Общая характеристика вторичных энергоресурсов и их классификация
Классификация вторичных энергетических ресурсов промышленности. Рассмотрение особенностей энергетического потенциала продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов предприятий и электростанций. Расчёт экономической эффективности данных ресурсов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.03.2016 |
| Размер файла | 28,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Республики Беларусь
УО "Белорусский государственный экономический университет"
Кафедра технологии
Реферат
Общая характеристика вторичных энергоресурсов и их классификация
Выполнил
студент 1 курса, ФФБД, ДФК-2
Д.В. Рослик
Проверил В.А. Бобрович
Минск 2006
Содержание
Введение
1. Классификация вторичных энергетических ресурсов промышленности
2. Общая характеристика ВЭР промышленных предприятий
3. ВЭР электростанций
4. Использование вторичных энергетических ресурсов в промышленности
5. Показатели использования ВЭР
6. Расчёт ВЭР на экономическую эффективность
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Прогрессивное направление и развитие промышленности - создание безотходных производств, по технологии которых используются все элементы производственного процесса, а также энергия реакции технологических процессов для получения полезной продукции. Получаемая извне энергия необходима лишь для запуска и резервирования, то есть безаварийной остановки технологического процесса. Так в настоящее время используются технологические процессы производства аммиака, метанола, высших спиртов и некоторых других химических продуктов, основанные на принципе энерготехнологического комбинирования с максимальным использованием выделяемой энергии при различных реакциях.
В настоящее время и в ближайшей перспективе ещё будут существовать технологические процессы с материальными и энергетическими отходами. На технологический процесс расходуется определённое количество топлива, электрической и тепловой энергии. Кроме того, сами технологические процессы протекают с выделением различных энергетических ресурсов - теплоносителей, горючих продуктов, газов и жидкостей с избыточным давлением. Однако не всё количество этой энергии используется в технологическом процессе или агрегате; такие неиспользуемые в процессе (агрегате) энергетические отходы называют вторичными энергетическими ресурсами (ВЭР).
Количество образующихся вторичных энергетических ресурсов достаточно велико. Поэтому полезное их использование - одно из важнейших направлений экономии энергетических ресурсов. Утилизация этих ресурсов связана с определёнными затратами, в том числе и капитальными, поэтому возникает необходимость экономической оценки целесообразности такой утилизации.
Под ВЭР понимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся при технологических процессах, в агрегатах и установках, который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использоваться для энергосбережения других агрегатов (процессов). Термин "энергетический потенциал" здесь следует понимать в широком смысле, он означает наличие определённого запаса энергии - химически связанного тепла, физического тепла, потенциальной энергии избыточного давления и напора, кинетической энергии и др. Химически связанное тепло продуктов топливоперерабатывающих установок (нефтеперерабатывающих, газогенераторных, коксовальных, углеобогатительных и др.) к ВЭР не относятся.
1. Классификация вторичных энергетических ресурсов промышленности
ВЭР промышленности делятся на три основные группы:
1) горючие
2) тепловые
3) избыточного давления.
Горючие (топливные) ВЭР - химическая энергия отходов технологических процессов химической и термохимической переработки сырья, а именно это:
1) побочные горючие газы плавильных печей (доменный газ, колошниковый, шахтных печей и вагранок, конверторный и т.д.),
2) горючие отходы процессов химической и термохимической переработки углеродистого сырья (синтез, отходы электродного производства, горючие газы при получении исходного сырья для пластмасс, каучука и т.д.),
3) твёрдые и жидкие топливные отходы, не используемые (не пригодные) для дальнейшего технологической переработки,
4) отходы деревообработки, щелока целлюлозно-бумажного производства.
Горючие ВЭР используются в основном, как топливо, и немного (5%) на не топливные нужды (преимущественно в качестве сырья).
Тепловые ВЭР - это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепло воды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоотходов производства, например, горячих металлургических шлаков.
Одним из весьма перспективных направлений использования тепла слабо нагретых вод является применение так называемых тепловых насосов, работающих по тому же принципу, что и компрессорный агрегат в домашнем холодильнике. Тепловой насос отбирает тепло от сбросной воды и аккумулирует тепловую энергию при температуре около 90°С, иными словами, эта энергия становится пригодной для использования в системах отопления и вентиляции.
Следует отметить, что пока ещё большое количество тепловой энергии теряется при так называемом "сбросе" промышленных сточных вод, имеющих температуру 40-60°С и более, при отводе дымовых газов с температурой 200-300°С, а также в вентиляционных системах промышленных и общественных зданий, животноводческих комплексов (температура удаляемого из этих помещений воздуха не менее 20?25°С).
Особенно значительны объемы тепловых вторичных ресурсов в чёрной металлургии, в газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. энергетический отходы электростанция промышленность
ВЭР избыточного давления (напора) - это потенциальная энергия газов, жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы, ёмкости и другие приёмники. Сюда же относится избыточная кинетическая энергия.
Вторичные энергетические ресурсы избыточного давления преобразуются в механическую энергию, которая или непосредственно используется для привода механизмов и машин или преобразуется в электрическую энергию.
Примером применения этих ресурсов может служить использование избыточного давления доменного газа в утилизационных бес компрессорных турбинах для выработки электрической энергии.
2. Общая характеристика ВЭР промышленных предприятий
|
Первичные энергетические ресурсы |
ВЭР |
||
|
Разновидности энергоресурсов |
Характеристика, качественные параметры |
||
|
Твёрдое жидкое, газообразное топливо или электроэнергия для обслуживания технологических высоко температурных процессов (промышленные печи) и охлаждающая ввода. Газ и жидкое топливо для обслуживания технологических силовых процессов (с двигателями внутреннего сгорания воздуходувных, компрес-сорных и других агрегатов) и охлаждающая вода. Горючее и технологическое сырьё (в предприятиях металлурги-ческой, деревообраба-тывающей, текстильной, пищевой и других отраслях промышленности). Пар для обслуживания технологических силовых (в молотовых, прессовых и штамповочных агрегатах) и нагревательных процессов. Горячая вода для бытового теплопотребления Электроэнергия, обслуживающая силовые, термические и осветительные процессы. |
1. Отходящие горючие газы коксовых и доменных печей: а) коксовый газ - продукт выжига кокса в коксовых печах. б) доменный газ - побочный продукт доменного производства, получается в результате неполного сгорания кокса. в) ферросплавный газ - выплавка ферросплавов в электропечах. 2. Отходящие горючие газы предприятий нефтяной промышленности. 3. Отходящие горячие газы промышленных печей. 4. Нагретая охлаждённая вода и пар испарительного охлаждения промышленных печей. 5. Тепло, выделяемое расплавленными метл-лами, коксом и шлаками промышленных печей. 1. Горячие газы, отходящие из двигателей внутреннего сгорания. 2. Нагретая охлаждающая вода, отходящая из двигателей внутреннего сгорания. Горючие твёрдые и жидкие отходы производства. 1. Отработавший производственный пар. 2. Вторичный производственный пар. 3. Конденсат пара, используемого для нагревательных целей (горячая сливная вода). 4. Внутренние тепловыделения в производственных помещениях. Сливная загрязнённая вода. Внутренние тепловыде-ления в производственных помещениях. Сливная нагретая вода производственных агрегатов. |
а) Теплота сгорания: = 1760 ? 1800 кДж/м3 Состав газа: СО2=2?4%; СО= 6 ? 8 %; Н2 = 55? 62%; СН4 = 24 ? 28%; этилен, пропилен и др. = 2 ? 3 % ; N2 = 3 ? 2 %; О2 = 0,4 ? 08 %, плотность 0,4 - 0,55 кг/м3. Взрывоопасен. б) = 3350 ? 4610 кДж/м3 Состав газа: СО2=10?12,5%; СО=28,5?30,5%; Н2=1,5?3,8%; N2 = 58 ? 59,5 %; О2 = 0,1 ? 0,2%, плотность 1,28?1,3 кг/м3, теоретическая температура горения 1430 - 1500 °С, для сжигания 1МДж газа требуется теоретически необходимое количество кислорода 0,19м3. в) = 11300 кДж/м3 Состав: СО = 85 %; Н2 = 4 %; N2 = 5,6 %; О2 = 1 %; СО2=3%; сероводород=0,4%. Высокотоксичный, взрывоопасный газ. =10000 ? 15000 ккал/м3 tо.г 500 ? 1000 °С. tо.в 95 °С. Pи.о = 1,6 ? 4 атмосфер. tотх > 1000 °С. tо.г = 350 ? 600 °С tо.в < 100 °С. =10000 ккал/кг. Ро.п = 1,3 ? 1,5 атм. Рв.п =1 атм. t < 100 °С. t < 100 °С. t < 50 °С. t < 100 °С. t < 100 °С. |
3. ВЭР электростанций
ВЭР имеются также на электрических станциях и представляют собой тепловые отходы или потери тепла, получаемые в процессе энергопроизводства. На гидроэлектростанциях такими тепловыми отходами являются только тепловыделения в гидрогенераторах станциях.
ВЭР электростанций по своей величине значительно меньше, чем в промышленных предприятиях, и непрерывно уменьшаются по мере повышения экономичности энергопроизводства.
Характеристика вторичных энергетических энергоресурсов электростанций.
|
ВЭР |
Качественные параметры энергоресурсов |
|
1. Тепловые электростанции:Нагретая охлаждающая вода конденсационных устройств турбин:Отходящие дымовые газы котлоагрегатов:Отходящие газы и нагретая охлаждающая вода газотурбинных электростанций:Нагретая охлаждающая вода из системы охлаждения электрических генераторов: |
tв ? 25 ? 30 °Ctо.г ? 100 °Ctо.г ? 100 °Ctв ? 25 ? 30 °Ctв ? 25 ? 30 °C |
|
2. Гидроэлектростанции:Нагретая охлаждающая вода из системы замкнутого охлаждения электрических генераторов:Нагретый воздух из системы разомкнутого воздушного охлаждения электрических генераторов: |
tв ? 25 ? 30 °Ctв ? 60 ? 65 °C |
4. Использование вторичных энергетических ресурсов в промышленности
Подобные энергетические ресурсы можно использовать для удовлетворения потребностей в топливе и энергии либо непосредственно (без изменения вида энергоносителя), либо путём выработки тепла, электроэнергии, холода и механической энергии в утилизационных установках. Большинство горючих ВЭР употребляются непосредственно в виде топлива, однако некоторые из них требуют специальных утилизационных установок. Непосредственно применяются также некоторые тепловые ВЭР (например, горячая вода систем охлаждения для отопления).
Различают следующие основные направления использования потребителями ВЭР:
топливное - непосредственно в качестве топлива;
тепловое - непосредственно в качестве тепла или выработки тепла в утилизационных установках;
силовое - использование электрической или механической энергии, вырабатываемой из ВЭР в утилизационных установках;
комбинированное - тепловая и электрическая (механическая) энергия, одновременно вырабатываемые из ВЭР в утилизационных установках;
Источники и пути использования ВЭР в черной металлургии
Горючие газы - отходы основного производства: Доменный и коксовый газы практически используются полностью. Использование ферросплавного газа возможно для технологических (подогрев материалов, частичное предварительное восстановление сырья) и теплофикационных целей, сжиганием в котельной. Конвертерный газ частично используют в охладителях, но полное использование его ещё не решено. При сжигании его в печах после газоочистки теряется до 900 кг у.т./т конвертерной стали.
Теплота продуктов сгорания печей: У мартеновских печей теплота продуктов сгорания равна 12,5 ГДж/т стали, у нагревательных печей 0,8 ГДж/т проката. Использование этой теплоты возможно в котлах-утилизаторах при условии оснащения их виброочисткой, дробеочисткой, так как запылённость газов достигает 5 гр/м·м3. Возможно использование этой теплоты для нагрева шахты в шахтных подогревателях. Нагрев шихты уходящими газами экономит 12% топлива, повышает производительность печи на 15%, сравнительно быстро окупает капитальные затраты.
Теплота материалов: Потери составляют: 1 ГДж/т жидкого чугуна, 1,2ГДж/т жидкой стали, 0,8 ГДж/т жидкого шлака, 12 ГДж/т кокса, 0,6 ГДж/т агломерата. Решено только использование теплоты кокса. В установках сухого тушения получают 0,3-0,4 т пара/т кокса. Использование теплоты чугуна, стали, шлака не налажено. Использование теплоты агломерата повторным использованием охлаждающего воздуха для нагрева шихты на 25?30% снижает содержание углерода в шихте, что выгодно для основного технологического процесса. Использование теплоты шлака возможно при создании новых типов грануляторов.
Теплота охлаждающей воды: В установках испарительного охлаждения выход пара 0,1 т/т чугуна и 0,2 т/т мартеновской стали. Все технологические вопросы испарительного охлаждения печей решены и требуется максимально широкое внедрения способа в производство. Необходимо улучшить технические решения по унификации охлаждаемых элементов, повышению давления пара, улучшить контроль за плотностью схем охлаждения, усовершенствовать автоматику утилизирующих установок. Необходимо распространение опыта чёрной металлургии в химическую промышленность, машиностроение и т.д.
Источники и пути использования ВЭР в цветной металлургии
Большие резервы по эффективному использованию ВЭР имеются и на предприятиях цветной металлургии. Технически возможное и экономически целесообразное применение вторичных энергетических ресурсов в этой отрасли оцениваются примерно в 18 млн. Гкал в год.
Эффективным в цветной металлургии является использование тепла уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, поступающего в печи для сжигания топлива. Это экономит топливо, улучшает процесс его горения и, кроме того, повышает производительность печи. Однако с дымовыми газами уносится ещё значительное количество тепловой энергии, которая может использоваться в котлах- утилизаторах для выработки пара.
5. Показатели использования ВЭР
Для оценки выхода и использования ВЭР применяются следующие показатели:
1) Выход ВЭР (Qвых) - количество ВЭР, образующихся в процессе производства в данном технологическом агрегате за единицу времени.
2) Выработка энергии за счёт ВЭР (Q) - количество энергии, получаемое при использовании ВЭР в утилизационной установке. Выработка энергии отличается от её выхода на величину потерь тепла в утилизационной установке. Различают возможную, экономически целесообразную, планируемую и фактическую выработки энергии.
3) Использование ВЭР - количество используемой у потребителей энергии, вырабатываемой за счёт ВЭР в утилизационных установках.
4) Экономия топлива (В) за счет ВЭР - количество первичного топлива, которое экономится в результате использования ВЭР.
Степень использования ВЭР - показатель представляющий отношение фактической (планируемой) выработки к выходу ВЭР,
Показатель используется, если нет ограничений по конечному температурному потенциалу, например при охлаждении нагревательных печей.
Коэффициент утилизации - отношение количества теплоты, воспринятой котлом-утилизатором, к теплу топлива, сожженного в печи. Например, для мартеновской печи:
= 0,143 ()·1,16
? - удельная выработка пара котлом утилизатором на 1 т выплавленной стали, [МВт/т],
q - удельный расход условного топлива на 1 т выплавленной стали, [т у.т./т].
Коэффициент можно применять для сопоставления использования ВЭР однотипных по конструкции и технологии агрегатов. Сложные и разнообразные процессы (например, цветной металлургии) нельзя характеризовать таким показателем.
Показатель использования ВЭР - отношение фактической выработки тепла на базе ВЭР к возможной:
При планировании топливопотребления применяют коэффициент утилизации - отношение фактической (планируемой) экономии топлива Ву за счёт ВЭР к возможной (или экономически целесообразной) Вв:
Коэффициент выработки энергии на единицу перерабатываемого материала:
,
N - производительность агрегата, т/год.
6. Расчёт ВЭР на экономическую эффективность
Исходной информацией для расчёта выхода и возможного использования ВЭР служат: тепловые и материальные балансы основного технологического оборудования; объём выпуска продукции в рассматриваемом периоде; отчётный энергетический баланс предприятия; технико-экономические характеристики технологических агрегатов, энергетических и утилизационных установок; планы внедрения новой технологии и нового оборудования на перспективу.
В результате анализа всех этих материалов устанавливают виды ВЭР и их потенциал; выявляют агрегаты, ВЭР которых могут быть включены в энергетический баланс предприятия или использованы вне данного предприятия; определяют по каждому агрегату выход ВЭР; рассчитывают величину возможной, экономически целесообразной и планируемой выработки энергии из каждого вида ВЭР; определяют величины фактической выработки и фактического использования ВЭР, а также возможного и планируемого использования всех видов ВЭР.
Выход ВЭР зависит от факторов и режима работы технологической установки (агрегата). В общем случае суточный (и сезонный) выход ВЭР характеризуется значительной неравномерностью. Поэтому различают показатели удельного и общего выхода ВЭР - максимальный, средний и минимальный (гарантированный), как в суточном, так и сезонном разрезе. В любом случае утилизации ВЭР эффективность их использования определяется достигаемой экономией первичного топлива и обеспечиваемой за счёт этого экономией затрат на добычу, транспортирование и распределения топлива (энергии). Поэтому важное условие экономической эффективности ВЭР - правильное определение вида и количества топлива, которое экономится при их утилизации.
Экономия топливо зависит от направления использования ВЭР и схем топливо- и энергоснабжения предприятия. При тепловом направлении использования ВЭР экономия топлива определяется путём сопоставления количества тепла, полученного от использования ВЭР, с технико-экономическими показателями выработки того же количества и тех же параметров тепла в основных энергетических установках. При силовом направлении использования ВЭР выработка электроэнергии (или механической энергии) сопоставляется с затратами топлива на выработку электроэнергии (или механической энергии) в основных энергоустановках.
При определении экономической эффективности использования ВЭР сопоставляют варианты энергоснабжения, которые удовлетворяют потребности данного производства во всех видах энергии с учётом использования ВЭР, удовлетворяют те же потребности и без учёта использования ВЭР. Основными показателями сопоставимости этих вариантов служат: создание оптимальных (для каждого из вариантов) условий их реализации; обеспечение одинаковой надёжности энергосбережения; достижение необходимых санитарно-гигиенических условий и безопасности труда; наименьшее загрязнение окружающей среды.
Одно из основных направлений повышения эффективности производства и использование энергетических ресурсов в промышленности - увеличение единичной мощности агрегатов, концентрация производства и создание укрупнённых комбинированных технологических процессов. Особенно это эффективно для технологических процессов с большим выходом тепловых ВЭР, т.е. для предприятий химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и металлургической промышленности.
Создание крупных комбинированных производств позволяет использовать ВЭР одних процессов для нужд других, входящих в общий комбинированный комплекс.
Заключение
По мере увеличения затрат на добычу топлива и производства энергии возрастает необходимость в более полном использовании их при преобразовании в виде горючих газов, тепла нагретого воздуха и воды. Хотя утилизация ВЭР нередко связана с дополнительными капитальными вложениями и увеличением численности обслуживающего персонала, опыт передовых предприятий подтверждает, что использование ВЭР экономически весьма выгодно. На нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах капитальные вложения в утилизационные установки окупаются в среднем за 0,8-1,5 года.
Таким образом, повышение уровня утилизации вторичных энергетических ресурсов обеспечивает не только значительную экономию топлива, капитальных вложений и предотвращения загрязнения окружающей среды, но и существенное снижение себестоимости продукции нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий.
Список использованной литературы
1. Петкин А.М. "Экономия энергоресурсов: резервы и факторы эффективности", 1982 г.
2. Михаилов В.В. "Рационально использовать энергетические ресурсы", 1980 г.
3. Гольстрем В.А., Кузнецов Ю.Л. "Справочник по экономии топливно-энергетических ресурсов" - К.: Техника 1985 г., 383 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Понятие и перспективы применения вторичных энергетических ресурсов, необходимое для этого оборудование и агрегаты. Классификация вторичных энергетических ресурсов промышленности, их разновидности и оценка эффективности при повторном использовании.
презентация [4,2 M], добавлен 06.02.2010Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов. Основные причины большого потребления топливно-энергетических ресурсов на предприятиях пищевой промышленности, пути сбережения тепловой энергии. Использование вторичных энергоресурсов.
реферат [98,2 K], добавлен 11.02.2013Основные способы организации энергосберегающих технологий. Сущность регенерации энергии. Утилизация вторичных (побочных) энергоресурсов. Системы испарительного охлаждения элементов высокотемпературных печей. Подогрев воды низкотемпературными газами.
доклад [110,9 K], добавлен 26.10.2013Рассмотрение основных видов вторичных энергоресурсов и их использования в производстве. Изучение схем применяемых при утилизации абсорбционных машин. Расчет термодинамических циклов бромистолитиевой холодильной машины (понижающего термотрансформатора).
дипломная работа [1,2 M], добавлен 26.03.2015Количественная характеристика и особенности топливно-энергетических ресурсов, их классификация. Мировые запасы, современное состояние, размещение и потребление энергетических ресурсов в мире и в России. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии.
презентация [22,1 M], добавлен 31.01.2015Характеристика видов и классификации топливно-энергетических ресурсов или совокупности всех природных и преобразованных видов топлива и энергии. Вторичные топливно-энергетические ресурсы - горючие, тепловые и энергоресурсы избыточного давления (напора).
контрольная работа [45,8 K], добавлен 31.01.2015Понятие и классификация энергетических ресурсов. Первичная и вторичная энергия. Стадии энергетического производства. Средняя структура потребления ресурсов. Основные виды твердого топлива. Газ нефтяных месторождений. Искусственные горючие, твердые газы.
презентация [97,4 K], добавлен 14.08.2013Производственная мощность энергетических предприятий, ее анализ и оценка эффективности, определение капиталовложений в их формирование. Порядок и принципы измерения производственной мощности оборудования, энергетических объектов, электростанций.
лекция [23,9 K], добавлен 10.06.2011Оценка эффективности инвестиций к элементам теплоэнергетических систем - теплоутилизационным установкам промышленных предприятий. Расчет выхода и полезного использования вторичных энергоресурсов. Энергоснабжение в зонах централизованного энергоснабжения.
курсовая работа [310,9 K], добавлен 03.11.2014Анализ состояния топливно–энергетического и нефтегазового комплекса России. Потенциал топливно-энергетических ресурсов и доля углеводородного сырья в структуре топливно-энергетического баланса страны. Динамика добычи и потребления углеводородного сырья.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 25.03.2012
