Вторичные энергетические ресурсы в 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.

6. Показатели использования  ВЭР.

Для оценки выхода и использования  ВЭР применяются следующие показатели: 1) Выход ВЭР (Q_вых) – 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

α – 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 В_у за счёт ВЭР к возможной (или экономически целесообразной) В_в:

Коэффициент выработки энергии на единицу  перерабатываемого материала: ,

N – производительность  агрегата, т/год.

7. 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 используемой литературы:

1. Петкин А.М. “Экономия  энергоресурсов: резервы и факторы  эффективности”, 1982г.

2. Михайлов В.В. “Рационально  использовать энергетические ресурсы”, 1980г.

3. Гольстрем В.А., Кузнецов  Ю.Л. “Справочник по экономии  топливно-энергетических ресурсов”  – К..: Техника 1985г., 383с.

4. Рогалев Н.Д. «Экономика энергетики»  2005г. Москва