горячего водоснабжения. Значи­тельный резерв экономии содержится в использовании тепло­вой энергии как в стационарных ДВС в дизельэлектрических станциях, так и на транспорте.

Тепловые насосы предназначены для использования энер­гии в форме низкопотенциального тепла, когда температура теплоносителя ниже требуемого значения и перевода этого тепла на уровень температур го­рячего водоснабжения или отопительных температур. В качестве низкопотенциального тепла можно использовать тепло отрабо­танного воздуха в системах вентиляции, воды в реках и водо­емах, слабо нагретого атмосферного воздуха, канализацион­ных стоков жилых и производственных объектов, молока на МТФ и др.

Большие возможности энергосбережения и интенсификации АПК, в растениеводстве и животноводстве, связаны с использованием вторичных энергоре­сурсов (ВЭР). Удельные капиталовложения на осуществление мероприятий по использованию ВЭР, отнесенные на 1 т сэкономленного топлива, в 2-3 раза ниже удельных капиталовложений на его добычу и транспортировку. Текущие затраты на производство единицы энергии в утилизационных установках также значительно ниже, чем в основных энергетических установках.

Утилизация ВЭР не ограничивается только энергетическим эффектом. Она способствует повышению производительности труда, увеличению сроков работы технологического оборудования, уменьшению объемов промышленных выбросов, улучшению условий труда и техники безопасности. Особо следует выделить связь утилизации ВЭР с воздействием на окружающую среду. Отра­ботанные газы, вторичные пары, сбросные горячие и теплые воды, относящи­мися к ВЭР, одновременно являются источниками вредных выбросов в окружа- ющую среду. Однако полностью исключить их практически невозможно, поэтому меры, направленные на повышение эффективности использования энергоресурсов и улучшение экологической обстановки, должны в перспективе осуществляться с учетом принципов безотходной технологии.

Агропромышленное производство отличается большим разнообразием технологических процессов, которые сопровождаются, как правило, об­разованием вторичных тепловых ресурсов. Особенно это характерно пищевых и перерабатывающих отраслей, где развиты технологии и значительное место занимают энергетические установки. Образуются в агропромышленном производстве и горючие ВЭР. ВЭР избыточного давле­ния газов и жидкостей в собственном производстве АПК не образуются, но могут быте привлечены, как и другие виды ВЭР, от сторонних источников.

К горючим ВЭР агропромышленного производства относят сельско- и лесохозяйственные продукты: солому зерновых культур, стебли подсолнуха, стебли и стержни початков кукурузы, древесные отходы лесных хозяйств и фруктовых садов. Теплотворная способность перечисленных продуктов при влажности 18% изменяется в пределах 11,5-15 МДж/кг.

Тепловые ВЭР отличаются разнообразием видов и параметров. Их энергетический потенциал определяется физической теплотой различных продуктов, отходов производства, а также обработанных теплоносителей. К ним относятся уходящие газы от котлов, печей, сушилок и другого технологического оборудования; вода, нагретая при охлаждении технологического оборудования; выбросной пар; конденсат; выделяемый из обогреваемых паром установок; воздух, выбрасываемый из систем вентиляции.

Разнообразное применение может получить теплота отходящих газов ТЭЦ сахарных заводов температурой 150-170° С, хлебопекарных предприятий, уходящие газы которых имеют температуру Г20-250°С. Источником продуктов сгорания газообразного и жидкого топлива являются так же печи для опаливания туш, голов, шерстных субпродуктов, для запекания карбоната, буже­нины, мясных хлебов. Сушильные установки теряют с уходящими газами 15-40% подведенной теплоты.

Источниками сбросных горячих и теплых вод, различных технологичес­ких растворов являются ошпарочные чаны и ванны, котлы для варки окороков, рубашечные и пластинчатые теплообменники, а также компрессоры, охлаждаемые водой. Сюда можно отнести и "оборотную воду", получаемую после промывки молокопроводов и молочного оборудования.

При работе систем вентиляции в животноводческих и птицеводческих помещениях удаляется в зимний период значительное количество тепловой энергии, как в виде явной теплоты, так и в виде скрытой теплоты водяных паров. Так, корова живой массой 600 кг и удоем 15 кг молока выделяет 143 ккал/ч тепла и 549 г/ч водяных паров. Эта тепловая энергия - потенциальный источник восполнения дефицита теплоты на поддержание микроклимата в животноводческих помещениях в зимнее время.

На сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятиях имеется также оборудование, являющееся источником БЭР в виде физического теп­ла готовой продукции или промежуточных продуктов. К нему относятся всевозможные охладители (жира, молока и др.), утилизированную теплоту которых можно направить для подогрева воды и другие вспомогательные нужды.

Дата добавления: 2017-01-13